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. . 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.
|
