Производство и технология работы холодильника

Помимо аммиака и воды, могут использоваться и другие пары веществ — например, раствор бромистого лития, ацетилен и ацетон. Преимущества абсорбционных холодильников — бесшумность работы, отсутствие движущихся механических частей, возможность работы от нагрева прямым сжиганием топлива, недостатки — плохие удельные показатели хладопроизводительности на единицу объёма, чувствительность к положению в пространстве, а также недолговечность: трубопроводы такого холодильника относительно быстро засоряются продуктами коррозии. Кроме того, холодильный агрегат содержит ядовитый аммиак и горючий водород. Такие холодильники практически не используются в современных квартирах, но распространены в местах, где нет круглосуточного доступа к электричеству: например в домах на колёсах, где они работают от электричества на стоянках в кемпингах, а в пути работают от сжигания природного газа. Кроме того, абсорбционные агрегаты часто используются в промышленных холодильниках в тех случаях, когда более выгодно использовать энергию сгорания газа, а не электричество. Наиболее эффективно их использование в промышленности совместно с когенерационными установками, что позволяет утилизировать избыточное тепло и повысить КПД. В этом случае речь идет о так называемой тригенерации. Помимо этого, абсорбционные машины позволяют использовать сбросное тепло.

2.3    Принцип действия термоэлектрического холодильника

В основе работы термоэлектрического холодильника лежит Эффект Пельтье — когда при прохождении тока через контакт двух разнородных проводников в направлении контактной разности потенциалов происходит перенос тепловой энергии так, что один из этих "разнородных" проводников охлаждается, а второй нагревается за счет тепловой энергии от первого и электрической энергии прошедшего электрического тока. Холодильник на элементах Пельтье бесшумен, надёжен и долговечен, но большого распространения не получил из-за дороговизны охлаждающих термоэлектрических элементов. Еще одним минусом является зависимость холодопроизводительности от температуры окружающей среды. Тем не менее, сумки-холодильники, небольшие автомобильные холодильники и кулеры питьевой воды часто делаются с охлаждением от элементов Пельтье.

2.4 Принцип действия холодильника на вихревых охладителях

Охлаждение осуществляется за счёт расширения предварительно сжатого компрессором воздуха в блоках специальных вихревых охладителей.
Распространения не получил из-за большой шумности, необходимости подвода сжатого (до 10-20 Атм) воздуха и очень большого его расхода, низкого коэффициента полезного действия. Достоинства — безопасность (так как не используется электричество и нет ни движущихся механических частей, ни опасных химических соединений в конструкции) долговечность, надёжность.

3.      Устройство холодильного шкафа

3.1 Теплоизоляция

Стенки холодильного шкафа двойные, промежуток между стенками заполняется теплоизолирующими материалами: минеральной ватой, вспененным полистиролом или полиуретаном. От качества теплоизоляции зависит энергопотребление холодильника.

3.2 Полки

Продукты в холодильнике размещают на полках. Полки могут быть решетчатыми, что облегчает циркуляцию воздуха, либо стеклянными, позволяющими изолировать отделения друг от друга.

3.3 Дверь

С внутренней стороны двери для экономии места расположены дополнительные полки. На этих полках обычно хранят продукты в бутылках, консервы, а также яйца. Иногда на двери холодильника может располагаться ёмкость для напитков с выведенным на наружную поверхность патрубком с затвором, что позволяет использовать холодильник в качестве кулера. Во многих холодильниках навес двери съёмный, позволяющий выбрать направление открывания двери.

3.4 Уплотнитель двери

Для предотвращения попадания тёплого воздуха через щели между корпусом холодильника и дверью служит уплотнитель. Уплотнители современных холодильников имеют магнитную вставку, что позволяет отказаться от механических затворов на двери холодильника.

3.5 Циркуляция воздуха в камерах

Холодильники бывают с естественной и искусственной циркуляцией воздуха. В последнем случае часто применяется так называемая технология «No Frost» — когда испаритель отделён от основной камеры и сообщение воздушных потоков между испарителем и камерой осуществляется с помощью вентилятора. Благодаря этому удаётся избавиться от намерзания «шапки» инея на испарителе благодаря предварительному осушению воздуха, а также оттаиванию инея с испарителя без повышения температуры в камере. В некоторых холодильниках имеются специальные системы контроля за температурой и влажностью.

3.6 Автоматика и электрооборудование

Бытовые холодильники обычно работают циклично, периодически включаясь и выключаясь. Моментами включения и выключения управляет термодатчик. Это может быть механический термодатчик сильфонного типа, либо электронный. Для обеспечения правильного запуска двигателя используются пусковые и защитные реле, которые часто объединяют в один прибор. Дополнительно холодильники могут оснащаться системами оттаивания, предотвращающими образование инея на испарителе. Для освещения холодильной камеры устанавливаются лампы небольшой мощности, которые включаются при срабатывании датчика открытия двери. Некоторые холодильники оснащены сигнализацией открытия двери, которая срабатывает по таймеру, чтобы предотвратить потери холодного воздуха если дверь холодильника забыли закрыть.

В начале XXI века на рынке появились так называемые интернет-холодильники — холодильники, в корпусе которых расположен также подключенный к интернету компьютер, экран которого выведен на дверцу.

3.7 Компоновка (рис.5)

Рисунок 5. Пример компоновки

Холодильники «американской» компоновки с диспенсерами для воды и напитков

Существует четыре схемы компоновки холодильников:

        «европейская». При такой схеме морозильная камера находится снизу, под холодильной камерой;

        «азиатская». При такой схеме морозильная камера, как правило небольших размеров, находится над холодильной камерой;

        «американская» или side-by-side. При этом холодильное и морозильное отделение расположены по всей высоте устройства бок о бок. Объём устройства при этом может достигать 700 литров и более. Европейские производители обычно заказывают холодильники side-by-side у американских компаний.

        холодильный ларь, или горизонтальная — компоновка, наиболее характерная для морозильников. Такая компоновка позволяет уменьшить утечки холода при открытой крышке — такой морозильник может эксплуатироваться даже без крышки, например в супермаркете. Холодильные лари наиболее распространены в торговле.

3.8 Обозначения

На холодильниках обозначают температурный режим морозильной камеры в виде нескольких снежинок:

        * — температура до −6 °C. Замороженные продукты можно хранить не более недели.

        ** — температура до −12 °C. Замороженные продукты хранятся до месяца.

        *** — температура до −18 °C. Хранение продуктов до 3-х месяцев.

        *(***) — температура до −18 °C плюс быстрая заморозка свежих продуктов. Хранение продуктов до года.

4.      Технические характеристики холодильников

        масса, кг;

        количество компрессоров;

        корректированный уровень звуковой мощности (шум), дБ;

        общий объём, л;

        объём морозильной камеры, л;

        температура хранения в морозильной камере, не выше,°С;

        температура хранения в холодильной камере, °С;

        номинальная потребляемая мощность, Вт;

        суточное потребление электроэнергии, кВт*час/сутки;

        годовое потребление электроэнергии, кВт*час/год;

        мощность замораживания, кг/сут;

        время повышения температуры в морозильной камере до −9 °С при отключении электроэнергии;

        наличие системы автоматического оттаивания;

        наличие зоны свежести.

5.      Типы и виды холодильников

За то продолжительное время, как в наш быт прочно и уверенно вошли холодильники, появилось множество их разновидностей и типов. Существует также множество видов холодильников и холодильных установок, применяемых на производствах и перевозках. Рассмотрим более близкие нам бытовые холодильники и аналогичные им по действию устройства. Это встраиваемые и более привычные отдельно стоящие холодильники, с двумя или реже с одной камерой.

Холодильники бывают однодверные и двухдверные. Двухдверные модели раньше были более распространены в Северной Америке, но уже завоевали свою нишу и на нашем рынке. Становятся все более популярными у нас и отдельные морозильные камеры, позволяющие делать запасы продуктов на длительное время или замораживать на зиму фрукты и овощи.

Существуют также мини-холодильники, имеющие большое разнообразие моделей. Это и переносные холодильники, и автомобильные холодильники, встраиваемые в охладители воды, генераторы льда, охладители мороженого, косметики и лекарств.

Холодильники различаются, также по классам экономии электроэнергии и комфортности, и даже, по климатическому исполнению.

По климатическому исполнению, холодильники делятся на две группы, в зависимости от температуры, при которой они гарантированно отвечают заявленным параметрам: для умеренного климата – до 32 градусов Цельсия, и для тропического климата – до 43 градусов Цельсия.

Классов потребления холодильников существует три, и назначаются они каждой модели, в соответствии, от того, сколько процентов от номинальной мощности она потребляет. Порядка от 55% до 90% - экономичные, 90-100% – средний класс, если же боле 100% , то это неэкономичный класс.

Наличие определенных конструкционных элементов и функций, и, оснащение холодильника, определяют класс его комфортности. Это и возможность, перевешивания дверей для открывания в другом направлении, что бывает необходимо при перепланировке кухни, и специальные приспособления, позволяющие открывать его двери при минимальном усилии.

Удобство использования повышает наличие удобных легкосъемных и комбинируемых полок, которые легко моются. А наличие множества различных удобных ящиков, корзин и емкостей порадует любую хозяйку.

И, конечно же, наличие электронного управления, которое совершенствуется с каждым днем, делает холодильник максимально удобным. Существуют даже модели холодильников, имеющие доступ в Интернет для заказа продуктов домой, причем в автоматическом режиме. Правда, предварительно надо соответствующим образом запрограммировать, где, что и в каких количествах заказывать.

6.      Устройство холодильников

Охлаждение продуктов в любом бытовом холодильном приборе (БХП), происходит за счет отвода тепла из внутренней камеры за пределы наружного корпуса. Охлаждение внутренней камеры (или нескольких камер) в БХП осуществляют с помощью холодильных агрегатов, работающих на электрической или тепловой энергии. При охлаждении внутренней камеры БХП воздух в помещении немного нагревается. Охладить помещение, открыв дверь  БХП  невозможно.

В автомобильных и переносных холодильниках применяются термоэлектрические холодильные агрегаты, работающие от аккумуляторной батареи автомобиля и/или от бытовой электрической сети. Они абсолютно бесшумные, не имеют движущихся деталей и холодильного агента, но уступают другим типам холодильных агрегатов по экономичности и максимальной холодопроизводительности.

Абсорбционные холодильники(рис.6) работают на водоаммиачной смеси и не имеют движущихся деталей. Циркуляция хладагента осуществляется за счет нагрева трубопровода электрическим нагревателем, либо с помощью горелки, работающей на жидком или газообразном топливе. По экономичности они лучше термоэлектрических холодильников, но хуже компрессионных. По максимальной вместимости они также уступают компрессионным холодильникам

Компрессионные холодильники (рис.7) самые распространенные, вместительные и экономичные. Почти все относительно крупные модели предназначены для работы от бытовой электрической сети. Холодильный агрегат состоит из герметичного компрессора со встроенным электродвигателем, конденсатора, испарителя, фильтра-осушителя и соединяющих их трубопроводов. Компрессор и конденсатор устанавливают снаружи БХП, а испаритель внутри теплоизолированного корпуса.

Мотор-компрессор является "сердцем" холодильного агрегата. Он заставляет хладагент циркулировать по трубопроводам. На разных участках системы циркуляции физическое состояние хладагента изменяется с газообразного на жидкое и наоборот. Компрессор забирает газообразный хладагент из испарителя и под давлением нагнетает в конденсатор. При сжатии хладагент нагревается. В конденсаторе сжатые пары охлаждаются более холодным окружающим воздухом и сжижаются. Жидкий хладагент постепенно полностью заполняет сечение трубки на выходе из конденсатора и продолжает охлаждаться окружающим воздухом.