Лекции по дисциплине:

"БЫТОВЫЕ МАШИНЫ И ПРИБОРЫ"

Раздел 1 холодильные машины бытового назначения

1.4 Компрессионные холодильные агрегаты бытовых холодильников и морозильников

1.4.1. Устройство и принцип работы компрессионного холодильного агрегата

Компрессионный бытовой холодильник состоит из шкафа и холодильного агрегата. Компрессионный холодильный агрегат представляет собой замкнутый контур циркуляции холодильного агента, состоящий из герметичного хладонового компрессора и соединенных между собой трубопроводами конденсатора, фильтра-осушителя, капиллярной трубки и одного или нескольких испарителей.

Способом получения холода в компрессионном холодильнике является кипение хладагента при низкой температуре в испарителе. Процесс кипения происходит за счет подвода теплоты от охлаждаемых продуктов и из окружающей среды через теплоизоляцию шкафа. Низкая температура кипения достигается за счет дросселирования хладагента в капиллярной трубке.

Охлаждение продуктов в камерах холодильника происходит за счет конвективного теплообмена между кипящим в испарителе хладагентом и воздухом в камере. Теплообмен между наружной поверхностью испарителя и воздухом осуществляется теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением. С целью интенсификации теплоотдачи от наружной поверхности испарителя во многих моделях холодильников используется принудительная конвекция охлажденного воздуха с помощью вентилятора, которая получила название "No frost".

В современных бытовых холодильниках применяется, как правило, одно- или двухиспарительная система охлаждения. Одноиспарительная система охлаждения используется в однокамерных холодильниках с низкотемпературным отделением (НТО), в однокамерных холодильниках без НТО, однокамерных морозильниках и во многих моделях холодильников с принудительной конвекцией воздуха в камерах.

Двухиспарительная система охлаждения применяется в двух- и трехкамерных холодильниках и холодильниках – морозильниках с естественной конвекцией воздуха в камерах или с комбинированной системой при принудительной конвекции воздуха в морозильной камере и естественной конвекции в холодильной камере.

Принципиальная схема компрессионного холодильного агрегата приведена на рисунке 1. Компрессионный холодильный агрегат состоит из следующих основных узлов и деталей: герметичный компрессор, конденсатор, фильтр-осушитель, капиллярная трубка, испаритель, всасывающий и нагнетательный трубопроводы.

Работа холодильного агрегата (рис. 1) осуществляется следующим образом. Герметичный компрессор 1 всасывает пары хладагента из испарителя, сжимает их до давления нагнетания. Сжатые пары через нагнетательный патрубок компрессора и нагнетательный трубопровод 2 поступают в конденсатор 4. После охлаждения паров до температуры конденсации при данном давлении в конденсаторе происходит процесс превращения паров в жидкость, т.е. конденсация. Затем жидкий хладагент переохлаждается на выходе из конденсатора и направляется в фильтр-осушитель 3. В фильтре-осушителе происходит поглощение влаги из хладагента и отделение механических загрязнений. Использование фильтра-осушителя позволяет предотвратить нарушение циркуляции хладагента вследствие замерзания воды или закупорки проходного сечения механическими частицами в капиллярной трубке, имеющей внутренний диаметр 0,5…0,8 мм.

После прохождения через фильтр-осушитель хладагент дросселируется в капиллярной трубке 7. При дросселировании снижается давление и температура хладагента. Снижение давления происходит за счет высокого гидравлического сопротивления капиллярной трубки. При прохождении через дроссельное устройство затрачивается работа на преодоление силы трения, часть которой преобразуется в тепловую энергию и в виде теплоты передается холодильному агенту. За счет этой теплоты часть хладагента испаряется, внутренняя энергия и температура потока снижаются. На выходе из капиллярной трубки часть хладагента (10…20 %) находится в паровой фазе. Полностью исключить парообразование в капиллярной трубке практически невозможно, но снизить интенсивность процесса парообразования можно за счет регенеративного теплообмена с холодными парами хладагента во всасывающем трубопроводе 8. Регенеративный теплообмен с парами во всасывающем трубопроводе в теплообменнике 6 позволяет снизить количество образующегося в капиллярной трубке пара и повысить холодопроизводительность холодильного агрегата.

После дросселирования в капиллярной трубке 7 хладагент поступает в испаритель 5, где кипит при низком давлении и низкой температуре. Кипение хладагента происходит за счет теплоты, поступающей из окружающей среды через теплоизоляцию шкафа и из охлаждаемого объема камер холодильника. При отводе теплоты происходит охлаждение продуктов в камерах холодильника. Образовавшиеся пары всасываются компрессором, и цикл повторяется.