Устройство, назначение и принцип работы сборочных единиц холодильного агрегата

Холодильный агрегат бытового холодильника состоит из герметичного компрессора, испарителя, конденсатора, системы трубопроводов (нагнетательный, всасывающий трубопровод, капиллярная трубка) и фильтр-осушителя.

Чаще всего в бытовых холодильниках компрессор установлен внизу, в нижней части шкафа, конденсатор – на задней стенке, а испаритель образует низкотемпературное отделение в верхней части камеры (или морозильную камеру, расположенную обычно в нижней части). Иногда применяется иная компоновка: компрессор установлен на шкафу, горизонтальный и частично наклонный конденсатор – над ним, а испаритель, как и в предыдущем случае, – в верхней части камеры, т.е. под компрессором.

Герметичный компрессор, предназначенный для отсасывания паров хладагента из испарителя, сжатия их и нагнетания под давлением в конденсатор, состоит из собственно компрессора и электродвигателя, соединённых общим валом. Компрессор и электродвигатель заключены в герметичный кожух. На поверхности кожуха расположены проходные контакты для присоединения электродвигателя к источнику питания и штуцер (технологический патрубок), через который агрегат заполняют маслом и хладагентом. Кожух подвешивают к раме на пружинах, которые гасят вибрации, возникающие при работе холодильного агрегата, или крепят непосредственно к корпусу шкафа при внутренней подвеске компрессора.

В бытовых холодильниках отечественного производства применяют одноцилиндровые поршневые непрямоточные герметичные компрессоры двух типов: ДХМ и ХКВ, работающие на хладоне R12. В холодильниках, выпускаемых по лицензиям зарубежных фирм, находят применение компрессоры импортного производства, работающих в основном на хладагенте R134a.

Компрессор ДХМ имеет кривошипно-шатунный механизм, горизонтальный вал с частотой вращения 25 с^-1 и наружную подвеску (рис. 1.6), а компрессор ХКВ – кривошипно-кулисный механизм с вертикальным валом и частотой вращения 50 с^-1,а также внутреннюю подвеску (рис. 1.7).

1 – регулировочный болт пружин подвески; 2 – корпус компрессора; 3 – цилиндр; 4 – поршень; 5 – клапанная головка (группа); 6 – коленчатый вал; 7 – электродвигатель

Рис. 1.6. Компрессор типа ДХМ с наружней подвеской

Пуск и защиту электродвигателя компрессора осуществляют с помощью пускозащитного реле.

Компрессор обеспечивает циркуляцию холодильного агента в системе агрегата. Он определяет работоспособность холодильника, его экономичность и производительность.

В испарителе происходит передача тепла от охлаждаемого объекта к испаряющемуся (кипящему) вследствие этого холодильному агенту. По принципу действия испарители аналогичны конденсаторам, но отличаются тем, что в конденсаторе холодильный агент отдаёт тепло окружающей среде, а в испарителе поглощает его из охлаждаемой среды.

В однокамерных холодильниках испаритель предназначен для хранения замороженных продуктов, поэтому его делают в виде полки. Для поддержания низкой температуры испаритель закрывают спереди дверцей, а сзади стенкой. Такой испаритель является низкотемпературным (морозильным) отделением.

В настоящее время применяются в основном алюминиевые испарители, изготовленные прокатно-сварным методом. Исходным материалом для их изготовления служат листы алюминия марки АД или АД-1.

1 – поршень; 2 – кулисный механизм; 3 – вал компрессора; 4 – электродвигатель; 5 – пружины внутренней подвески; 6 – кожух компрессора

Рис. 1.7. Компрессор типа ХКВ с внутренней подвеской

Для защиты алюминиевых испарителей от коррозии их анодируют в сернокислых или хромовокислых ваннах, получая защитную плёнку толщиной 10 – 12 мкм. Для сохранения анодной плёнки испаритель дополнительно покрывают лаком УВЛ-3 или эпоксидной смолой. Особое внимание уделяют внутрикоррозийной защите стыков медно-алюминиевых трубок, соединяющих алюминиевый испаритель с медными трубопроводами. Испарители выпускают различной конструкции. Широкое распространение в холодильниках ранних выпусков имели испарители, изготовленные в виде перевёрнутой буквы П, часто вытянутой во всю ширину камеры, с полкой для продуктов. В современных холодильниках с морозильными отделениями во всю ширину камеры испарители делают в виде вытянутой буквы О или перевёрнутой буквы С (рис. 1.8). Испаритель крепят к потолку или боковым стенкам камеры.

В настоящее время в некоторых моделях двухкамерных холодильников применяют листотрубные секционные испарители, плоские, расположенные на задней стенке камеры холодильника или устанавливаемые горизонтально, (в этом случае испаритель одновременно является полкой).

В холодильниках ранних выпусков («ЗИЛ-Москва», «Саратов-2» и др.) применялись стальные испарители из двух сваренных листов нержавеющей стали. Стальные испарители отличаются относительно небольшими размерами и большой прочностью.

а) в виде перевернутой буквы П

б) О-образной формы

в) листотрубный (вид снизу)

Рис. 1.8. Испарители

Конденсатор холодильного агрегата является теплообменным аппаратом, в котором хладагент отдаёт тепло окружающей его среде. Пары хладагента, охлаждаясь до температуры конденсации, переходят в жидкое состояние. Конденсатор представляет собой трубопровод, изогнутый в виде змеевика, изготовленный из стальной или медной трубки с внутренним диаметром 3-4 мм, внутрь которого поступают пары хладона из компрессора. Змеевик охлаждается снаружи окружающим воздухом. Наружная поверхность змеевика обычно недостаточна для отвода тепла воздуха, поэтому поверхность змеевика увеличивают за счёт большого количества рёбер, креплением змеевика к металлическому листу и другими способами (рис. 1.9).

Широкое распространение получили конденсаторы конвективного охлаждения с проволочным оребрением. Такие конденсаторы представляют собой змеевик из медной трубки с приваренными к ней с обеих сторон (друг против друга) рёбрами из стальной проволоки диаметром 1,2 – 2 мм. Рёбра из проволоки приваривают к трубке точечной электросваркой или припаивают медью.

В некоторых моделях холодильников нашли применение листотрубные конденсаторы. Листотрубный щитовой конденсатор состоит из змеевика, который приварен, припаян или плотно прижат к металлическому листу, выполняющему роль сплошного ребра. В листе иногда делают прорези с отбортовкой по типу жалюзи. Это увеличивает теплопередающие поверхности за счёт торцов отогнутых металлических язычков и циркуляции воздуха. Диаметр труб 4,75 – 8 мм, шаг 35 – 60 мм, толщина листа 0,5 – 1 мм.

Прокатно-сварной конденсатор изготовляют из алюминиевого листа 1,5 мм с раздутыми в нём каналами змеевика. Конденсатор имеет форму сплюснутой трубы и закреплён на задней стенке шкафа холодильника. При сравнительно небольших размерах конденсатор работает эффективно благодаря высокой теплопроводности алюминия и теплопередачи через однородную среду. Для более эффективной циркуляции воздуха в щите сделаны сквозные просечки. Существенным недостатком конденсаторов этого типа является его выход из строя при засорении капиллярной трубки. При этом происходит вздутие листа алюминия и его разрыв.

а) с проволочным оребрением (ребристотрубный)

б) листотрубный

в) прокатно-сварной

Рис 1.9. Конденсаторы

Капиллярная трубка. Капиллярная трубка служит регулирующим устройством для подачи жидкого хладагента в испаритель. Она представляет собой медный трубопровод с внутренним диаметром 0,5 – 0,8 мм и длиной 2800 – 6000 мм, соединяющий стороны высокого и низкого давления в системе холодильного агрегата. Имея небольшую проходимость (5,6 – 8,5 л/мин), капиллярная трубка является дросселем и создаёт перепад давления между конденсатором и испарителем и подаёт в испаритель определённое количество жидкого хладона.

К преимуществу капиллярных трубок по сравнению с другими дросселирующими устройствами (например, с терморегулирующими вентилями, применяемыми в торговых и других более крупных холодильниках) следует отнести простоту конструкции. Кроме того, капиллярная трубка, соединяя между собой стороны нагнетания и всасывания, уравнивает давление в системе агрегата при его остановках. Это снижает противодавление на поршень компрессора в момент запуска и позволяет применять электродвигатель компрессора с относительно небольшим пусковым моментом.

Недостатком капиллярной трубки является невозможность необходимого регулирования подачи хладона в испаритель при разных температурных условиях эксплуатации холодильника. Учитывая это, проходимость капиллярной трубки устанавливают, исходя из нормальных эксплуатационных условий холодильника. Для улучшения теплообмена между отсасывающими холодными парами и тёплым жидким хладагентом, которые движутся противотоком, капиллярную и отсасывающие трубки спаивают между собой на большом участке. В некоторых холодильных агрегатах капиллярную трубку наматывают на отсасывающую или помещают внутри её.

Фильтр-осушитель (рис. 1.10). Это устройство служит для поглощения влаги из хладагента, защиты от посторонних примесей и предохранения капиллярной трубки от замерзания в нем воды. Фильтр-осушитель представляет собой металлический корпус (патрон), в котором между двумя сетчатыми фильтрами находится твёрдое вещество, активно поглощающее воду. Такое вещество называется адсорбентом. В герметичных агрегатах в качестве адсорбента используют синтетический цеолит. Синтетический цеолит обладает хорошей влагопоглотительной способностью, которая сохраняется даже при повышении температуры до 60⁰С. Высокая водопоглотительная способность цеолита позволяет устанавливать осушительный патрон в наиболее желательном месте в агрегате – перед капиллярной трубкой.

1 – обойма сетки; 2 – корпус патрона; 3 – адсорбент; 4 –сетка фильтра

Рис. 1.10. Фильтр-осушительный патрон

Корпус осушительного патрона в зависимости от места установок его в агрегате изготовляют из стальных, медных или алюминиевых трубок. Адсорбент 3 помещают в корпус патрона между сетками 4 с обоймами 1, которые установлены на входе и выходе патрона.

Все имеющиеся в холодильном агрегате соединения выполнены сваркой и пайкой твёрдыми припоями. Алюминиевые части соединяют аргонодуговой сваркой, медные – пайкой. Алюминиевые части соединяют с медными трубопроводами через переходные медно-алюминиевые трубки, предварительно сваренные встык на специальной электросварочной машине.

Дата добавления: 2014-01-13