Основні види холодильних машин
Холодильник - апарат для зберігання, охолодження і заморожування харчових швидкопсувних продуктів. Сучасні побутові холодильники, які мають чудовий дизайн і комфорт, розраховані на будь-яке домашнє господарство. Вони забезпечені різними пристроями та пристосуваннями, які полегшують роботу господаркам. Так, холодильники обладнані системою «No Frost», яка не дозволяє утворитися інею, а, отже, виключає мороку з розморожуванням. Вентиляція передбачена не тільки в холодильнику, але і в морозильній камері. Контроль вологості і регулювання температури дозволяють створити оптимальні умови для зберігання овочів і фруктів. У більшості сучасних холодильників не використовуються фреони, що руйнують озоновий шар. Термін зберігання продуктів при відключенні енергії в цих холодильниках доходить до півтори доби.
Основне функціональне властивість холодильника - здатність зберігати певну кількість охолоджених і заморожених продуктів протягом певного часу. Кількість зберігаються продуктів визначається загальним обсягом камери, обсягом випарника і коефіцієнтом використання цих обсягів.
Компресійні холодильники мають камери ємністю від 120 до 350 дм 3, ємністю випарників від 11 до 29 дм 3; холодильники абсорбції - від 30 до 120 дм 3, обсяг випарника не перевищує 7 дм 3. Виняток становить двокамерний холодильник Кристал-9, ємність якого становить 200 дм 3.
Кількість продуктів, що розміщуються в холодильниках, при однаковому обсязі камер може бути різна залежно від відстані між полицями, наявності знімних полиць, оформлення дверцят, наявності спеціальних посудин для зберігання (прямокутної форми).
Терміни зберігання продуктів залежать від температури всередині холодильника. Нормується температура стінок випарника (в ° С): для компресійних -6; 12; -18; для абсорбційних -6, тобто в компресійних холодильниках можливо більш тривале зберігання продуктів. Важливо враховувати і час досягнення встановленої температури. У компресійних холодильниках вона становить кілька хвилин, в абсорбційних - кілька годин.
Економічність - важлива властивість холодильника. Її можна характеризувати загальною витратою електроенергії в кВт • год / добу та питомою витратою на 1 дм 3 об'єму камери.
До ергономічним властивостям холодильників відносять зручність експлуатації, гігієнічність, рівень шуму. Зручність експлуатації полягає в зручності установки холодильника, відкривання дверцят, закладки та вилучення продуктів, зручність догляду. Комфортність установки залежить від площі, займаної холодильником, кута відкривання дверцят, можливості перенавескі дверцят з правої сторони на ліву. Комфортність відкриття дверець залежить від форми ручки та конструкції запору. Дверцята з магнітними замками відкриваються з меншим зусиллям. Комфортність закладки та розміщення продуктів залежить від наявності освітлення, конструкції полиць (рухливі, переставні, малі), відстані між ними, глибини холодильної камери, оформлення внутрішній панелі дверцят. Наприклад, дверцята холодильника ЗІЛ-63 моделі K Ш-260 має не тільки полиці, а й відсіки що закриваються для масла, сиру та осередки для яєць. На дверцятах холодильника Ока-6 встановлені штофи для напоїв, які наливаються в стакан шляхом натискання кнопки в ніші, що знаходиться на зовнішній стороні дверцят.
Догляд за холодильником спрощується, якщо є напівавтоматична або автоматична система відтавання. В останньому випадку тала вода віддаляється через отвір в задній стінці.
Гігієнічність холодильника визначається відсутністю запаху (який видають деякі теплоізоляційні матеріали) і легкістю очищення стінок і дна камери. Переважно камери із сталевого емальованого листа.
Рівень шуму за стандартом досить високий, але для більшості марок він не перевищує 30 дБА. Абсорбційні холодильники працюють безшумно.
Естетичні властивості холодильників визначаються пропорціями корпусу, його обробкою і декоративними деталями. Візуально добре сприймаються шафи заввишки 140-160 см. Важливо оформлення ручки, виконання назви марки.
Надійність холодильників характеризується безвідмовністю, ремонтопридатністю, довговічністю і сохраняемостью. Холодильники відносять до ремонтованих виробів. Безвідмовність залежить від якості технологічного виконання. Добре зарекомендували себе холодильники марок ЗІЛ, Ока, Бірюса, Мінськ. Термін служби компресійних холодильників 15 років, абсорбційних - 25 років.
Безперервне зростання реальних доходів населення нашої країни обумовлює зростаючий попит на холодильники. Холодильники створюють великі зручності в побуті, тому виробництво їх збільшується з року в рік.
Середній річний приріст випуску побутових холодильників з 1955 по 1968 р. становив 26%. При середній довговічності побутових холодильників 15 років для повного задоволення попиту населення, з урахуванням його приросту, оптимальний (стабільний) рівень виробництва був визначений в 5,5 млн. штук на рік. При цьому 4 млн. холодильників в рік замінялися внаслідок фізичного та морального зносу існуючого парку і приблизно 1,5 млн. купувалися населенням.
У 1971 р. було випущено 4557000 холодильників.
1 січня 1977 було створено виробниче об'єднання «Атлант», до складу якого увійшли: Мінський завод холодильників (головне підприємство), Смоленський завод холодильників (РРФСР), Алітуський завод холодильників і Мажейкяйський завод компресорів (Литовська РСР). Частка експорту в загальному випуску холодильників в 1977 році становив 51,5%, а до 1978 року в 16 країн було поставлено 60,3% холодильників від усього випуску.
1995 рік - початок переходу ЗАТ «Атлант» - першого серед споріднених підприємств країн СНД, на випуск озонобезпечному продукції, що відповідає міжнародним вимогам протоколу Монреальської конвенції від 1 січня 1989 року, який практично завершений в першій половині 1996 року у зв'язку із закінченням підготовчого періоду, необхідного для підготовки підприємств сервісу в країнах СНД з обслуговування озонобезпечному продукції.
Висококваліфікований інженерний персонал ЗАТ «Атлант» має в своєму розпорядженні найсучасніше обладнання, в тому числі систему «Pro - enginner», що сприяє проектування нових моделей в найкоротші терміни і новітніх технологій.
Сьогодні ЗАТ «Атлант» є багатопрофільне виробництво, що дозволяє виробляти побутові прилади та промислове обладнання. Володіючи передовими технологіями з виробництва оснащення компресорів, холодильників і морозильників, (ливарні форми, твердосплавні штампи, спеціальне технологічне обладнання тощо), проводячи велику роботу з підготовки виробництва електроплит та ливарних машин в Барановичах, ЗАТ «Атлант» сьогодні випускає 800 000 холодильників і морозильників , 1,5 мільйона компресорів на рік, а також інші товари народного споживання. Завод випускає екологічно чисті, озонобезпечні однокамерні і двокамерні моделі холодильників і морозильників. Всі апарати виконані у фірмовому стилі, вирізняються м'якими і плавними формами, оригінальним колірним рішенням, економічністю і безшумністю при роботі, наявністю зручних полиць і судин для зберігання різних продуктів і т.п.
Від маленького підприємства з виготовлення нескладних предметів домашнього побуту до найбільшого виробника побутової техніки та технологічного обладнання сучасного світового рівня, забезпечив випуск більш 16 мільйонів холодильників і морозильників 53 моделей - такий шлях пройдено ЗАТ «Атлант», продукція якого приносить радість людям більш ніж в 40 країнах світу.
У міру задоволення попиту і зростання національного доходу країни технічний рівень вітчизняних холодильників буде постійно зростати. У зв'язку з цим необхідно покращувати підготовку і збільшувати кількість висококваліфікованих фахівців як з виробництва, так і з ремонту холодильників.
Побутові холодильні прилади служать головним чином для зберігання швидкопсувних харчових продуктів в охолодженому або замороженому стані і для отримання невеликої кількості харчового льоду. Основними ознаками класифікації побутових холодильних приладів є: призначення, спосіб отримання холоду, спосіб установки, число камер, здатність працювати при максимальних температурах навколишнього середовища, функціональні можливості, конструктивне виконання.
За призначенням холодильні прилади поділяються на: холодильники, морозильники та холодильники-морозильники.
За способом одержання холоду розрізняють компресійні, абсорбція і термоелектричні побутові холодильники. У маркуванні холодильників типи холодильних агрегатів позначаються першими великими літерами: К - компресійні, А - абсорбційні, Т - термоелектричні (зараз ЗАТ «Атлант» їх не випускає).
За місцем установки розрізняють підлогові, настінні, настільні, блочно-вбудовувані.
По області застосування розрізняють стаціонарні (кухонні і кімнатні), пересувні (автомобільні) і переносні (термостати) побутові холодильники.
За способом установки холодильні прилади поділяються на: підлогові типу шафа (Ш), покриття типу стіл (С) і підлогові типу скриня (Л).
За кількістю камер холодильні прилади поділяються: з однією камерою, з двома камерами (Д), з трьома камерами (Т). Однокамерні холодильники зазвичай мають невелике морозильне відділення, утворене стінками коробчатого випарника. Температурні режими морозильного відділення і холодильної камери в однокамерних холодильниках взаємозалежні і регулюються однією ручкою терморегулятора.
Двокамерні холодильники в одній шафі мають дві ізольовані один від одного камери: морозильну і холодильну. Кожна камера має двері і свій температурний режим, регульований терморегулятором. У спрощеному варіанті двокамерного холодильника морозильна камера відокремлюється від холодильної спеціальної знімною перегородкою - піддоном. Піддон використовується також для видалення води після відтавання сніжного покриву зі стінок випарника. У днище піддону робиться отвір, що закривається регульованою заслінкою. При цьому необхідний температурний режим холодильної камери при одному положенні ручки терморегулятора встановлюється заслінкою, яка регулює природну циркуляцію повітря і температуру всередині шафи.
По здатності працювати при максимальних температурах навколишнього середовища холодильні прилади поділяються на класи: розширеного помірного - SN; помірного - N; субтропічного - ST; тропічного - T. Значення температури навколишнього середовища при експлуатації холодильного приладу зазначені в таблиці 1.
Залежно від виконуваних функцій холодильники підрозділяють на шість груп складності, морозильники на дві (0 і 1). Групи складності холодильних приладів наведені у таблиці 2.
За конструктивним виконанням холодильні прилади поділяються на такі типи:
КШ - холодильники однокамерні у вигляді шафи;
КС - холодильники однокамерні у вигляді столу;
КШД - холодильники двокамерні у вигляді шафи;
КШТ - холодильники трикамерні у вигляді шафи;
МКШ - морозильники у вигляді шафи;
КШМХ - холодильники-морозильники комбіновані у вигляді шафи.
За міжнародними стандартами холодильники класифікуються:
Холодильники * - відділення з низькою температурою, що застосовується для короткострокового
Зберігання заморожених харчових продуктів (терміном близько тижня).
Температура -6 ° С.
Холодильники ** - відділення з низькою температурою, що застосовується для зберігання заморожених харчових продуктів строком середньої тривалості (близько одного місяця). Температура -12 ° С.
Холодильники *** - відділення з низькою температурою, що застосовується для зберігання заморожених продуктів протягом тривалого терміну (близько трьох місяців), а також морозива та інших подібних продуктів.
Температура -18 ° С.
Холодильники **** - холодильник / морозильник **** - цей символ вказує на можливість зберігання заморожених продуктів при низькій температурі протягом тривалого часу, а також заморожувати свіжі продукти.
Якщо морозильне відділення не має маркування зірочкою, то отримання зазначених температур не гарантується.
Перші компресійні холодильники були винайдені німецьким інженером Лінде в 1875 р. і використовувалися для технічних цілей. Перші побутові холодильники цього типу з'явилися у нас в країні наприкінці 30-х років. Невелика кількість їх під маркою ХТЗ-120 у вигляді підлогової шафи було випущено Харківським тракторним заводом імені Орджонікідзе. За конструктивним показниками холодильник був на рівні кращих зразків того часу. Однак налагодити масове виробництво холодильників перешкодила Велика Вітчизняна війна і післявоєнний період відновлення зруйнованого народного господарства. У 1950 р. виробництво компресійних холодильників освоїв Московський автомобільний завод імені І.А. Лихачова. З цього часу в країні почалося виробництво компресійних холодильників на багатьох машинобудівних заводах.
Компресійні холодильні агрегати побутових холодильників з метою збільшення терміну служби та скорочення витрати електроенергії проектуються на холодопродуктивність, що значно перевищує суму всіх теплопритоків в холодильну камеру. Тому в нормальних умовах вони забезпечують необхідний рівень охолодження переривчастим режимом роботи. При цьому необхідна циклічність роботи холодильного агрегату забезпечується терморегулятором.
У процесі роботи холодильника на стінках випарника збирається сконденсована волога у вигляді снігового покриву (снігової шуби). Для періодичного видалення (танення) снігової шуби побутові холодильники забезпечуються відповідними пристроями ручного, напівавтоматичної або автоматичної дії.
Теплоізоляцією заповнюють весь вільний простір між стінками холодильної камери і корпусом, а також між внутрішньою облицювальної накладкою і обечайкой двері. При щільно зачинених дверей теплоізоляція значно обмежує теплоприпливи в холодильну камеру. Для забезпечення щільного і герметичного закривання дверей по всьому периметру внутрішньої облицювальної накладки встановлюється спеціальний еластичний ущільнювач у вигляді відкритого балона особливого профілю. Потрібна щільність прилягання ущільнювача по всьому периметру дверей забезпечується спеціальними механічними або магнітними затворами.
Холодильні агрегати побутових холодильників виконують роль холодильних машин, тобто служать для відведення тепла з холодильної камери і передачі його в більш теплу навколишнє середовище. Агрегат може бути демонтований з шафи і замінений іншим, призначеним для холодильників даного типу. Конструкції окремих вузлів і деталей холодильних агрегатів різних холодильників з одного холодильною камерою і дверцятами можуть дещо відрізнятися один від одного.
Холодильний процес здійснюється наступним чином. При роботі мотор-компресора рідкий хладагент із конденсатора по капілярній трубці подається у випарник. При цьому тиск і температура рідкого хладагента знижуються за рахунок обмеженої пропускної спроможності капілярної трубки й охолодження холодними парами хладагента, що йдуть назустріч по всмоктуючої трубці з випарника. При температурі -10 ¸ -20 ° С і тиск 0 ¸ 1 ати рідкий хладагент в випарнику кипить, поглинаючи тепло з холодильної камери. Щоб забезпечити постійне кипіння хладагента у випарнику при певному тиску, холодні пари його відсмоктуються компресором через всмоктувальну трубку. При русі парів до компресора температура їх підвищується за рахунок теплообміну з теплим рідким холодоагентом, що рухаються по капілярній трубці, і навколишнім середовищем. При вході в кожух мотор-компресора температура парів дорівнює приблизно 15 ° С.
Так як температура обмоток електродвигуна і циліндра компресора значно вище 15 ° С, то вони охолоджуються парами хладагента, що покращує умови роботи електродвигуна і компресора в герметичному кожусі. Підігріті пари хладагента нагнітаються компресором в конденсатор, що охолоджується повітрям навколишнього середовища. При цьому тиск парів підвищується до 8-11 ати в залежності від температури навколишнього середовища. При такому тиску температура конденсації насичених парів хладагента стає вище температури навколишнього повітря, тому в останніх витках конденсатора пари хладагента перетворюються в рідину. Процес конденсації парів супроводжується виділенням тепла, яке віддається навколишньому повітрю. Рідкий хладагент, що має температуру на 10-15 ° С вище температури навколишнього середовища, проходить через фільтр, поєднаний з осушувальним патроном, і далі по капілярній трубці знову надходить у випарник. Описаний кругової холодильний процес роботи агрегату повторюється поки працює мотор-компресор.
Широке поширення мають двокамерні холодильники з роздільним регулюванням температурних режимів холодильної та морозильної камер. У цих холодильниках іноді застосовують два автономних холодильних агрегату для обох камер. Однак частіше використовують один холодильний агрегат з одним загальним компресором, але з двома випарниками. Випарники можуть з'єднуватися послідовно і паралельно. Верхній випарник коробчатої форми призначається для охолодження морозильної камери, а нижній плоский - для холодильної. Принцип роботи такого холодильного агрегату нічим не відрізняється від вищеописаного.
По розташуванню мотор-компресора в шафі холодильника розрізняють компресійні холодильні агрегати верхнього та нижнього розташування. Агрегати верхнього розташування конструктивно виконуються більш компактно, але з точки зору загальної компоновки в підлогових холодильниках вони незручні. Тому агрегати з верхнім розташуванням мотор-компресора застосовуються в настінних холодильниках.
Агрегати з нижнім розташуванням мотор-компресора, хоча і поступаються першим по компактності, в підлогових холодильниках забезпечують зменшення габаритів шафи і зручнішу компонування холодильної камери.
Умови тривалої експлуатації побутових холодильників і специфічні властивості хладагента накладають на конструкцію і виготовлення компресійного холодильного агрегату певні вимоги. Основними з цих вимог є: надійна герметичність, відсутність в системі агрегату повітря, води і механічних домішок (забруднень).
Необхідність надійної герметичності агрегату викликається тривалим терміном експлуатації холодильника, а також наступним обставиною. Компресійні холодильні агрегати побутових холодильників заповнюються порівняно невеликою кількістю (140 ¸ 400 г.) Фреону-12. Тому навіть незначний витік фреону істотно позначається на холодопродуктивності і економічності агрегату. Крім того, фреон-12 здатний проникати через дрібні пори в металі.
Надійна герметичність холодильного агрегату забезпечується ретельним виготовленням окремих його деталей і вузлів, щільним нероз'ємним з'єднанням їх зварюванням або паянням твердої, а також ретельним контролем. Контроль герметичності холодильного агрегату при виготовленні або ремонті здійснюється багато разів і різними способами. Попередня перевірка герметичності окремих вузлів і зібраного агрегату здійснюється зазвичай методом опресування. У перевіряється вузол або агрегат нагнітають сухе повітря або азот під тиском 10 ¸ 18 ати. Потім вузол занурюють у ванну з водою і по вихідним бульбашок визначають місця нещільності, які найчастіше бувають у з'єднаннях. Остаточно герметичність холодильного агрегату перевіряють після заправки його маслом і фреоном. Для цього використовують спеціальний електронний течеіскател', який виявляє витік фреону до 0,5 г на рік.
Наявність повітря в агрегаті різко погіршує його роботу. Неконденсіруемий повітря на виході конденсатора перед капілярною трубкою створює повітряну пробку, яка перешкоджає надходженню рідкого фреону в випарник. Внаслідок цього підвищується тиск в системі агрегату, що тягне за собою збільшення споживаної потужності і витрати електроенергії. Наявність повітря в агрегаті призводить також до небажаного окислення масла і корозії металевих частин.
Наявність в холодильному агрегаті води навіть у малих кількостях (15-20 мг) може серйозно порушити його роботу або вивести з ладу. Внаслідок поганої розчинності води під фреоні вона може замерзнути в капілярній трубці і припинити надходження фреону у випарник. Крім того, вода викликає псування масла, корозію деталей агрегату, особливо клапанів компресора, розкладання ізоляції обмоток електродвигуна, засмічення фільтру і т.п. Вологу з агрегату при виготовленні або ремонті видаляють шляхом ретельної сушки як масла і фреону, так і всього зібраного агрегату. Перед сушінням всі вузли агрегату знежирюють, так як залишився на поверхні деталей масло при температурі понад 100 ° С пригорає, утворюючи міцну плівку.
Сушать холодильні агрегати в спеціальних сушильних шафах, продуваючи сухим повітрям. При цьому вода, що потрапила в агрегат, перетворюється на пару, яка потім видаляється сухим гарячим повітрям і вакуумированием.
Механічні домішки, що потрапили в агрегат ззовні або що утворилися в ньому, можуть засмітити капілярну трубку і порушити тим самим нормальну циркуляцію хладагента. Шкідливий вплив потрапили в холодильний агрегат вологи і механічних домішок усувається осушувальним патроном і фільтром.
Надійність і довговічність роботи компресійного холодильного агрегату багато в чому залежить від забезпечення зазначених вимог. Тому виготовлення компресійних холодильних агрегатів вимагає високої технічної культури виробництва.
Технічна характеристика визначає конструктивне якість, економічність холодильника і дозволяє правильно оцінити його технічні переваги і недоліки в порівнянні з іншими холодильниками. Технічна характеристика включає в себе температурні, конструктивні та енергетичні показники. До основних температурних показників побутових компресійних холодильників відносяться: середня температура в камері охолодження і середня температура у морозильній камері (відділенні).
Середня температура в камері охолодження, як і решта температурні показники, лімітується залежно від кліматичних умов експлуатації холодильника.
Середня температура в морозильній камері холодильника однокамерного, як і температура у морозильній камері двокамерного холодильника, з достатньою точністю може бути визначена значенням температури в геометричному центрі відділення або камери.
До основних конструктивних показниками побутових холодильників відносяться: коефіцієнт використання об'єму шафи, коефіцієнт використання ємності холодильника, сумарна площа полиць, коефіцієнт використання займаної холодильником площі підлоги і приведений вагу.
Коефіцієнт використання об'єму шафи До ш визначається відношенням ємності холодильника V до обсягу шафи V ш, що визначається його габаритними розмірами.
Величина К ш залежить від компонування холодильника і товщини теплоізоляції. Зазвичай машинне відділення (холодильний агрегат) займає 15-30% об'єму шафи, в залежності від розташування мотор-компресора і ємності холодильника. При розташуванні мотор-компресора в ніші шафи з боку задньої стінки величина До ш збільшується, проте низьке розташування дна камери охолодження створює деяку незручність при користуванні холодильником. Обсяг, займаний стінками шафи, залежить від застосовуваного теплоізоляційного матеріалу. Якщо теплоізоляція виготовлена з мінерального повсті, то обсяг її займає до 40% обсягу шафи. Пінополіуретанова теплоізоляція займає лише до 15% обсягу шафи.
Коефіцієнт використання місткості холодильника К х визначається ставленням його корисної ємності V п до повної місткості холодильної камери V, визначається її габаритними розмірами.
Величина К х залежить від форми і розташування випарника, кількості і розмірів полиць, а також спеціальних судин. Коефіцієнт використання місткості холодильника складає 0,85-0,95.
Сумарна площа полиць при однаковій ємності холодильників визначає можливу ступінь використання корисної ємності. У сумарну площу полиць включають площа дна камери і площі полиць дверної панелі, але не включають площі полиць, висота простору над якими менше 10 см в холодильній камері і менше 5 см в дверної панелі.
До енергетичних показників побутових холодильників відносяться: коефіцієнт робочого часу, середня споживана потужність, витрата електроенергії, питома холодопродуктивність і питомі теплоприпливи.
Коефіцієнт робочого часу визначається ставленням робочого часу в циклі Т р до повного часу циклу Т ц, що включає роботу і простий холодильного агрегату. Тривалість (час) циклу при номінальному температурному режимі роботи в більшості холодильників складає 8-12 хв, тобто 5-8 циклів в годину. Така періодичність циклів встановлюється, виходячи із забезпечення необхідної надійності і довговічності побутових холодильників.
Споживана потужність електродвигуном залежить від типу застосованого в холодильнику електродвигуна і компресора. При циклічній роботі холодильного агрегату споживана потужність змінюється протягом кожного робочого періоду циклу залежно від зміни навантаження на компресор, тобто від співвідношення тисків всмоктування Р вс і нагнітання Р н. співвідношенні тисків дещо знижується. Зниження це становить приблизно 10-20% залежно від тривалості робочого періоду циклу.
Середня споживана потужність збільшується з підвищенням напруги живильної мережі. Вона також збільшується на 10-15% при повороті ручки терморегулятора з крайнього правого положення «Холод» в крайнє ліве положення «Вкл» при незмінній температурі зовнішнього повітря. Це суперечливе, на перший погляд, обставина пояснюється тим, що з підвищенням температури і інтенсивності кипіння хладагента у випарнику коефіцієнт подачі компресора (навантаження) збільшується.
Витрата електроенергії є основним показником економічності роботи холодильника. У паспортних даних побутових холодильників зазвичай вказується величина номінальної витрати електроенергії при номінальному температурному режимі. З підвищенням температури зовнішнього повітря та зниженням температури в камері охолодження збільшується коефіцієнт робочого часу і відповідно витрата електроенергії.
Основним показником надійності побутових холодильників є параметр потоку відмов. Для найбільш поширених компресійних холодильників параметр потоку відмов повинен становити не більше 0,05, тобто 5% за рік протягом гарантійного терміну. Ця висока цифра отримана шляхом статистичної обробки фактичних даних. Відмови компресійних холодильників, що працюють циклічно, викликаються найчастіше несправностями елементів автоматики (терморегуляторів і пускозахисною реле), оскільки вони мають велике число спрацьовувань (включень і виключенні). Так, при чотирьох циклах роботи компресора на годину терморегулятор і пусковий реле за 15 років роботи спрацьовують більше 500 000 разів. Ця величина і визначає необхідну довговічність.
Довговічність побутового холодильника визначається сумарним часом його роботи при нормальному режимі і умовах експлуатації без істотного зниження основних параметрів з урахуванням усіх економічно виправданих ремонтів. Основною робочою групою компресійних холодильників є холодильний агрегат, який з метою збільшення терміну служби холодильника працює циклічно. Тому довговічність холодильного агрегату при середньому значенні часу роботи в циклі 0,4, виходячи з терміну служби холодильника 15 років, повинна бути не менше 50 000 ч.
Побутовий холодильник практично знаходиться в безперервному користуванні, тому і довговічність його визначається загальним часом експлуатації, тобто встановленим терміном служби 15-20 років.
Основну роль у підвищенні надійності та довговічності побутових холодильників покликані відігравати конструктори і технологи виробництва, які повинні забезпечити раціональне конструктивне рішення швидкозношуваних елементів і якісне їх виготовлення.
Обсяг і вартість ремонтних робіт характеризують витрати на ремонт холодильників протягом усього терміну служби. На побутові холодильники не поширюється система планово-попереджувального ремонту (як на обладнання підприємств), тому вони ремонтуються позапланово після кожного відмови в роботі. Кількість і ступінь тяжкості відмов залежать від типу холодильника (компресійний або абсорбційний), умов його експлуатації, якості виготовлення і проведеного ремонту. Ремонт компресійних холодильників дорожчий, ніж абсорбційних, оскільки вимагає застосування великої кількості різноманітного обладнання та високої кваліфікації майстрів-ремонтників.
Безпека використання є важливою вимогою, що пред'являються до побутових холодильників. Так як в побутовому холодильнику зберігаються харчові продукти, то матеріали, з яких він виготовлений, і покриття, дотичні з продуктами, повинні бути стійкі до вологи, не токсичні, не повинні передавати запахи продуктам. Крім того, всі матеріали повинні бути дозволені для використання у виробництві Санітарно-епідеміологічною службою Міністерства охорони здоров'я. Конструкція камер і полиць холодильника повинна бути зручною для миття. Холодильна камера ємністю 100 л і більше повинна бути добре освітлена захищеною від можливих ударів електролампою. Двері холодильника повинна легко відкриватися поштовхом зсередини і замикатися так, щоб діти не могли її відкрити. Холодильні агрегати компресійних і особливо абсорбційних холодильників, заповнюваних шкідливим холодоагентом, повинні бути герметичними і не мати рознімних з'єднань.
Побутові холодильники повинні бути електробезпечним. Всі струмоведучі частини повинні бути надійно захищені від випадкового дотику, ізоляція проводів повинна мати опір не менше 10 МОм і витримувати без пробою напруга 1500 В протягом 1 хв.
Абсорбційні холодильні машини, як і компресійні, відносяться до парових, оскільки процес охолодження в них здійснюється за рахунок пароутворення хладагента при його кипінні у випарнику.
У абсорбційних холодильниках на відміну від компресійних круговий процес здійснюється не одним робочим речовиною, а робочою сумішшю речовин (розчином). Одним компонентом розчину є хладагент, іншим - поглинач (абсорбент). Причому, ці компоненти при одному і тому ж тиску мають значну різницю в температурах кипіння. Міцний розчин хладагента в абсорбенті за рахунок якого-небудь джерела тепла випарюється. Концентровані пари хладагента конденсуються і подаються у випарник, а утворився після випарювання слабкий розчин надходить у абсорбер. Утворені в випарнику пари хладагента також надходять в абсорбер, де вони поглинаються (абсорбуються) слабким розчином. Утворився в абсорбері міцний розчин термонасосом подається в кип'ятильник. Таким чином, у малих абсорбційних холодильниках круговий процес здійснюється, як правило, за рахунок теплової енергії, а не механічною, як у компресійних. Розрізняють холодильники абсорбції періодичної і безперервної дії.
У роботі холодильників абсорбції періодичної дії розрізняють два періоди: період зарядки і період розрядки (робочий). У ці два різні за тривалістю періоду відбуваються протилежні за характером процеси, які разом утворюють (замкнений) кругової холодильний цикл.
У період зарядки холодильника до міцного розчину підводиться тепло Q в, під дією якого відбувається процес випаровування концентрованого хладагента. При цьому концентрований хладагент (пари розчину з дуже малим вмістом поглинача) утворюється за рахунок значної різниці в температурах кипіння хладагента і поглинача. Концентровані пари хладагента надходять в проміжний посудину, де вони охолоджуються холодною водою, налитої у внутрішній посудину, і конденсуються. Коли міцний розчин майже весь випарується, джерело тепла від нього відводиться, а коли концентровані пари хладагента сконденсуються в проміжному посудині, охолоджуюча вода з внутрішнього судини зливається. На цьому період зарядки абсорбційного холодильника закінчується. Внутрішній посудину наповнюється продуктами, що підлягають зберіганню в охолодженому стані, і з цього часу починається другий - робочий період. В робочий період концентрований рідкий хладагент поступово випаровується за рахунок тепла, що поглинається з внутрішнього судини. При цьому температура у внутрішньому посудині знижується до певного рівня, що залежить від кількості теплопритоков у внутрішній посудину і від температури кипіння концентрованого хладагента.
Утворені в процесі поступового випаровування пари концентрованого хладагента надходять у зовнішній посудину, де вони поглинаються слабким розчином. Процес абсорбції продовжується до тих пір, поки весь рідкий хладагент випарується, а розчин знову стане міцним. За тривалістю робочий період (розрядка) абсорбційного холодильника триває в 8-10 разів більше періоду зарядки.
Значно більшого поширення в побуті отримали холодильники абсорбції безперервної дії. Принцип роботи їх полягає в наступному.
Міцний розчин постійно нагрівається до температури кипіння яких-небудь джерелом тепла (електричних, газових та ін.) Так як температура кипіння хладагента значно нижче температури кипіння розчинника (абсорбенту), то в процесі випарювання міцного розчину з кип'ятильника виходять концентровані пари хладагента (з невеликою кількістю розчинника). На шляху руху до конденсатора концентровані пари хладагента проходять спеціальний теплообмінний апарат, званий дефлегматором. У дефлегматоре відбувається часткова конденсація концентрованих парів. При цьому утворився конденсат стікає в слабкий розчин, який із кип'ятильника, а чистіші від розчинника (більше концентровані) пари хладагента надходять в конденсатор. Висококонцентрований рідкий хладагент із конденсатора надходить у випарник, де він закипає при мінусовій температурі, відбираючи тепло з холодильної камери. Слабкий розчин з кип'ятильника надходить в абсорбер, де він охолоджується навколишнім середовищем до температури початку абсорбції. Вихідні з випарника пари хладагента також надходять в абсорбер, назустріч рухається охолодженого слабкому розчину. В абсорбері відбувається процес поглинання (абсорбції) парів хладагента слабким розчином. При цьому виділяється певна кількість теплоти абсорбції (змішання) в навколишнє середовище. Утворився в абсорбері міцний розчин за допомогою термонасоса подається в кип'ятильник.
Така циркуляція розчину і хладагента здійснюється безперервно, поки працює кип'ятильник і термонасос, обігріваються одним джерелом тепла.
Таким чином, в абсорбційному холодильному апараті безперервної дії роль всмоктуючої частини механічного компресора виконується абсорбером, а нагнетательной - термонасосом.
Для підвищення ефективності холодильного циклу абсорбційної холодильної машини використовують також теплообмінники, рідинні і парові, які скорочують непродуктивні втрати тепла.
Значення конструктивних показників абсорбційних холодильників трохи відрізняються від компресійних. Так, коефіцієнти використання шафи і корисної ємності камери у абсорбційних холодильників, за рахунок більшого обсягу холодильного апарату, трохи більше, ніж у компресійних. Питомі теплоприпливи, або теплопровідність шафи, що характеризує якість теплоізоляції, у абсорбційних холодильників зазвичай дещо менша, ніж у компресійних. Це пояснюється меншою холодопродуктивністю абсорбційних холодильників.
Абсорбційні холодильники мають ряд незаперечних переваг у порівнянні з компресійними, до їх числа насамперед належать:
відсутність рухомих частин і, отже, більш висока надійність і довговічність;
відсутність в холодильному апараті різнорідних і дорогих матеріалів, а, отже, більш висока технологічність і менша вартість;
безшумність в роботі і можливість використання дешевих джерел теплової енергії замість електричної;
висока працездатність в умовах підвищеної температури зовнішнього повітря (в районах тропічного клімату) та ін
Перераховані достоїнства і підвищені енергетичні показники абсорбційних холодильників говорять про те, що вони цілком можуть конкурувати з компресійними холодильниками.
Розвиток холодильної промисловості, яка є незамінною ланкою у сучасній ланцюга виробництва продуктів харчування (а також у багатьох інших галузях сучасної діяльності людини), було обумовлено винаходом і розробкою в 30-х роках безпечних рідких холодоагентів, що представляли собою галогенізовані вуглеці. У той час ці речовини були сприйняті з великим ентузіазмом як диво науки, оскільки вони хімічно інертні, не горючі (деякі з них використовуються навіть в якості засобів пожежогасіння) малотоксичні і ефективні як холодоагенти.
Список використаних джерел
В.Є. Сицко, М.Н. Міклушова. Товарознавство непродовольчих товарів. Мн.: Вишейшая школа, - 1999 р.
Н.П. Косарєва, Г.А. Демидова та ін Товарознавство непродовольчих товарів. М.: Економіка, - 1986 р.
Х. Крузе. Економія енергії при використанні вуглеводнів як холодоагентів. Переклад ТПП РБ № 4138/10, - 1996 р.
А.М. Петров, Б.Є. Фішман. Побутові машини і прилади. М., - 1973 р.
Г. Галозан. Розвиток холодоагентів. Словаччина, - 1995 р.
І.М. Мазурін. Рециклювання холодоагентів - основна умова їх перспективи. М., - 1996 р.
Х. Йоргенсен. Досвід з використання вуглеводів в побутових холодильниках і морозильних камерах. Переклад ТПП РБ № 4138 / 9, - 1996 р.