kot318@rambler.ru ВВЕДЕНИЕ
Бытовые (домашние) холодильники, холодильники-морозильники и морозильники служат последним звеном непрерывной холодильной цепи. Холодильники обеспечивают хранение пищевых продуктов в охлажденном и замороженном состоянии, а морозильники — замораживание и хранение в замороженном состоянии пищевых продуктов при температуре не выше —12... — 18 оС в домашних условиях до момента потребления.
Холодильники и морозильники довольно быстро совершенствуются. Улучшаются технико-экономические показатели, увеличивается число выполняемых функций, повышаются уровни автоматизации и комфортности, улучшается внешнее оформление.
В охлаждаемом объеме в общем случае выделяется четыре зоны с разными режимами: для охлаждения; замораживания; хранения при температуре 0° С с относительно низкой влажностью (до 90%) для мяса, рыбы, птицы и относительно высокой влажностью для овощей фруктов, зелени. Улучшают технико-экономические показатели путем сокращения теплопритоков через корпус, доля которого обычно составляет 70— 80% суммарного значения (т. е. 20—30% ее приходится на долю теплопритоков от продуктов и при открывании двери). Это возможно путем уменьшения теплопроводности традиционной пенополиуретановой изоляции [до Л = 0,0157 Вт/(м - К)] и создания новой вакуумной и экранно-вакуумной, что позволяет уменьшить толщину ограждения морозильной камеры до 30-40 мм. Кроме того, чем меньше объем занимает теплоизоляция, тем больше полезная вместимость холодильника.
Применяют аккумуляторы холода, позволяющие стабилизировать температуру воздуха при циклической работе холодильного агрегата, сохранять приемлемую температуру длительный период при аварийном отключении электроэнергии, быстрее замораживать продукты. Уровень автоматизации повышается вследствие использования микропроцессорной  техники, позволяющей расширить возможности систем автоматизации, например, задавать режим хранения и замораживания, контролировать режим работы, диагностировать состояние основных элементов (компрессора, воздухоохладителя, и т. д.), сигнализировать о нарушении режима работы и ухудшении технического состояния компрессорного агрегата, оттаивать испарители.
В дизайне происходит переход к стилю «softline»: элементы конструкции выполняют без острых углов с мягкими скругленными очертаниями.
Расширяется цветовая гамма внешней и внутренней отделки. Для освещения применяют галогенные лампы.
Полки выполняют прозрачными из небьющегося стекла или прозрачного пластика. В холодильной камере предусматривают отделения, выдвижные контейнеры из прозрачного пластика, а в морозильной камере — отделения с прозрачными дверками.
При модернизации холодильников особое внимание уделяется расширению их технико-экономических и экслутационных показателей.
 1 АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Физический принцип действия холодильников
Холодильные агрегаты бытовых холодильников выполняют роль холодильных машин, т. е. служат для отвода тепла из холодильной камеры и передачи его в более теплую окружающую среду. Агрегат может быть демонтирован из шкафа и заменен другим, предназначенным для холодильников данного типа. Конструкции отдельных, узлов и деталей холодильных агрегатов различных холодильников с одной холодильной камерой и дверцей могут несколько отличаться друг от друга, однако принципиальная схема их одинакова .
Холодильный процесс осуществляется следующим образом. При работе мотор-компрессора жидкий хладагент из конденсатора по капиллярной трубке подается в испаритель. При этом давление и температура жидкого хладагента понижаются за счет ограниченной пропускной способности капиллярной трубки и охлаждения холодными парами хладагента, идущими навстречу по всасывающей трубке из испарителя. При температуре – 10 – 20 С и давлении 0 –1 атм жидкий хладагент в испарителе кипит, поглощая 6тепло из холодильной камеры. Чтобы обеспечить постоянное кипение хладагента в испарителе при определенном давлении, холодные пары его отсасываются компрессором через всасывающую трубку. При движении паров к компрессору температура их повышается за счет теплообмена с теплым жидким хладагентом, движущимся по капиллярной трубке, и окружающей средой. При входе в кожух мотор-компрессора температура паров равна примерно 15 С.
Так как температура обмоток электродвигателя и цилиндра компрессора значительно выше 15 С, то они охлаждаются парами хладагента, что улучшает условия работы электродвигателя и компрессора в герметичном кожухе. Подогретые пары хладагента нагнетаются компрессором в конденсатор, который охлаждается воздухом окружающей среды. При этом  давление паров повышается до 8 – 11 атм в зависимости от температуры окружающей среды. При таком давлении температура конденсации насыщенных паров хладагента становится выше температуры окружающего воздуха, поэтому в последних витках конденсатора пары хладагента превращаются в жидкость. Процесс конденсации паров сопровождается выделением тепла, которое отдается окружающему воздуху. Жидкий хладагент, имеющий температуру на
10 – 15 С выше температуры окружающей среды, проходит через фильтр, совмещенный с осушительным патроном, и далее по капиллярной трубке вновь поступает в испаритель. Описанный круговой холодильный процесс работы агрегата повторяется пока работает мотор-компрессор.
1. 2 Классификация холодильников
Классификация. Современные бытовые холодильники и морозильники — это сложные бытовые приборы, работающие в специфических условиях — в жилых (кухонных) помещениях, поэтому к ним предъявляются высокие требования: функционирование в автоматическом режиме (пользователь если и выполняет, то только простейшие операции по уходу за ними); минимальный уровень шума высокий уровень надежности; полная безопасность функционирования; возможно малые габаритные размеры при определенной полезной вместимости, небольшая стоимость и малые эксплуатационные расходы.
Бытовые холодильники бывают компрессорными (охлаждаемые компрессорной холодильной машиной), абсорбционными (охлаждаемые абсорбционной холодильной машиной) и термоэлектрическими (охлаждаемые термоэлектрическими батареями), а морозильники — компрессорными и абсорбционными.
 Компрессорные холодильники составляют значительную долю используемых холодильников и морозильников — свыше 90%. Доля используемых абсорбционных холодильников не превышает 10%.
Термоэлектрические холодильники выпускаются в незначительном количестве: в основном встроенными в мебель и для транспортных средств (автомобилей, прогулочных катеров, яхт), имеющих источник электроэнергии.
В зависимости от вида используемой энергии различают электрические и газовые холодильники, последние могут быть только абсорбционными. В соответствии со стандартом холодильники обозначаются буквой К, абсорбционные — А, абсорбционные с газовым нагревом — АГ, морозильники — М. По месту возможной установки или по исполнению бытовые холодильники делятся на следующие типы: Ш — в виде шкафа (наиболее распространенная форма); С — в виде стола или
шкафа-стола с сервировочной плоскостью; высота такого холодильника 850—900 мм, что позволяет использовать его в качестве кухонного стола; Н — настенные; Б — блочно-встраиваемые (объединенные с какой-либо мебелью или встраиваемые в нее).
Бытовые холодильники и морозильники различают по числу камер, имеющих различные температуры воздуха и отделенные друг от друга теплоизолированными перегородками и дверцами. Для каждой камеры предусматривается отдельная дверь. Выпускаются однокамерные, двухкамерные Д, трехкамерные Т холодильники.
В зависимости от выполняемых функций холодильники подразделяются на шесть групп сложности (0—5), морозильники — на две (0 и 1), в число которых входит, например, температуры замораживания и хранения мороженых продуктов, уровень автоматизации и другие. В зависимости от максимальной температуры окружающего воздуха, при которой могут функционировать холодильники, их классифицируют на следующие виды исполнения: 5К и N не выше 32°С ; 5Т не выше 38"С , Т не выше 43°С, а  морозильники и холодильники-морозильники — на такие виды: N не выше 32°С, Т не выше 43°С .
В зависимости от целевого назначения различают камеры: морозильную (МК) — для замораживания и хранения мороженых продуктов; низкотемпературную (НТК) — для хранения мороженых продуктов; холодильную — (ХК); универсальную (УК) — для хранения продуктов в свежем, охлажденном и замороженном состояниях; высокотемпературную (ВТК) — для хранения свежих овощей и фруктов.
Однокамерные холодильники могут иметь низкотемпературное отделение (НТО) или быть без него. В зависимости от температуры (tпм НТО выделяют три вида холодильников: tпм < -6°С (у такого холодильника на дверку НТО наносится маркировка — одна звездочка); tпм < —12°С (две звездочки); (tпм < -18°С (три звездочки на дверке НТО или НТК). Морозильники маркируют четырьмя звездочками. Большая звездочка свидетельствует о том, что можно замораживать продукты.
Основные размеры холодильников, морозильников и методы испытаний регламентированы государственными стандартами. Техническими характеристиками являются: вместимость общая Vхк, и отдельных камер (НТО, НТК, МК, ВТК); температура в камерах и отделениях; производительность устройства для замораживания продукта; суточный относительный расход электроэнергии ехк, (кВт - ч/дм3) и др. Например, температура (средняя по объему) холодильной камеры в зависимости от исполнения (в интервале соответствующих ему наружных температур 1н) должна быть: для SN (10 - 32°С) 5°С; N (16 - 32°С) 5°С; 5Т
(18 - 38°С) 7°С и Т(18 - 43°С) 7°С. При этом температура в НТО не выше -6°С (-12 и - 18°С), в НТК, МК не выше -18°С, а компрессор в установившемся режиме должен работать циклично с коэффициентом рабочего времени не более 0,9.
 При отключении электроэнергии время, за которое температура в НТК и МК холодильников повысится до -9°С должно быть не менее: для холодильника 8 ч; для холодильника-морозильника и морозильника 12ч.
В связи с трудностью учета теплопритоков через углы корпуса, роль которых в данном случае значительна из-за малого отношения линейных размеров корпуса к толщине изоляционного слоя, а также и теплопритоков по тепловым мостикам теплотехнические свойства корпуса обычно характеризуют не коэффициентом теплопередачи, а теплопроходимостью (Вт/К) или временем (ч) повышения температуры воздуха от номинальной до -9°С в НТО и МК при tн - 25°С при отключении электроэнергии.
Допустимый уровень звуковой мощности в зависимости от типа и вместимости должен быть в пределах от 40 Дб (однокамерный холодильник вместимостью до 200дм3) до 53 Дб (морозильник вместимостью свыше 400дм3).
Средняя наработка на отказ должна быть не менее 50000 ч, а средний срок службы — не менее 15 лет.
Основные элементы конструкции. Холодильники и морозильники состоят из двух основных блоков: теплоизолированного корпуса с дверью и холодильного агрегата (машины).
Корпус включает наружную, внутреннюю оболочки и теплоизоляционный слой. Наружная оболочка является несущей и обычно представляет собой сварную конструкцию из низкоуглеродистого стального листа толщиной 0,6-1,0 мм, внешняя поверхность которого покрыта синтетической эмалью. Внутренняя оболочка может быть металлической или пластмассовой (обычно из ударопрочного полистирола).
Большинство моделей современных холодильников и морозильников имеют изоляцию из пенополиуретана, который вспенивается между оболочками корпуса. Получается непрерывный теплоизоляционный слой и жесткая неразборная конструкция, позволяющая уменьшить толщину стального листа наружной оболочки холодильника.
 Толщина изоляции обычно составляет: холодильного отделения — 40-70 мм и морозильного отделения — до 90 мм. У морозильников толщина изоляции составляет 60-100 мм, что позволяет снизить расход электроэнергии (до 1 кВт - ч/сут в при вместимости 200 дм3), увеличить производительность по замораживанию продуктов, увеличить время повышения температуры от -18°С до -9°С при отключении электроэнергии до 30 ч и более.
Низкотемпературные камеры многокамерных холодильников и камеры морозильников выполняют из алюминия или нержавеющей стали. Металлические камеры более долговечны и гигиеничны, но увеличивают массу холодильника и морозильника. Пластмассовые камеры более технологичны в изготовлении и сборке, имеют меньшую теплопроводность и массу. Однако они быстрее теряют товарный вид, менее прочны и долговечны по сравнению с металлическими.
Открытый проем шкафа закрывается дверью, которая удерживается в закрытом положении при помощи затвора. Затвор обычно магнитный, представляющий собой эластичную магнитную вставку, размещенную в уплотнительный профиль. Уплотнительный резиновый баллонный профиль, закрепленный на внутренней поверхности двери, обеспечивает герметичность соединения корпуса с дверью. Магнитная вставка притягивается к корпусу, и в результате баллон прижимается к поверхности корпуса. Дверь с таким затвором без значительного усилия может быть открыта и изнутри холодильника.
Снаружи в нижней части корпуса, на задней стенке обычно размещается холодильный агрегат. Корпус имеет регулируемые опоры, а современные модели имеют задние роликовые опоры для перемещения холодильника.
Общий объем холодильной камеры — объем, определяемый произведением высоты на ширину и глубину камеры. В объем холодильной камеры входит также объем низкотемпературного (морозильного) отделения (в однокамерных холодильниках).
 Полезный объем холодильной камеры — весь объем, который можно использовать для размещения продуктов.
Общая площадь полок — сумма площадей всех полок, имеющихся в камере, включая площади полок низкотемпературного (морозильного) отделения (в однокамерных холодильниках) и панели двери, а также площади поддонов и дна камеры, если они могут быть использованы для укладки продуктов.
В холодильниках компрессионного типа применяются герметичные холодильные агрегаты с допустимой утечкой хладона (фреона) не более 0,5 г в год.
Холодильники общим внутренним объемом 100 дм3 и более имеют электрическое освещение камеры.
Дверь холодильника должна открываться при приложении к ручке усилия от 15 до 70 Н. В холодильниках должна быть предусмотрена возможность открывания двери изнутри с тем же усилием.
Запах в холодильной камере не должен превышать 1 балла по шкале действующей нормативно-технической документации.
1.2.1 Абсорбционные холодильники и морозильники
Доля выпускаемых абсорбционных холодильников и морозильников невелика, но стабильна в течение нескольких десятилетий. Дело в том, что они имеют и преимущества перед компрессорными: бесшумность работы, позволяющую их использовать в жилых помещениях больниц, гостиниц, квартир; возможность работы на различных энергоносителях (электроэнергии, газообразном и жидком топливе), что позволяет применять их в районах, где пет электроэнергии, в транспорте; более низкая (на 15-20%) цена.
Абсорбционные холодильные агрегаты могут конкурировать с компрессорными в двухкамерных холодильниках, в которых для получения  необходимых температур в низкотемпературной камере агрегат должен работать при низкой температуре кипения и, следовательно, с большим отношением давлений. Холодопроизводительность компрессорного агрегата при этом значительно понижается из-за низкого значения коэффициента подачи и малой объемной холодопроизводительности. Это вызывает существенное повышение расхода энергии. Изменение производительности абсорбционного агрегата связано с изменением массовой холодопроизводительности хладагента, а потому с понижением температуры кипения производительность падает значительно медленнее, чем компрессорного агрегата.
В Европе наиболее распространены такие модели: однокамерные типа ларь вместимостью 23—36 дм3, типа шкаф в напольном и встроенном исполнении; двухкамерные типа шкаф вместимостью 170—380дм3; морозильники типа ларь вместимостью 80-270 дм3 с температурой -18 и —24°С. Приблизительно 70% выпуска составляют холодильники вместимостью до 100 дм3. Как правило, каждая модель абсорбционного холодильника имеет два варианта исполнения холодильного агрегата: для работы от электрической сети напряжением 220/110 В и комбинированный — для работы на жидком или газообразном топливе, от электросети переменного (220/110 В) или постоянного (12/24 В) тока.
Холодильники оснащены электрическими и газовыми термостатами, пьезозажиганием, дистанционным индикатором пламени. Газовая и керосиновая горелки имеют устройство для ступенчатого изменения тепловой мощности.
Современные модели имеют высокие показатели. Например, холодильник АШД-380/55 при номинальном режиме работы имеет тепловой коэффициент 0,26, потребляет 250 Вт электрической мощности или 16дм3/ч пропана, или 0,8 дмэ/сут керосина.
В бытовых холодильниках применяют абсорбционно-диффузионные водоаммиачные холодильные машины непрерывного действия с инертным  газом — водородом. Можно считать, что водород находится только в аппаратах низкого давления и тем самым выравнивает общее давление во всех аппаратах агрегата. Давление в аппаратах высокого давления (конденсаторе и генераторе) создается только чистым аммиачным насыщенным паром и устанавливается в соответствии с температурой среды, отводящей теплоту в конденсаторе, т. е. рk = pa1 в то время как то же самое общее давление рk в аппаратах низкого давления (в испарителе, абсорбере) составляется из давления р0 - ра2 аммиачного насыщенного пара, устанавливающегося в зависимости от температуры воздуха в камере холодильника, и давления водорода рвд, зависящего от его количества и температуры в аппаратах, т. е. рk = рa2 + Рвд
Схема холодильного агрегата абсорбционного холодильника показана на рис. 7.2.
В отличие от обычной абсорбционной машины, в которой имеются два циркуляционных кольца (чистого хладагента и раствора), в данном случае появляется еще и третье кольцо — циркуляции инертного газа.
Крепкий водоаммиачный раствор кипит в генераторе 3, представляющем собой двойную трубу, в межтрубном пространстве которой находится раствор, во внутренней трубе размещается электронагреватель 1.
Рис.1.1 Схема холодильного агрегата абсорбционного холодильника: 1— электрический нагреватель; 2 — термосифон; 3 — генератор; 4 — ректификатор; 5 — конденсатор; 6 — испаритель; 7 — теплоизолированный  шкаф; 8— газовый теплообменник; 9—абсорбер; 10 — сосуд абсорбера; 11 — жидкостный теплообменник
Вместо электронагревателя могут использоваться газовая или керосиновая горелка, помещаемая под генератором и подводящая теплоту, необходимую для работы агрегата. Водоаммиачный пар, образующийся при кипении раствора, проходит через ректификатор 4, где уменьшается содержание водяного пара в смеси при отводе теплоты ректификации к воздуху. Аммиачный пар направляется в конденсатор 5 и там ожижается при отводе к окружающему воздуху теплоты конденсации.
Из конденсатора жидкий хладагент поступает в испаритель б, находящийся внутри холодильного шкафа. Так как давление в конденсаторе и испарителе одинаково, то нет необходимости в дроссельном устройстве между ними. Однако для гравитационного стока жидкого хладагента в испаритель конденсатор должен располагаться выше испарителя. Если точнее характеризовать процесс в испарителе, то там происходит не кипение жидкости, а ее испарение, так как давление аммиачного пара здесь ниже общего давления в аппарате. Аммиачный пар диффундирует в водород (поэтому агрегат называют абсорбционно-диффузионный), в результате чего образуется аммиачно-водородная газовая смесь.
Теплота, необходимая для испарения жидкости, подводится от воздуха холодильной камеры и составляет холодопроизводительность агрегата.
Аммиачно-водородная смесь через газовый теплообменник 8 направляется в абсорбер 9, где происходит разделение компонентов с выделением теплоты абсорбции. Получившийся крепкий водоаммиачный раствор через жидкостный теплообменник 11 направляется вновь в кипятильник, в котором замыкается циркуляционное кольцо хладагента. Во втором циркуляционном кольце раствор циркулирует между кипятильником и абсорбером. Обедненный в генераторе слабый водоаммиачный раствор (36с) самотеком стекает в абсорбер из верхней зоны кипятильника. Так как здесь давления в  обоих аппаратах равны, то нет необходимости в дросселирующем устройстве, но важно, чтобы уровень жидкости в генераторе был выше, чем в абсорбере, на некоторое значение ДА.
С другой стороны, в этом агрегате крепкому раствору (Збк), направляющемуся из абсорбера в генератор, не нужно преодолевать разность давлений конденсации и кипения, что освобождает от применения насоса, следует только преодолеть разницу в уровнях жидкости в генераторе и сборнике абсорбера; в самом же абсорбере жидкость протекает сверху тонкой струей, не занимая всего сечения трубы. Эту задачу— подъем жидкости — выполняет простое устройство, называемое термосифоном.
Одна из конструкций термосифона 2 представляет собой трубку малого диаметра (4—5 мм), делающую два-три витка вокруг нагреваемой внутренней трубы генератора. Пузырьки пара, образующиеся при кипения раствора, поднимаясь по трубе термосифона, толкают, как поршеньки, впереди себя небольшие порции жидкости и тем самым перекачивают ее в верхнюю зону кипятильника. Теплообменник раствора 11 имеет такое же назначение, как в обычной абсорбционной машине.
В третьем циркуляционном кольце (т. е. в газовом) движение водорода происходит в результате разницы плотностей газовой смеси в испарителе и абсорбере, между которыми циркулирует водород. Из испарителя 6 опускается холодная, т. е. более тяжелая аммиачно-водородная смесь (Збх), а из абсорбера 9 подымается почти чистый водород (16т), нагревшийся в абсорбере примерно до температуры окружающего воздуха и, следовательно, более легкий. Газовый теплообменник 8 улучшает тепловые показатели агрегата, так как позволяет охладить водород перед поступлением в испаритель (16х) путем передачи тепла к холодной смеси, опускающейся из испарителя в абсорбер.
Можно утверждать, что экономичность абсорбционных машин с инертным газом обязательно ниже, чем экономичность обычных абсорбционных машин непрерывного действия в связи с появлением в цикле машины  дополнительных необратимых процессов: смешения аммиака и водорода при наличии теплообмена между ними; диффузии аммиака в водород.
Холодопроизводительность компрессоров бытовых холодильников значительно выше, чем тепловая нагрузка, поэтому при нормальных температурных условиях и нормативной загрузке продуктами компрессор работает циклично, включаясь и выключаясь автоматически. Благодаря запасу холодопроизводительности компрессорный агрегат может обеспечить заданный температурный режим внутри шкафа даже при очень тяжелых внешних условиях, но главное — циклическая работа компрессора бытовых холодильников с малым коэффициентом рабочего времени является одним из средств обеспечения долговечности.
Изменение холодопроизводительности абсорбционной машины может осуществляться двумя путями: цикличной работой агрегата, т. е. его периодическим включением и выключением, или применением ступенчатого нагрева нагревателями с несколькими (двумя-тремя) секциями, например, 60, 75 и 90 Вт. Оба метода равноценны по энергетическому эффекту. Автоматическое регулирование температуры в абсорбционном холодильнике не может существенно изменить его экономичность, но все же расход энергии в этом случае сокращается на 12—15%.
Теплообменные аппараты абсорбционных агрегатов изготавливают из стальных труб: конденсатор и испаритель холодильной камеры в виде сребренного змеевика, испаритель низкотемпературной камеры — в виде змеевика; а жидкостные и газовые — типа труба в трубе.
Нагреватели генератора (электронагреватель, газовая и керосиновая горелки) позволяют ступенчато изменять тепловую мощность.
Абсорбционный агрегат однокамерного холодильника содержит 0,35-0,75 дм3 водоаммиачного раствора с массовой долей аммиака 34—36%, ингибитор коррозии (хромат натрия) и заполнен водородом под давлением 1,5—2,0 МПа.
 К современным моделям относится абсорбционный двухкамерный холодильник «Кристалл-9м» АШД-200П. Устройство его корпуса аналогично устройству корпуса компрессорного холодильника. В верхней части теплоизолированного пенополиуретаном корпуса расположена морозильная камера с внутренней оболочкой из алюминия, а в нижней — холодильная камера с внутренней оболочкой из ударопрочного полистирола. Каждая камера имеет свою теплоизолированную дверь. Испаритель низкотемпературной камеры выполнен из стальной трубки и расположен за внутренней обшивкой в теплоизоляции, а высокотемпературной камеры — у задней стенки камеры.
Холодильный агрегат находится на задней стенке холодильника.
В камерах холодильника температура поддерживается автоматически путем ступенчатого изменения мощности электрического нагревателя с 40 на 125 Вт и наоборот.
1.2.2 Термоэлектрические холодильники.
Они обладают рядом достоинств: работают без шума и вибрации; изменение направления движения электрического тока (полярности) приводит к переходу от охлаждения к нагреванию; безинерционны; компактны и экологически чисты. Однако термоэлектрические холодильники потребляют электроэнергии приблизительно в 4 раза больше, чем компрессорные при сопоставимых условиях работы.
Подавляющее большинство моделей термоэлектрических холодильников имеет вместимость в пределах 100 дм3. Модели различны по назначению: стационарные холодильники; переносные охладители напитков, охладители-нагреватели детского питания; транспортные холодильники.
В нашей стране спрос находят в основном переносные холодильники, предназначенные для работы в автотранспорте, например ХТЭП-13.8ПР, обеспечивающий охлаждение и хранение пищевых продуктов и напитков. Этот холодильник выполнен в виде ларя с ручкой для переноса. Он состоит из  теплоизолированного корпуса с крышкой, встроенного в крышку термоэлектрического устройства (ТЭУ), переключателя режимов работы и электрического шнура для подключения к источнику постоянного тока напряжением 12 В. ТЭУ состоит из термоэлектрических батарей с холодной (тепло отвод я щей) и горячей (тепловыделяющей) медных пластин, и вентилятора, обеспечивающего движение воздуха в холодильной камере и около горячей пластины.
Холодильник может работать в режимах охлаждения и нагревания. Предусмотрено два режима охлаждения: основной (при относительно высокой температуре окружающей среды 32°С) и вспомогательный (при более низкой температуре но избежание подмораживания продуктов). При основном режиме работы разность температур окружающего воздуха и в холодильной камере составляет 26 К- В режиме нагревания температура в камере достигает 70°С.
Бытовая холодильная техника имеет высокий уровень надежности и работает автоматически. Но и она требует от пользователя соблюдения определенных правил и выполнения операций, объем которых зависит от комфортности модели.
К основным правилам можно отнести следующие: рациональное расположение холодильника (морозильника) в помещении; подключение его к стабильному источнику электроэнергии; рациональная загрузка камер продуктами и контроль его функционирования.
Холодильники устанавливают в помещении так, чтобы: он находился подальше от источника теплоты; воздух мог циркулировать, охла-ждая компрессор и конденсатор; создаваемый им шум максимально снижался.
Холодильники рассчитаны на работу от сети переменного тока с допустимыми колебаниями напряжения и силы тока. Отклонение напряжения и силы тока в обе стороны от номинальных значений приводит к нарушению режима работы и снижению долговечности холодильного агрегата.
 Продукты размещают по температурным камерам, отделениям и зонам руководствуясь инструкцией и следующими соображениями. Температура воздуха в разных частях объема холодильной камеры не одинаковая: более низкая температура поддерживается в объеме непосредственно под испарителем, более высокая температура (на 3—5 К) в нижней зоне камеры. Сравнительно высокая температура устанавливается также в объеме двери, используемой для хранения продуктов. Наконец, в объеме (внутри) испарителя (НТО, НТК) находится область отрицательных температур.
В камерах холодильника устанавливается низкая относительная влажность воздуха, способствующая испарению влаги с поверхности продуктов. Чем ниже температура в какой-либо зоне холодильника, тем больше интенсивность испарения. Поэтому продукты с открытой поверхностью быстро сохнут даже при недолгом хранении в холодильнике. В связи с этим их следует хранить в закрытых контейнерах или в полиэтиленовых пакетах. Закрытыми или упакованными следует также хранить как пахнущие продукты, так и продукты, легко воспринимающие различные запахи.
Обслуживание бытовой холодильной техники пользователем заключается в периодически проводимых операциях, связанных с санитарной обработкой внутренней поверхности камер, с очисткой поверхности конденсатора (два раза в год), с контролем технического состояния.
1.2.3 Компрессорные холодильники и морозильники
Большая часть используемых холодильников и морозильников оснащена компрессорными агрегатами ввиду достоинств парокомпрессорных холодильных машин (по сравнению с машинами другого вида): небольших габаритных размеров агрегата, гибкости в работе, возможности автоматизации.
 Холодильный компрессорный агрегат холодильника и морозильника состоит обычно из герметичного компрессора, конденсатора, фильтра-
осушителя, капиллярной трубки, теплообменника, испарителя, электропусковых устройств и приборов автоматики.
Герметичные компрессоры (мотор-компрессоры) обычно поршневые, но применяют и ротационные компрессоры. В состав компрессорных агрегатов входят поршневые одноцилиндровые, иногда ротационные компрессоры с теоретической объемной подачей до 4 • 10-3м3/с (1,44м3/ч).
Конденсаторы воздушные в основном охлаждаются при свободном движении воздуха, но есть и с принудительным его движением. Конденсаторы со свободным движением воздуха могут быть ребристотрубными с пластинчатыми или проволочными ребрами и листотрубные.
Ребристотрубный конденсатор представляет собой змеевик из стальной или медной труб с внутренним диаметром 3—4 мм, сребренных пластинчатыми поперечными ребрами или имеющих проволочное оребрение. Листотрубный щитовой конденсатор выполняют а виде змеевика из горизонтальных или вертикальных труб, припаянных или плотно прижатых пластинками к стальному листу. Последнему иногда придают коробчатую форму, благодаря чему между листом и задней стенкой шкафа образуется труба, улучшающая тягу воздуха.
В случае вынужденной циркуляции воздуха применяют конденсаторы с пластинчатым оребрением. Они компактней, имеют небольшую разность температур конденсации и окружающего воздуха (5—10 К вместо 15-20 К).
Фильтры-осушители представляет собой цельнотянутый медный патрон с латунными сетками, между которыми находится поглотители влаги, например, синтетический цеолит. Наряду с сетчатыми используют металлокерамические фильтры.
Капиллярные трубки обычно имеют наружный диаметр 2,0 мм, внутренний диаметр 0,7—0,85 мм, длину 2—8 м. Размеры капиллярной трубки определяют пропускную способность, которая должна быть равна  производительности компрессора в расчетном режиме и обеспечивать выравнивание давлений в конденсаторе и испарителе во время стоянки компрессора, что уменьшает нагрузку на электродвигатель при его пуске.
Испарители в основном охлаждают воздух в условиях свободной конвекции и разнообразны по конструкции: прокатно-сварные, змеевиковые сребренные и гладкотрубные.
Испарители холодильников и холодильников-морозильников обычно листотрубные (прокатно-сварного типа из алюминиевого листа) II-или О-образной формы и располагаются в верхней части камеры.
В морозильниках и некоторых моделях двухкамерных холодильников-морозильников применяют змеевиковые листотрубные испарители, которые располагают вертикально или горизонтально в охлаждаемом пространстве или в теплоизоляции.
При вынужденном движении воздуха применяют ребристотруб-ные испарители. Подача воздуха вентилятором позволяет сравнительно просто создать в холодильнике зоны с различными температурами, устранить оседание инея на продуктах и внутренней поверхности холодильника; осуществить автоматическое оттаивание испарителя. Но при этом расходуется электроэнергия и усложняется система автоматики.
Теплообменник, вводят в состав холодильного агрегата по той же причине, что и в состав установок большой холодопроизводительности. Однако здесь он выполнен иначе. Распространены три конструктивных решения теплообменника: теплообменник образован капиллярной трубкой, навитой на участок всасывающего трубопровода и припаянной ней; теплообменник образован капиллярной трубкой, припаянной к наружной поверхности участка всасывающего трубопровода; теплообменник образован капиллярной трубкой, проходящей внутри участка всасывающего трубопровода.
Хладагенты применяют различные, в основном Р134а, Р404А, R600а и смеси R290/К600а с отношением массовых долей 50/50.
 Смазочные масла также различны — для агрегатов на R134а и R404А используют полиэфирные (ХС 22, EAL Arctic 22), полиалкилен-гликолиевые (ЬВ-165) масла, а на КбООа, Р290/Р600а — традиционные минеральные масла.
Электродвигатели компрессоров однофазные асинхронные переменного тока. Для создания вращающего момента, достаточного для разгона ротора, служит пусковая обмотка, а ее включение и выключение осуществляет пусковое реле. Появились новые электродвигатели с позисторным пуском и рабочим конденсатором, пусковым и рабочим конденсаторами, снижающие энергопотребление, температуру обмоток и уровень радиопомех.
Электрическое оборудование холодильников и морозильников в общем случае включает: светильники мощностью 15—25 Вт (в зависимости от вместимости холодильника) с кнопке и выключателем; вентиляторы мощностью 5-15 Вт для принудительной циркуляции воздуха; электрические нагреватели мощностью 10-20 Вт обогрева периметра дверки НТО и мощностью до 500 Вт для оттаивания охлаждающих батарей.
Приборы автоматики традиционного исполнения включают: реле температуры для поддержания заданной температуры в камерах; пусковое реле для автоматического включения пусковой обмотки электродвигателя при пуске, защитное реле обмоток электродвигателя от большой силы тока; соленоидный вентиль; приборы управления процессом оттаивания.
Современные системы автоматизации имеют микропроцессорную базу и обеспечивают регулирование температур в камерах, сигнализацию исполнительную, предупредительную и защитную, управление процессом оттаивания, а также индикацию на дисплее ряда параметров.
Для многокамерных (т. е. многотемпературных) холодильников используются различные виды компрессорных агрегатов, отличающихся числом компрессоров, испарителей и другими признаками. Например, при наличии двух компрессоров и двух испарителей потребление электроэнергии агрегатом снижается на 10—20%, упрощается система автоматического  регулирования температуры воздуха в камерах, но увеличиваются размеры и масса агрегата.
На российском рынке присутствуют отечественные («Стинол», «Бирюса», «Позис» и др.) и иностранные («Атлант», «Вosh», «Е1есtrolux», «Siemens», «Zanussi» и др.) фирмы, предлагающие большое число моделей.
Наиболее распространены изделия фирмы «Стинол». Базовая модель холодильника-морозильника этой марки показана на рис. 7.1,а.
Эта модель представляет собой двухкамерный шкаф. В верхней части шкафа расположена холодильная камера, а под ней — морозильная. Над холодильной камерой находится панель управления и сигнализации /.
Холодильная камера оборудована светильником 16, съемными полками 2, контейнерами дли овощей и фруктов 4, устройством для отвода талой воды 3. На внутренней панели двери расположены полки 11—14 и контейнер с крышкой 15. Испаритель змеевикового типа находится за внутренней обшивкой в теплоизоляции.
Морозильная камера содержит отделения: для замораживания и хранения льда и плитки аккумулятора холода 5', для замораживания и хранения продуктов 6; хранения замороженных продуктов 7. Испаритель выполнен из медной трубки.
В нижней части корпуса находятся сосуд для сбора талой воды 9, регулируемые опоры 8, а в машинном отделении компрессор. На задней стенке корпуса расположен конденсатор.
Схема холодильного агрегата представлена на рис. 7.1,6. Компрессор / подает пар по нагнетательному трубопроводу, участок которого проходит по периметру дверного проема морозильной камеры, в конденсатор 3. Участок нагнетательного трубопровода обогревает дверной
 
Рис.1.2 Базовая модель холодильника-морозильника «Стинол»
а — общий вид:
/ — панель управления и сигнализации; 2 — съемные полки; 3 — поддон для отвода талой волы; 4 — контейнеры для овощей и фруктов; 5 — отделение для замораживания воды и хранения льда и аккумулятора холода; 6 — отделение для замораживания и хранения продуктов; 7 — отделения для хранения замороженных продуктов; 8 — регулируемые опоры; 9 — сосуд для сбора талой воды; 10 — индикатор температуры; 11 — съемные полки для бутылок и пакетов; 12 — подвижный разделитель бутылок; 13 — полня с откидной крышкой; 14 — полка для яиц; 15 — контейнер с крышкой; 16 — светильник;
б — схема холодильного агрегата:
/ — компрессор; 2 — нагнетательный трубопровод; 3 — конденсатор; 4 — фильтр-осушитель; 5 — капиллярная трубка; 6 — испаритель холодильной камеры; 7 — испаритель морозильной камеры; 8 — всасывающий трубопровод.
проем, чтобы влага не конденсировалась, а дверь не примерзала к шкафу. Жидкий хладагент из конденсатора 3 поступает в фильтр-осушитель 4, капиллярную трубку 5, участок которой является теплообменником, и в испаритель морозильной камеры 7. Оставшаяся часть жидкого хладагента и пар из испарителя 7 поступают в испаритель холодильной камеры 6 затем по  всасывающему трубопроводу, участок которого является теплообменником, в компрессор.
Холодильники-морозильники этой базовой модели имеют определенные отличия, в частности, различные системы охлаждения и оттаивания камер. Так, в моделях «Стинол-101» и «Стинол-124» камеры охлаждаются при свободном движении воздуха, а в моделях «Стинол-107» и «Стинол-123» — при вынужденном движении воздуха.
В моделях «Стинол-101» и «Стинол-124» оттаивание испарителя холодильной камеры осуществляется автоматически во время нерабочей части цикла компрессора. Талая вода собирается в поддоне и по дренажной трубке поступает в ванночку, расположенную на компрессоре, где и испаряется. Оттаивание морозильной камеры выполняется пери- одически вручную, если толщина инея на полках достигнет 5 мм. Для этого ручку терморегулятора переводят в положение «О» (выключено) и открывают дверь до полного удаления инея.
В моделях «Стинол-107» и «Стинол-123» вентилятор обеспечивает циркуляцию воздуха в холодильной камере, что позволяет вынести испаритель за пределы камеры, реализовав систему «NO Frost» (без инея). Эта система работает следующим образом: вентилятор всасывает из испарителя холодный осушенный воздух и нагнетает его сначала в камеру, где он нагревается и увлажняется, а затем в испаритель, где он охлаждается и осушается в результате вымерзания части влаги на теплопередающей поверхности. Следовательно, в камере иней не образуется и она может работать непрерывно.
Оттаивание испарителя в морозильной камере проводится автоматически по команде реле времени (таймера), которое периодически (через 10—12 ч) отключает компрессор, вентилятор и включает электронагреватели испарителя и поддона для сбора талой воды. Вода отводится по трубке в ванночку на компрессоре. Когда температура ребер испарителя достигает 10°С, реле температуры отключает нагреватель испарителя. А через 10 мин  реле времени отключает нагреватель поддона и включает компрессор и вентилятор.
|
