Ассортимент и потребительские свойства бытовых холодильников

Таким образом, в конденсаторе хладагент под воздействием высокого давления конденсируется и переходит  в жидкое состояние, выделяя тепло, а в испарителе под воздействием низкого давления вскипает и переходит в газообразное, поглощая тепло.

Терморегулируемый расширительный вентиль необходим для создания необходимой разности давлений между  конденсатором и испарителем, при  которой происходит цикл теплопередачи. Он позволяет правильно (наиболее полно) заполнять внутренний объём испарителя вскипевшим хладагентом. Пропускное сечение ТРВ изменяется по мере снижения тепловой нагрузки на испаритель, при понижении температуры в камере количество циркулирующего хладагента уменьшается. В бытовых холодильниках чаще всего вместо ТРВ используется капилляр. Он не меняет своё сечение, а дросселирует определённое количество хладагента, зависящее от давления на входе и выходе капилляра, его диаметра, длины и типа хладагента.

Большое значение имеет  чистота хладагента: вода и примеси могут засорить капилляр или повредить компрессор. Примеси могут образовываться в результате коррозии внутренних стенок трубопроводов холодильника, а влага может попасть при заправке холодильника, либо проникнуть через неплотности (особенно в холодильниках с открытым компрессором). Поэтому при заправке тщательно соблюдается герметичность, перед заправкой контур вакуумируется. В каждом холодильнике имеется фильтр-осушитель, который устанавливается перед капилляром.

Обычно также присутствует теплообменник, выравнивающий температуру на выходе из конденсатора и из испарителя. В результате к дросселю поступает уже охлаждённый хладагент, который затем ещё сильнее охлаждается в испарителе, в то время как хладагент, поступивший из испарителя подогревается, прежде чем поступить в компрессор и конденсатор. Это позволяет увеличить производительность холодильника, а также предотвратить попадание жидкого хладагента в компрессор [5, с. 54].

Так же, как и в компрессионном, в абсорбционном холодильнике охлаждение рабочей камеры происходит за счёт испарения хладагента (чаще всего аммиака). В отличие от компрессионного холодильника, циркуляция хладагента происходит за счёт его растворения (абсорбции) в жидкости, обычно в воде. В одной единице объёма воды может растворено до 1000 ед. объёма аммиака. Насыщенный раствор аммиака из абсорбера поступает в генератор (десорбер), а затем в дефлегматор, где разлагается на аммиак и воду. Газообразный аммиак сжижается в конденсаторе и снова поступает в испаритель, а очищенная от аммиака вода поступает в абсорбер.

Для циркуляции воды в  системе могут применяться разнообразные  приспособления, например струйные насосы, что позволяет обойтись без движущихся частей. В систему холодильника добавляется  также инертный к компонентам  системы газ, например водород. В этом случае давление во всей системе почти одинаково, а испарение хладагента происходит за счёт изменения парциального давления.

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.

Рис. 5 - Агрегат абсорбционного холодильника

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.

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.

1.2.2 Технологические  особенности производства холодильных  приборов

Технологические процессы оказывают определяющее влияние  на затраты в производстве и на качество изготовления бытовых холодильных  приборов (БХП). За показатель надежности борются все изготовители БХП. Надежность в работе влияет на престиж марки, спрос и цену.

Стабильное качество изготовления и надежность БХП зависят от степени  автоматизации и объемов производства. Чем больше объемы производства, тем  выше уровень автоматизации. Чем выше уровень автоматизации производства, тем меньше влияние рабочего на качество изготовления деталей и агрегатов. Во всех странах мира наблюдаются тенденции повышения уровня механизации и автоматизации производства и минимизации влияния человеческого фактора на качество БХП [6, c. 142].

С увеличением выпуска не только повышается стабильность качества БХП, но и снижаются затраты на изготовление одного изделия. Годовой выпуск на современном  заводе превышает 1 млн. БХП при двухсменной  работе конвейеров. В одну минуту с конвейеров крупного завода сходят несколько БХП, а за сутки более 3000 тысяч единиц. За 10 лет до начала развала Союза на некоторых заводах изготавливали по 1 или 2 модели БХП и объемы производства составляли около 100 тысяч штук в год. Производство было почти натуральным. В одном месте изготавливали и собирали почти все составные части БХП. Согласно требованиям того времени по ремонтопригодности конструкции холодильников были разборными. Отмеченные условия служили объективными причинами повышенных затрат на изготовление одного БХП в сравнении с затратами на современных заводах с более прогрессивными технологиями производства. В конце 80-х 4 отечественных завода имели программы выпуска БХП по 800 тыс.шт. и более: Красноярский («Бирюса»), Минский («Атлант»), Новолипецкий («Стинол») и Саратовский («Саратов»). В номенклатуре выпуска каждого завода было по нескольку моделей БХП [11, c. 165].

К 2008 г. программа Минского завода холодильников выросла до 1,2 млн.шт. Модельный ряд БХП «Атлант» включает десятки моделей, каждая из которых имеет несколько модификаций. Модификации одной модели отличаются между собой окраской, комплектацией, рабочим напряжением и по другим показателям. Новолипецкий завод холодильников за год изготавливает также более 1 млн. БХП различных моделей и модификаций, в том числе итальянских марок Indesit и Ariston.

Крупнейшее производство БХП обеспечивает группа независимых компаний Liebherr, расположенных в разных европейских  странах. Liebherr предлагает более 300 базовых  моделей отдельно стоящих и встраиваемых бытовых и торговых холодильников и морозильников. В производстве БХП и другой продукции компании руководствуются принципом: «Чем больше, тем лучше и эффективнее». Повышенная надежность и долговечность (холодильники Liebherr работают до 25 лет) помогают компаниям поддерживать престиж марки и удерживать свои БХП в высокой ценовой категории. Современные заводы БХП по сути являются сборочными. Высокий уровень механизации и автоматизации технологических процессов в сочетании с обширной унификацией узлов и деталей обеспечивают высокое качество БХП при минимальных затратах на изготовление. Непосредственно на заводах БХП изготавливают шкафы, лари и двери, которые экономически нецелесообразно перевозить на большие расстояния. При доставках за многие километры пришлось бы «перевозить воздух», поскольку шкафы занимают много места и мало весят. Составляющие узлы и детали (комрессоры, электрооборудование, приборы управления и другие комплектующие изделия), оказывающие первостепенное влияние на надежность и долговечность БХП, максимально унифицированы и изготавливаются на специализированных предприятиях. Один и тот же мотор-компрессор (компрессор в сборе с электродвигателем, пусковым и защитным реле) могут устанавливать на БХП разных марок, как массового, так и престижного исполнения. В то же время на БХП одной модели могут устанавливать различные компрессоры. На холодильники Liebherr устанавливают австрийские, бразильские и итальянские компрессоры концерна EMBRACO. Взаимозаменяемость компрессоров разных марок обеспечивает унификация присоединительных размеров [7, c. 71].

Самыми большими мощностями по производству компрессоров всех типов в Европе располагают итальянские заводы. Итальянский концерн EMBRACO, включающий фирму Aspera, заводы в Италии, Испании, Бразилии и Китае, производит в год более 20 млн. компрессоров различного назначения. Мощности заводов Electrolux превышают собственные потребности для комплектации БХП и составляют около 12 млн. шт. Специализированные заводы имеют по нескольку автоматических линий для изготовления деталей и сборки холодильных компрессоров. На одной типовой технологической линии изготавливают более 1 млн. компрессоров. На заводе мирового лидера в производстве герметичных компрессоров компании Tecumseh в США имеется 5 автоматических линий. Четыре линии обеспечивают заданную программу выпуска. Резервная пятая линия подключается для выпуска продукции при проведении профилактических работ на одной из рабочих линий. На резервной линии производится отработка перспективных конструкций и технологических процессов для серийного производства, а также выпуск первых установочных партий компрессоров. Компрессоры Electrolux устанавливают на БХП Electrolux, Miele, Vestfrost. Компрессоры Danfoss устанавливают на БХП Bosch, Siemens, Snaige, Vestfrost, «Атлант». На холодильники Bosch и Siemens также могут быть устанавлены итальянские компрессоры Aspera и сингапурские Matsushita. Годовая программа одного завода приборов автоматики превышает 10 млн. изделий. На этих заводах автоматизация технологических процессов наиболее высокая. Одни и те же приборы устанавливают на БХП различных марок. Одинаковые регуляторы температуры с маркой фирмы Danfoss устанавливают на престижных моделях холодильников AEG и на массовых холодильниках «Атлант» одного типоразмера. Максимально унифицировано производство полуфабрикатов и заготовок. Заготовки для испарителей и конденсаторов поставляют специализированные предприятия. Стальные и медные трубопроводы изготавливают металлургические заводы. На заводах БХП трубки режут по нужным размерам и изгибают по заданной конструктором конфигурации. Пластмассовые профили могут изготавливать химические заводы или на заводах БХП. Эластичный профиль для уплотнителя двери крупные заводы холодильников предпочитают изготавливать на своем производстве. При этом заводам холодильников проще проводить модернизацию производства и контролировать качество уплотнения дверей БХП на своих моделях. Профиль уплотнителя изготавливают методом экструзии: расплавленная масса пластика продавливается через отверстие, имеющее конфигурацию сечения уплотнителя [13, c. 120].

При складировании и перевозках «нежный» пластмассовый профиль деформируется. Остаточная деформация профиля может оказаться причиной плохого уплотнения двери БХП, утечек холода и повышенного расхода электроэнергии. Поэтому сборку профиля с магнитной вставкой и сварку 4 прямых отрезков все заводы с крупносерийным производством БХП осуществляют у себя. Готовый уплотнитель сразу же идет на сборку БХП. Отсутствие транспортировки помогает сохранить форму и размеры уплотнителя и обеспечить высокое качество уплотнения дверей на БХП. Мелкие пластмассовые детали (крепеж, ручки, небольшие сосуды) на заводы БХП поставляют специализированные химические предприятия. Их изготавливают методом литья. Крупные пластмассовые изделия (шкафы и панели дверей, большие сосуды), как правило, изготавливают непосредственно на заводах БХП. Внутренние камеры и панели дверей БХП, в основном, изготавливают методом вакуумного формования. Изготовление их методом литья можно считать исключением из правила. Для изготовления пластмассовых деталей методом литья предназначены литьевые формы и литьевые машины. Разъемные литьевые формы состоят из 2 или более частей. Внутренние очертания форм в точности повторяют наружные контуры деталей. Формы устанавливают на литьевые машины. В литьевую форму засыпают гранулы нужного материала. За счет электрического нагрева гранулы плавятся. Расплавленный пластик под давлением заполняет все углубления в форме. Выемка детали из формы происходит в автоматическом режиме.

Для изготовления пластмассовых деталей  методом вакуумного формования предназначены  вакуум-формовочные машины. Технологические  формы и машины для вакуумного формования значительно проще, чем  литьевые. Для формования используют пластмассовые листы, которые укладывают над формой и плотно зажимают по периметру. Края листа служат технологическим фланцем. Перед формованием лист нагревается электрическими нагревателями и при этом размягчается. Затем из пространства между листом и формой отсасывают воздух. Под действием вакуума размягченный лист плотно обжимает форму и приобретает конфигурацию детали. После этого остается только обрезать технологический фланец, чтобы получить готовое изделие.

Пластмассовые детали могут быть белыми или цветными в зависимости от требований покупателей к дизайну БХП. Цвет литьевых и вакуумформованных пластмассовых изделий определяется цветом гранулированного сырья, засыпаемого в литьевые формы, либо пластмассового листа, закладываемого в вакуумформовочную машину [10, c. 129].

Производство крупных деталей  из металла (наружных металлических  панелей шкафов и дверей) начинается с вырубки заготовок из листа  или ленты. Затем из них штампуют черновые детали. Черновые детали после  химической очистки подвергаются антикоррозионной обработке и окрашиваются. Окрашенные детали поступают на сборочные автоматические линии шкафов и дверей.

В новейшем производстве БХП для изготовления наружных панелей  шкафов и дверей применяют металлическую  ленту с защитно-декоративным покрытием. Лента проходит через профилирующие валки и вырубные штампы профилировочной машины. Технологический процесс обеспечивает защиту декоративного покрытия от повреждений при изготовлении и транспортировке деталей [1, c. 134].

На профилировочных  машинах формуют не только панели шкафов и дверей из стальной ленты, но и декоративные профили из алюминиевой  ленты различной ширины. При использовании  ленты с декоративным покрытием  не требуется дополнительной антикоррозионной защиты деталей. Отсутствие в производстве вредных технологических процессов металлопокрытия исключает необходимость в очистных сооружениях для защиты окружающей среды. Это снимает многие проблемы при организации производства БХП, особенно, в крупных городах. Применение плоских панелей для сборки наружных шкафов позволяет изготавливать их на стороне в другом городе и затем транспортировать на сборочный завод БХП. Сварку прутковых полок и трубчато-проволочных конденсаторов осуществляют на высокопроизводительных автоматических линиях. Трубчато-проволочные конденсаторы могут изготавливать сами производители БХП, либо на заводах смежниках. Стальные сварные полки с защитным покрытием чаще изготавливают на заводах БХП. При поставках готовых полок по кооперации заводы БХП освобождаются от проблем, связанных с вредным производством для декоративного и антикоррозионного покрытия. Стеклянные полки, как правило, поставляют кооперированные предприятия. Современные конструкции БХП имеют шкафы с жесткой пенополиуретановой (ППУ) теплоизоляции. Наружные и внутренние стенки шкафа, скрепленные жесткой теплоизоляцией, превращаются в прочные сэндвич-панели. При изоляции из ППУ для изготовления стенок шкафа не требуется твердый стальной лист.