Уровнем кипения хладона.

В XII пятилетке намечено довести выпуск двухкамерных холодильников с двухиспарительной системой охлаждения до 30% от общего выпуска 6,5 млн. штук в год.

ГОСТ 26678-85 регламентирует параметры и размеры двухкамерных холодильников (табл. 1.2)

На рис. 1.2 представлена принципиальная схема двухкамерного холодильника типа «Минск – 15». Герметичный холодильный агрегат содержит два последовательно соединенных испарителя 19 и 24. Первый испаритель 19 охлаждает низкотемпературное отделение 20, где поддерживается температура не выше минус 18°С. Объем низкотемпературной камеры – 45 дм³. Второй испаритель 24, последовательно соединенный с первым испарителем 19, охлаждает холодильную камеру 27, где поддерживается температура 0°С ÷ +5°С. Объем холодильной камеры 215 дм­³. Низкотемпературное отделение 20 и холодильная камера 27 имеют отдельные дверки 22 и 26 с резиновым уплотнителем 21, внутри которого расположена магнитная лента. Наружная обечайка 17 выполнена из стального листа толщиной 0,8 мм. Внутренняя обечайка 12 холодильной камеры 27 изготовлена методом формования из ударопрочного полистирола.

Герметичный агрегат с двухиспарительной системой охлаждения состоит из следующих основных узлов и элементов: герметичного хладонового компрессора 30, нагнетательного патрубка 6, конденсатора 2, циолитового патрона 28, капиллярной трубки 29, регенеративного теплообменника 9 и 15, испарителей 19 и 24, отсасывающей трубки 8.

В агрегате используется компрессор Мажейкяйского завода компрессоров типа ХКВ – 6, номинальная холодопроизводительность которого 140 Вт. Собственно, компрессор 30 устанавливается внутри герметичного кожуха 2 на внутренней пружинной подвеске 5. Пружинная подвеска 5 и нагнетательный змеевик 7, выполненный в виде лиры, позволяют значительно снизить уровень вибраций, передаваемых от компрессора 31 на кожух 2. Однофазный двигатель электрический, типа ЭДП – 24 с синхронной частотой вращения 3000 об/мин расположен внутри герметичной полости кожуха 4. Статор крепится болтами к корпусу компрессора 30, а ротор непосредственно напрессован на коленчатый вал. Вращательное движение ротора преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня 31 через кривошипно-шатунный механизм 3.

 

 

Рис. 1.2 Принципиальная схема двухкамерного бытового холодильника с 2 – х испарительной системой охлаждения: 1 – масло в герметичном кожухе компрессора; 2 – кожух компрессора; 3 – кривошипно-кулисный механизм (коленчатый вал, кулисный камень, кулиса, поршень); 4 – герметичный внутренний объем кожуха компрессора; 5 – внутренняя пружинная подвеска; 6 – трубка нагнетательная; 7 – змеевик нагнетательный; 8 – трубка отсасывающая; 9 – первый регенеративный теплообменник: капиллярная трубка внутри отсасывающей трубки; 10 – дренажная трубка; 11 – конденсатор; 12 – обечайка; 13, 15 – ввод капилляра в испаритель; 14 – второй регенеративный теплообменник: капиллярная трубка внутри отсасывающего канала низкотемпературного испарителя; 16 – выход капиллярной трубки в низкотемпературный испаритель; 17 – шкаф; 18 – пенополиуретан; 19 – низкотемпературный испаритель; 20 – низкотемпературное отделение; 21 – уплотнение резиновое; 22 – дверь низкотемпературного отделения; 23 – терморегулятор; 24 – испаритель холодильной камеры; 25 – лоток для сбора воды; 26 – дверь холодильной камеры; 27 – камера холодильная; 28 – циолитовый патрон; 29 – трубка капиллярная; 30 – компрессор; 31 – поршень; 32 – кулисный камень; 33 – нагревательный элемент.

 

Капиллярная трубка 29 имеет внутренний диаметр d = 0,83 мм и длину L = 3200 ÷ 3800 мм. Капиллярная трубка 29 вводится в отсасывающую трубку 8, образуя с ней первый регенеративный теплообменник 9, проходит через отсасывающие каналы испарителя 24 и 19, образуя второй регенеративный теплообменник 14, и ее конец 16 выводится в первый испаритель 19 низкотемпературного отделения 20. Разделение зоны входа и выхода хладагента в испарителях 19 и 24 осуществляется путем опрессовки капиллярной трубки в местах 13 и 15. Капиллярная трубка 29 обладает большим гидравлическим сопротивлением, поэтому при прохождении через нее жидкого хладагента R-12 происходит постепенное падение как давления, так и температуры, причем скорость хладона возрастает. В первом испарителе 19 выкипает только часть жидкого холодильного агента R-12, остальная часть докипает в последовательно соединенном испарителе 24, расположенном в холодильной камере 27. Из испарителя 24 пары хладагента R-12 отсасываются через трубку 3 в герметичный внутренний объем 4 кожуха 2 компрессора 30. Непрерывный отсос паров хладагента из испарителей 19 и 24 осуществляется при перемещении поршня 31 в нижнюю мертвую точку (НМТ). При этом в цилиндре компрессора 30 создается разряжение, открывающее всасывающий клапан, и пары хладона заполняют объем цилиндра. В НМТ всасывающий клапан закрывается и при ходе поршня 31 в верхнюю мертвую точку (ВМТ) происходит уменьшение объема цилиндра и сжатие паров хладона до давления конденсации, величина которого определяется температурой окружающей среды (16 ÷ 43°С). При сжатии паров хладона происходит повышение его температуры до 150 ÷ 200°С.

В процессе сжатия, когда давление паров в цилиндре станет равным давлению конденсации, открывается нагнетательный клапан и поршень 31 выталкивает сжатый пар в камеру нагнетания. В ВМТ нагнетательный клапан закрывается. Из камеры нагнетания сжатые пары хладагента через нагнетательный змеевик 7 и трубку 6 подаются в воздушный конденсатор 2, выполненный в виде изогнутых колен с проволочным оребрением. Таким образом, в герметичном холодильном агрегате осуществляется воспроизводимый замкнутый холодильный цикл над хладагентом. Хладагент массой m, заключенный в герметичном холодильном агрегате представляет собой термодинамическую систему, над которой совершается механическая работа сжатия в цилиндре компрессора и которая обменивается теплотой с окружающей средой на высокотемпературном уровне через поверхность конденсатора и теплотой на низкотемпературном уровне с объектом охлаждения через поверхность испарителя. В испарителе тепло воспринимается, а в конденсаторе тепло отдается.

Совершение работы над системой возможно только при изменении ее объема – сжатия паров хладагента в цилиндре компрессора. Сжатие паров хладагента в цилиндре связано с повышением давления (масса паров хладагента в цилиндре постоянна) и повышением температуры. Повышение температуры паров хладагента в процессе сжатия есть следствие затраты энергии на преодоление сил межмолекулярных и сил отталкивания.

Следует отметить, что в такой 2-х испарительной системе происходит охлаждение холодильной камеры 27 дорогим низкотемпературным холодом через испаритель 24. Автоматическая оттайка испарителя 24 осуществляется электрическим нагревательным элементом мощностью 5 Вт в каждом цикле на время стоянки компрессора. В этом случае поверхность и объем испарителя 24 должны быть оптимальными.

Переход на двухкамерный холодильник с двухиспарительной системой охлаждения позволяет сократить энергопотребление на 15% по сравнению с однокамерными холодильниками (рис. 1.1).

Наличие двух отдельных дверей 22 и 26 и автоматической оттайки испарителя 24 повышает комфортность холодильника и дополнительно снижает энергопотребление (эксплуатационное) на 5 ÷ 6%. Данное схемное решение не позволяет осуществлять режим замораживания в течение 24 часов непрерывной работы холодильного агрегата.

В двухкамерных холодильниках для устранения отпотевания и намораживания влаги по периметру дверного проема низкотемпературной камеры 20 устанавливаются скрытые электронагреватели 33 мощностью 5 ÷ 16 Вт.

Дополнительные нагреватели усложняют конструкцию холодильника и могут стать причиной отказа в работе.

Необходимо отметить, что отечественные двухкамерные холодильники значительно на 30 ÷ 40% уступают лучшим зарубежным образцам по расходу электрической энергии. Это прежде всего объясняется применением компрессора типа ХКВ – 6 и ХКВ – 8 с низкой удельной холодопроизводительностью – К_е = 0,91 Вт/Вт. У лучших зарубежных образцов – К_е = 1,2 ÷ 1,25 Вт/Вт.