Холодильниках и двухтемпературным уровнем кипения хладона.

Рассмотренная выше конструкция двухкамерного холодильника с однотемпературным уровнем кипения хладона имеет ряд принципиальных недостатков: невозможность автоматизации оттаивания испарителя низкотемпературного отделения, усушка продуктов в холодильной камере, плохая сохранность овощей при температуре 0 ÷ 5 ˚С, а также низкая эффективность холодильного цикла из-за охлаждения холодильной камеры «дорогим» низкотемпературным холодом и невозможность осуществления режима замораживания в непрерывном режиме работы холодильного агрегата в течение 24 часов.

 

В последнее время за рубежом все большее распространение находят двух и трехкамерные холодильники, в которых два испарителя обеспечивают требуемые температуры в низкотемпературном и холодильном отделении за счет работы компрессора при двух различных давлениях всасывания. Это обеспечивает два температурных уровня кипения хладона, повышает эффективность холодильного цикла, дает возможность осуществлять цикл замораживания и более рационального использования выбранного холода – хранить овощи при температуре 10˚ С, вместо 0 ÷ 5˚ С.

На рис. 1.3 представлена принципиальная схема двухкамерного (фирмы «Аристон» типа «Электроник» 340RF) комбинированного холодильника-морозильника с возможностью режима замораживания и обеспечения двух температурных уровней кипения хладона в испарителе 2 холодильной камеры и испарителе 8 морозильной камеры.

Общий объем холодильника-морозильника – V_об = 340 дм³, объем морозильной камеры – V_мк = 130 дм³, а объем холодильной камеры – V_хк = 210 дм³. Удельный объем морозильной камеры . Холодильный агрегат содержит герметичный хладоновый компрессор фирмы «Aspera» модели 1144А07А 1116 (220/240 В х 50 Гц).

Рис. 1.3. Принципиальная схема двухиспарительного двухкамерного холодильника и двумя температурными уровнями кипения хладона:

1 – компрессор; 2 – трубка нагнетательная; 3 – конденсатор трубчатый с проволочным оребрением; 4 – патрон циолитовый; 5 – основная капиллярная трубка; 6 – трубка отсасывающая; 7 – патрубок технологический; 8 – испаритель морозильной камеры; 9 – дополнительная капиллярная трубка морозильной камеры; 10 - трубка соединительная; 11 – испаритель холодильной камеры; 12 – патрубок выходной электромаг-нитного клапана; 13 – обмотка клапана; 14 – якорь; 15 – седло клапана; 16 – входной патрубок клапана; 17 – клапан электромагнитный; 18 – блок теплоизоляции; 19 – теплоизоляция шкафа; 20 – шкаф; 21 – уплотнительная двухбаллонная резина; 22 – ручка; 23 – дверь холодильной камеры; 24 – дверь морозильной камеры; 25 – теплоизоляция двери; 26 – обечайка.

 

 

При закрытом электромагнитном клапане 17 весь хладон из конденсатора 3 подается в испаритель 8 морозильной камеры через основную капиллярную трубку 5 и дополнительную капиллярную трубку 9, которые обеспечивают давление всасывания к температуру кипения хладона t_o= - 26 ÷ 30ºC. Так осуществляется режим замораживания в течение 24 часов непрерывной работы компрессора 1. При этом, когда температура в холодильной камере повышается от 0ºС до 5ºС, по команде терморегулятора холодильной камеры подается напряжение на обмотку 13 электромагнитного клапана 17 и якорь 14 втягивается вверх, открывая седло 15 клапана. При этом около 80 ÷ 90% хладона после дросселирования капиллярной трубкой 5 поступает из входного патрубка 16, через открытое седло 15 и входной патрубок 12 в испаритель 2 холодильной камеры, который последовательно через трубку 10 соединен с испарителем 8 морозильной камеры.

Дополнительная капиллярная трубка 9 имеет внутренний диаметр 1,4 мм и длину 1000 мм. Она обладает большим сопротивлением чем седло 15 клапана и через нее проходит 10 ÷ 15% хладона. Большая проходимость капиллярной трубки 5 обеспечивает более высокое давление всасывания и температуру кипения хладона, например, t_o= - 15 ÷ - 10ºС в испарителе 2 холодильной камеры. После понижения температуры в холодильной камере до 0ºС терморегулятор холодильной камеры обесточивает обмотку 13 клапана 17 и весь хладон вновь поступает в испаритель 8 морозильной камеры, минуя испаритель 2 холодильной камеры.

Данное схемное решение обеспечивает независимое регулирование температур в холодильной и морозильной камерах приразличных температурных уровнях кипения хладона т.е. реализует более экономич­ный холодильный цикл.

Этот класс холодильниковпозволяет сократить расход электро­энергии на 7 -10 %по сравнению с холодильниками предыдущего схемного решения, а также повысить мощность замораживания в 2-2,5 раза.

Проведенные испытания холодильника "Электроника" 340RF показали, что при температуре окружающей среды – t_ос= 32°С, температуре в холодильной камере t_хк= 4°С, в морозильной t_ос=-16.6°С суточный расход электроэнергии составил Е_э=2,92кВт.ч, а удельный суточный расход

℮ = = = 0.96·10^-6,

Мощность замораживания в условиях испытания при t_ос= 32°С составила 5кг за 22,67 ч, время отепления пакетов в морозильной камере от t = - 19°С до t = -9°С составило 5,5 ч.

Недостатком данного схемного решения является, то что дросселирование хладона, происходит непосредственно в корпусе 17 электромагнитного клапана, т.е. клапан находится под воздействием низкотемпературного холода, что приводит к дополнительным потерям, а для предотвращения обмерзания клапана и выпадения конденсата необходима изоляция электромагнитного лапана перегородкой 18.

Другой вариант схемного решения холодильного агрегата, с клапаном для переключения потока хладагента представлен в двухкамерном холодильнике «BOSCH»(ФРГ) общим объёмом V_об =300 дм³ и объёмами

низкотемпературной и холодильной камер соответственно V_мк =113 дм³ и 1 V_об =187 дм³. Удельный объём морозильной камеры:

ν_хк = =0.38

 

 

 

 

Рис. 1.4 Принципиальная схема двухиспарительного компрессионного агрегата с двухходовым переключающим клапаном:

1-компрессор; 2-конденсатор трубчатый с оребрением; 3-обмотка клапана;4-якорь подвижный;5,6-сёдла клапана; 7,9-влагопоглощающие циолитовые патроны; 8-капилляр­ная трубка проходимостью 3,4дм³ /мин испарителя 16 мо­розильной камеры; 10-капиллярная трубка испарителя 14 холодильной камеры проходимостью 6,2 дм³/мин; 11-клаппан двухходовой электромагнитный.; 12-регенеративный теплообменник;13-соединительная трубка:14-испаритель; 15-трубка отсасывающая; 17-глухой конец трубки испарителя 16 морозильной камеры.

 

 

Холодильный агрегат (рис. 1.4) работает следующим образом. Компрессор 1 сжимает пары хладона и нагнетает в конденсатор 2, где они конденсируются. На выходе конденсатора установлен двухходовой электромагнитный клапан 11. На рис. 1.4 показано положение, когда якорь 4 перекрывает седло 6 клапана 11. Тогда жидкий хладон из конденсатора 2 проходит через открытое седло 5, циолитовый пат­рон 9 и дросселируется капиллярной трубкой 10, которая имеет проходимость 6,2 дм³/мин иобеспечиваем температуру кипения хладона в испарителе 14 холодильной камеры минус 10 + - 15⁰С. Отсасываемые из испарителя -14 холодные пары хладона проходят через регенеративный теплообменник 12, что снижает температуру хладона в капиллярных трубках 10 или 8. Когда температура в холодильной камере понизится до 0°С по сигналу датчика температуры подается напря­жение на обмотку 3 и якорь 4 перекрывает седло 5 и открывает сед­ло б. Теперь жидкий хладон дросселируется капиллярной трубкой 8, которая имеет проходимость 3,4 дц³/мин и обеспечивает температуру кипения в испарителе 8 морозильной камеры минус 25⁰ и минус 30°С.Капеллярная трубка 8 проходит через первый регенеративный теплообменник 12, внутри соединительной трубки 13 образующей второй регенеративный теплообменник, внутри всей длины трубки испарителя 16 до его глухого конца 17 образуя третий регенеративный теплообменник. Из испарителя 16 хладон отсасывается в соединительный испаритель 14 холодильной камеры, докипает и по отсасывающей трубке 15 поступает герметичныйкожух компрессора.

Установка электромагнитного клапана 11 на выходе конденсатора 2 исключает его обмерзание и отпотевание.Наличие двух капиллярных трубок 8 и 14 - различнойпроходимости обеспечивает два температурных уровня кипения хладона в холодильной и морозильной камере. Это повышает эффективность холодильного цикла. Результаты испытаний холодильника "BOSCH" показали, что при температуре окружающего воздуха t_ос= 32°С температура в морозильной и холодильной камере составляют соответственно минус 18°С и + 3°С, суточный расход электроэнергии Е=2,0 кВт.ч. Суточный удельный расход энергии для холодильника ℮=0.66·10^-2, кВт.ч/дм³

Мощность замораживания в условиях испытаний при t_ос= 25°С составил 12кг за 24 часа, коэффициент теплопроводимости для холодильной камеры кF_хк= 1,5 ккал/ч.°С, а, для морозильной камеры кF_мк= 0,51 ккал/ч.°С.

Сравнение результатов испытаний рассмотренных моделей холо­дильников показывает, что затраты электроэнергии на охлаждения 1 дм³ общего объема значительно ниже холодильника "BOSCH" (на 23 %)при одинаковых значениях удельных объемов морозильной камеры.