Холодильный агрегат

Холодильный агрегат бытового холодильника состоит из мотор-компрессора, испарителя, конденсатора, системы трубопроводов и фильтра-осушителя.

В наиболее распространенных бытовых холодильниках компрессор установлен внизу, под шкафом, конденсатор — на задней стенке, а испаритель образует небольшое морозильное отделение в верхней части камеры. Иногда применяется иная компоновка: компрессор устанавливают на шкафу, горизонтальный и частично наклонный конденсатор— над ним, а испаритель, как и в предыдущем случае, — в верхней части камеры, т.е. под компрессором.

В напольных холодильниках различают три типа агрегатов: агрегаты с испарителем, который устанавливают через люк задней стенки шкафа; агрегаты с испарителем, который монтируют через дверной проем; несъемные холодильные агрегаты, установленные в шкаф и залитые пенополиуретаном.

В бытовых холодильниках отечественного производства применяют одноцилиндровые поршневые непрямоточные компрессоры трех типов: ДХ, ФГ и ХКВ, работающие на хладоне-12 и озонобезопасных хладагентах.

Компрессор ДХ имеет кривошипно-шатунный механизм, горизонтальный вал с частотой вращения 1500 об/мин и наружную подвеску, а компрессоры ФГ и ХКВ — кривошипно-кулисный механизм с вертикальным валом с частотой вращения 3000 об/мин и внутреннюю подвеску.

Мотор-компрессоры типов ДХ и ФГ можно внешне отличить по подвеске (рис. 1.).

В мотор-компрессоре ДХ компрессор и двигатель закреплены жестко в кожухе, подвешенном (или опирающемся) на раме и пружинах.

Рис. 1. Мотор-компрессоры:

а — с внутренней подвеской в кожухе; б — с наружной подвеской кожуха на двух пружинах; в — с наружной подвеской кожуха на четырех пружинах

 

Компрессор и двигатель мотор-компрессора ФГ подвешены на пружинах внутри кожуха, а кожух жестко закреплен на раме. Кроме внешнего различия (по подвеске) эти компрессоры и двигатели отличаются также своей конструкцией.

Пуск и защиту электродвигателя компрессора осуществляют с помощью пускозащитного реле.

Таблица 1. Технические характеристики компрессоров бытовых холодильников

	ДХ-1010	ДХ2-1010	ФГ-0,100	ФГ-0,225
Холодопроизводительность, Вт
Потребляемая мощность, Вт
Частота вращения вала, об/мин
Диаметр цилиндра, мм
Ход поршня, мм			14,2	14,2
Масса компрессора, кг				9,5
Масса масла, г

 

Компрессор и электродвигатель агрегата соединены общим валом и заключены в герметичный кожух.

Компрессор обеспечивает циркуляцию холодильного агента в системе агрегата. Он определяет работоспособность холодильника, его экономичность и производительность. В бытовых холодильниках установлен одноцилиндровый компрессор поршневого типа, который приводится в движение электродвигателем.

Рис. 2. Компрессор с электродвигателем:

1 — кожух; 2 — кольцо замочное переднего подшипника; 3 — штифт; 4 — передний подшипник; 5 — винт крепления компрессора; 6 — коленчатый вал; 7, 32 — пружинные шайбы; 8 — шайба; 9 — корпус компрессора: 10 — всасывающий клапан: 11 — винт крепления головки цилиндра; 12 — головка цилиндра с глушителями; 13 — фланцевая гайка; 14, 38 — крышки кожуха; 15 — запорная игла; 16 — пробка штуцера заполнения; 17 — электродвигатель; 18 — ротор электродвигателя; 19 — редукционный клапан; 20 — пружина редукционного клапана; 21 — заглушка; 22 — плунжер масляного насоса: 23 — пружина плунжера; 24 — заглушка масляного насоса; 25 — поршень; 26 — шатун; 27 — крышка нижней головки шатуна; 28 — пружинная шайба; 29 — болт крепления крышка; 30 — приемник масляного насоса; 31 — крышка приемника масляного насоса; 33 — винт крепления приемника; 34 — пружина клина; 35 — клин поршневого пальца; 36 — фиксатор поршневого пальца: 37 — поршневой палец; 39 — защитная шайба переходного контакта

 

Компрессор с кривошипно-шатунным механизмом имеет чугунный корпус 9 (рис. 2). В верхней части корпуса находится цилиндр, по обе стороны которого внизу расположены подшипники коленчатого вала. Внутри цилиндра расположен стальной поршень 25, который с помощью чугунного шатуна 26 соединен с шейкой коленчатого вала 6. Крышка 27 нижней головки шатуна съемная, без вкладышей. В шатуне закреплен поршневой палец 37. Фиксатор 36 поршневого пальца обеспечивает надежное соединение пальца с верхней головкой шатуна и бесшумность в работе.

В верхней части поршня имеются две канавки, заполняющиеся при работе маслом и обеспечивающие компрессию в цилиндре. К верхнему торцу цилиндра четырьмя винтами привернута головка 12, собранная с клапанным устройством и глушителями. Головка цилиндра в сборе с глушителями состоит из нагнетательного клапана, седла клапана и глушителя нагнетания и всасывания. Корпус головки стальной, он состоит из двух камер.

Верхняя камера всасывания с двумя всасывающими трубками и глушителем может соединяться с цилиндром через отверстия, расположенные по окружности в дне камеры, закрытые снизу всасывающим клапаном. Нижняя камера нагнетания с нагнетательной трубкой и глушителем может соединяться с цилиндром через отверстия, расположенные по окружности в седле и закрытые нагнетательным клапаном. Седло запрессовано в корпус головки и вместе с нагнетательным клапаном склепано в центре с корпусом. Оба клапана пластинчатые, стальные.

Клапаны компрессора работают следующим образом. При движении поршня вниз всасывающий клапан, прижатый по окружности к кромке седла, отходит от нее вследствие образующегося в цилиндре разрежения. Пары хладона из кожуха компрессора через всасывающие трубки и глушитель попадают в камеру всасывания, откуда через отверстия в корпусе головки поступают в цилиндр. При обратном движении поршня всасывающий клапан препятствует выходу хладона в камеру нагнетания. Сжатые пары хладона через отверстия в седле, приподняв по всей окружности нагнетательный клапан, поступают в камеру нагнетания, а оттуда через нагнетательный патрубок и глушитель в нагнетательную трубку. Смазка трущихся деталей компрессора осуществляется рефрижераторным маслом, залитым в кожух компрессора при помощи ротационного насоса, расположенного в корпусе компрессора. Кожух представляет собой цилиндр, закрытый с обеих сторон наглухо приваренными крышками. Внутри кожуха имеется кольцевой выступ, по одну сторону которого запрессован компрессор, по другую — статор электродвигателя.

Корпус компрессора и статор электродвигателя скреплены между собой четырьмя стяжными болтами. В одну из крышек (со стороны статора) впаяны проходные контакты, через которые подается напряжение на электродвигатель, а также штуцер (или трубка) для заполнения агрегата маслом и хладоном. Для уменьшения шума во время работы холодильника кожух мотор-компрессора подвешен на пружинах к раме холодильного агрегата.

Кривошипно-шатунный компрессор морально устарел и заменяется высокооборотным (частота вращения 3000 об/мин) компрессором кривошипно-кулисного типа с внутренней подвеской. К достоинствам этих компрессоров следует отнести меньшую массу и габариты, лучшие показатели по теплоэнергетическим характеристикам, низкий уровень звука и вибраций.

Кривошипно-кулисный мотор-компрессор с вертикальным расположением вала подвешен на пружинах 23 (рис. 3) внутри герметичного кожуха 1. В зависимости от конструкции подвески пружины работают на сжатие или растяжение и служат для гашения колебаний, возникающих при работе компрессора. Пружины крепятся на кронштейнах, находящихся в верхней части кожуха, и ввинчиваются в отверстия специальных приливов на корпусе 6.

Корпус компрессора в свою очередь приливами опирается на пружины.

Рис. 3. Кулисный мотор-компрессор:

1 — кожух в сборе; 2 — ротор; 3 — статор; 4, 5, 9 — винты; 6 — корпус компрессора; 8 —штифты; 10 —головка цилиндра; 11 — прокладка клапана нагнетания; 12 — нагревательный клапан; 13 — седло клапанов; 14 — всасывающий клапан; 15 — прокладка всасывающего клапана; 16, 17 — цилиндры; 18 — поршень; 19 — обойма; 20 — ползун; 21 — вал; 22 — трубка; 23 — буферная пружина; 24 — шпилька

 

Электродвигатель однофазный, асинхронный, с пусковой обмоткой. Для пуска двигателя и защиты от перегрузок применяют пускозащитное реле, соединенное с двигателем при помощи колодки зажимов, закрепленной на проходных контактах пластинчатой скобой. Реле установлено на раме.

Ротор 2 электродвигателя помещен непосредственно на валу 21 компрессора. Статор 3 прикреплен к корпусу 6 компрессора четырьмя винтами 4.

Статор набран из штампованных листов электротехнической стали. Обмотка статора двухполюсная, четырехкатушечная. Корпус компрессора чугунный, одновременно служащий опорой вала. Цилиндр 16 отлит вместе с глушителями. Он устанавливается на корпусе мотор-компрессора но четырем штифтам 8 и крепится двумя винтами. Противовес отлит вместе с кривошипным валом. Для уменьшения инерционных масс поршень 18 изготовлен полым из листовой стали. Обойма 19 свернута из листовой стали. Поршень соединен с ней пайкой медистыми припоями. Ползун 20 кулисы чугунный. На торце цилиндра установлена прокладка 15 всасывающего клапана и сам клапан 14 по двум установочным цилиндрическим штифтам 8. Нагнетательный клапан 12 вместе с ограничителем крепится к седлу заклепками. Клапаны — пружинные пластинки из стальной высокоуглеродистой, термически обработанной ленты — установлены на штифты 8. На тех же штифтах установлены скобы, которые ограничивают подъем клапана. Высота подъема всасывающего клапана 0,5±0,08 мм, нагнетательного — 1,18 мм. Диаметр всасывающего отверстия 5 мм, нагнетательного — 3,4 мм.

Седло 13 клапанов и головка 10 цилиндра отлиты из чугуна. Вал 21 ротора 2 вращается в подшипнике в корпусе компрессора. Кожух 1 мотор-компрессора изготовлен из листовой стали.

Трущиеся части компрессора смазываются маслом под действием центробежной силы через косое отверстие в нижнем торце коренной шейки вала. При вращении вала 21 масло, попадая в наклонный канал, поднимается вверх и попадает к трущейся паре вал 21 — корпус 6 компрессора. Дальше по винтовой канавке масло поступает к паре вал 21 —ползун 20. Пара поршень 18 — цилиндр 16 смазывается разбрызгиванием.

Таблица 2. Классификация компрессоров в зависимости от описанного объема

Типоразмер	Описанный объем, не более
в см3*с-1*(м3*ч-1)	в м3/1 ход (см-1 ход)
при напряжении сети 220 В и частоте 50 Гц	при напряжении сети 115 В и частоте 60 Гц	при напряжении сети 220 В и частоте 50 Гц
	250(0,9)	—	5*10-6 (5)
	315(1,134)	378(1,36)	6,3*10-6 (6,3)
	400(1,44)	—	8*10-6 (8)

 

Примечание: описанный объем — объем, который вытесняется поршнем за единицу времени или за один ход при номинальном числе оборотов.

 

Пары хладона всасываются из кожуха в цилиндр 16 через глушитель всасывания и нагнетаются через глушитель нагнетания в трубку 22. Змеевик нагнетательной трубки 22 способствует гашению колебаний мотор-компрессора, корпус которого опирается на три пружины 23. Пружины предохраняет от выпадания шпилька 24.

Кожух 1 закрыт сверху крышкой 7, приваренной по фланцу и ограничивающей перемещение мотор-компрессора вверх.

Налажен выпуск хладоновых герметичных компрессоров с кривошипно-кулисным механизмом, вертикальной осью вращения (ХКВ) и описанным объемом (табл. 2) до 400 см³*с^-1 (1,44 м³*ч^-1), встроенным двухполюсным однофазным асинхронным электродвигателем и пускозащитным реле. Эти компрессоры предназначены для холодильных агрегатов с капиллярной трубкой и применяются в бытовых холодильниках и морозильниках, работающих на хладоне-12 и рассчитанных на температуру кипения в испарителе от минус 10 до минус 30 °С.

Компрессоры подразделяют на следующие исполнения.

В зависимости от номинального напряжения и частоты тока:

• 1 — при напряжении сети 220 В и частоте 50 Гц;
• 2 — при напряжении сети 115 В и частоте 60 Гц.

В зависимости от электродвигателя и пускозащитного реле:

• Д — двухполюсный однофазный асинхронный электродвигатель холодильной машины (ДХМ), пускозащитное, токовое, комбинированное реле (РТК);
• Л — двухполюсный однофазный асинхронный электродвигатель (ЭД) и двухполюсный однофазный асинхронный электродвигатель с повышенным пусковым моментом (ЭДП), пускозащитное комбинированное реле (Р).

В зависимости от наличия устройств охлаждения:

• Б — без устройства для дополнительного охлаждения;
• М — с устройством для дополнительного охлаждения.

В зависимости от условий эксплуатации:

• УХЛ — для условий эксплуатации в районах с умеренным и холодным климатом;
• Т — для условий эксплуатации в районах с тропическим климатом.

Пример условного обозначения компрессора типоразмера 5, для сети напряжением 220 В и частотой тока 50 Гц, с электродвигателем ЭД и пускозащитным реле типа Р, без дополнительного охлаждения, климатического исполнения УХЛ: ХКВ5 — 1 ЛБ УХЛ (ГОСТ 17008).

Основные параметры компрессоров даны в табл. 3.

Таблица 3. Технические характеристики компрессоров ХКВ

Компрессор	Работа на хладоне-12	Работа на воздухе	Масса, кг, не более	Удельная масса, кг/(Вт*год), не более	Удельная энергоемкость, Вт/Вт, не более
Номинальная холодо- производи-тельность, Вт(ккал/ч), предельные отклонения ±7%	Потребляемая мощность, Вт, не более	Удельная холодо-производительность, Вт/Вт, но не менее	Объемная производи-тельность, не более	Потребляемая мощность, Вт, не более
до 01.01.90	с 01.01.90
ХКВ5-1ЛБ УХЛ	115(100)		0,83	0,85	12-10-5(7,3)		9,2	0,0053	1,2
ХКВ6-1ДБ УХЛ	145(125)		0,91	0,95	15,3-10-5(9,2)		9,7	0,0046	1,1
ХКВ6-1ЛБ УХЛ	145(125)		0,91	0,95	15,3-10-5(9,2)		9,7	0,0046	1,1
ХКВ6-1ДМ УХЛ	150(130)		0,93	0,97	15,3-10-5(9,2)		10,2	0,0046	1,08
ХКВ6-1ЛМ УХЛ	150(130)		0,93	0,97	15,3-10-5(9,2)		10,2	0,0046	1,08
ХКВ6-1ЛМ Т	125(108)		0,83	0,86	15,3-10-5(9,2)		10,2	0,0053	1,2
ХКВ6-2ДМ УХЛ	165(142)		0,86	0,9	18-10-5(11)		10,2	0,004	1,16
ХКВ6-2ДМ Т	145(125)		0,82	0,85	18-10-5(11)		10,2	0,0046	1,2
ХКВ8-1ЛМ УХЛ	185(160)		0,99	1,01	21-10-5(12,6)		10,2	0,004	1,01
ХКВ8-1ЛМ Т	160(138)		0,87	0,9	21-10-5(12,6)		10,2	0,0045	1,15

 

Примечания:

1. Масса компрессора включает массу заправленного маслом компрессора без учета массы пускозащитного реле и монтажных изделий.
2. Удельная холодопроизводительность определяется как отношение значений холодопроизводительности к потребляемой мощности.
3. Удельную массу определяют как отношение значений массы к холодопроизводительности, умноженной на установленный срок службы.
4. Удельную энергоемкость определяют как отношение потребляемой мощности к холодопроизводительности.
5. Объемную производительность по воздуху и потребляемую мощность определяют на стенде при следующих условиях:

• температура обмотки электродвигателя компрессора 85±10 °С;
• напряжение номинальное ±2%;
• давление всасывания избыточное 1,96*10³ Па;
• давление нагнетания избыточное 78,5*10⁴ Па.

Корректируемый уровень звуковой мощности (уровня звука) компрессоров в установившемся режиме не должен превышать: 44 дБА — для типоразмеров 5 и 6; 46 дБА — для типоразмеров 8.

1. Сопротивление электрической изоляции компрессора между токоведущими частями и кожухом должно быть не менее 10 МОм при климатических условиях производственного помещения.
2. Электрическая изоляция между токоведущими частями и кожухом компрессора в холодном состоянии должна выдерживать испытательное напряжение 1250 В.