Введение

Применение холода для сохранения пищевых продуктов известно давно. Для этого использовали сначала лед и снег, а затем смеси льда с солью, что позволило получить температуры ниже 0° С.

В XIX в. появились промышленные холодильные машины. Первая холодильная машина была изобретена в 1834 г. англичанином Перкинсоном. В качестве холодильного агента был применен этиленовый эфир. Позднее в 1871 г. француз Тенье создал машину, работающую на метиловом эфире, а в 1872 г. англичанин Бойль изобрел холодильную машину, в которой использовался аммиак.

В нашей стране холодильные машины в промышленном масштабе впервые были применены в 1888 г. на рыбных промыслах в Астрахани. В 1889 г. были сооружены две холодильные установки на пивоваренных заводах. Первый производственный холодильник емкостью 250 т был построен в 1895 г. в Белгороде. Перевозки продуктов в железнодорожных вагонах с ледяным охлаждением начались в 1860 г. Однако в дореволюционной России холодильная техника была развита слабо.

В 1917 г. в стране насчитывалось всего 58 холодильников общей емкостью 57 тыс. т и холодопроизводительностью около 24 тыс. кВт. Холодильный транспорт состоял из 6500 двухосных железнодорожных вагонов с ледяным охлаждением и одного рефрижераторного судна грузоподъемностью 185 т.

Применение искусственного холода в широких масштабах в нашей стране началось после Великой Октябрьской социалистической революции. За годы Советской власти построены крупные холодильники в мясной, рыбной, молочной и других отраслях пищевой промышленности, а также на транспорте. Уже в 1941 г. емкость холодильников в нашей стране составляла 370 000 т.

Наряду с ростом холодильной емкости постоянно развиваются холодильное машиностроение и приборостроение. Холодильные машины выпускают преимущественно в виде автоматизированных агрегатов. Большое внимание уделяют конструированию и изготовлению малых автоматизированных холодильных машин.

Малые холодильные машины получили широкое распространение в торговле и общественном питании (холодильные шкафы, камеры, прилавки, витрины, охлаждаемые торговые автоматы), в быту (холодильники, кондиционеры), на транспорте, в сельском хозяйстве, медицине и других отраслях народного хозяйства.

В торговле и общественном питании страны общее количество малых холодильных установок превышает 2 млн. единиц. В быту используются десятки миллионов холодильников.

Широкое развитие получил холодильный транспорт.

Железнодорожный холодильный транспорт заметно пополнился составами, секциями и отдельными автономными вагонами с машинным охлаждением. Увеличилось количество судов-холодильников, оснащенных современным холодильным оборудованием. Создан заново автомобильный холодильный транспорт.

Для сохранения и переработки всевозрастающего количества пищевых продуктов необходимо увеличивать объемы и повышать темпы строительства холодильников и холодильного оборудования, а также технически совершенствовать существующие холодильные предприятия. В ближайшие годы намечено значительно увеличить емкость холодильников в пищевой, мясной и молочной промышленности. Увеличатся холодильные емкости и в системе торговли, в сельском хозяйстве. Их предстоит оснастить новейшим холодильным оборудованием с большей степенью заводской готовности, автоматизации и механизации производственных процессов. 

1.Общие сведения о разрабатываемом устройстве

Устройство холодильника.

По строительной конструкции здание холодильника представляет собой огнестойкую постройку с хорошей тепловой изоляцией пола, стен и крыши

Стены холодильников предохраняют теплоизоляцию от атмосферных влияний и механических повреждений Они выполнены из кирпича или сборного железобетона При кирпичной кладке толщина стен должна составлять 38 см, так как швы более тонких стен допускают проникновение влаги При заполнении другим материалом необходимо обеспечивать защиту от проникновения влаги сквозь швы.

Рис 1 Конструкция стен холодильников

1 -- кирпичная кладка; 2 -- цементная затирка или штукатурка 3 -- смазка битумом; 4 -- торфоплиты; 5 -- деревянные бруски; 6 -- металлические ерши; 7 -- деревянные пробки; 8 -- проволочная сетка; 9 -- цементная штукатурка; 10 -- панель из глазурованных плиток

На внутреннюю сторону изоляции наносится слой штукатурки или она с внешней стороны защищается тонкой каменной стеной Первый вариант защиты изоляции более целесообразен, так как исключает образование конденсата между изоляцией и ее защитным ограждением

Междуэтажные перекрытия обычно делают из сборного или монолитного железобетона Холодильники не имеют чердачных помещении, перекрытие верхнего этажа служит одновременно крышей. Кровля может состоять из трех и более слоев рулонных материалов (рубероида, гидроизола).

В каждом холодильнике имеются охлаждаемые и неохлаждаемые помещения (рис. 1). Охлаждаемая часть холодильника состоит из камер для охлаждения, замораживания, хранения, отепления или размораживания продуктов. Они представляют собой изолированные помещения без окон, в которых установлены охлаждающие приборы. Камеры оборудованы также стеллажами, вешалами, крючьями, подвесными механизированными путями.

На средних и крупных холодильниках имеются остывочные для остывания и созревания продуктов и дефростерные помещения, в которых продукты медленно оттаивают перед отправкой.

Здесь же имеются различные камеры для выполнения вспомогательных операций -- приемки и сортировки грузов, временного хранения дефектных грузов, подготовленных к отправке (экспедиции). Часть охлаждаемой площади занимают коридоры, лестницы, лифты.

Крупные холодильники для приема и отправки грузов вдоль наружных стен устраивают две платформы: для приема железнодорожного и автомобильного транспорта.

В некоторых холодильниках иногда используют угловое расположение платформ с целью обслуживания камер одной центральной экспедицией и одной группой лифтов. Железнодорожные платформы обычно закрытого типа пролетом 12 м и с полом на высоте от уровня рельсов 1,35 м. Автомобильные платформы делают чаще всего открытыми шириной от 6 до 7,5 м.

На платформы выведены подвесные пути, исходящие из морозильных и охлаждаемых камер.

В неохлаждаемой части холодильника находятся: машинное отделение, аппаратная, котельная, трансформаторная подстанция, административные и бытовые помещения, лаборатории (рис. 2).



Рис. 2.. План размещения технологического оборудования в холодильнике на 750 т:

1 и 2 -- агрегаты компрессорно-конденсаторные; 3 -- ресивер универсальный фреоновый; 4 -- насос центробежный (для рассола); 5 -- насос центробежный (для воды), 6 -- бак емкостью 4 м3 (для воды); 7 -- бак емкостью 2,5 м для разведения рассола; 8 -- бак емкостью 8,4 м3 (подземный) для слива рассола; 9 -- батарея рассольная потолочная, 10 -- батарея рассольная пристенная; 11 -- вентилятор; 12 -- весы рычажные стационарные шкальные

Рис. 3 План распределительного холодильника на 750 т:

1 -- камера № 1 (78,89 м2), 2 -- камера № 2 (69 57 м2) 3 -- камера № 3 (177,96 м2), 4 -- камера № 4 (17l,78 м2), 5 -- камера № 5 (69,57 м2), 6 -- камера № 6 (78,89 м2), 7 -- вестибюль (68,75 м2); 8 -- автомобильная платформа (239,47 м2); 9 -- машинное отделение (139,3 м2); 10 -- вентиляционная камера (22,8 м2), 11 -- коридор с тамбуром (33,7 м2), 12 -- гардеробный блок (30,9 м2); 13 -- санузел (2,5 м2); 14 -- контора (17,0 м2), 15 -- контора (15,3 м2), 16 -- МОП (5,9 м2)

В зависимости от производственного назначения и емкости здание холодильника может быть одноэтажным или многоэтажным. В крупных центрах потребления холодильники сооружают многоэтажными.

Этажность производственных холодильников определяется типом предприятия, его производственной мощностью, характером технологических процессов, расположением цехов Холодильники в районах добычи рыбы чаще строят одноэтажными. Холодильники мясокомбинатов нередко имеют 5--7 этажей.

Распределительный холодильник емкостью до 5 тыс. т. строят обычно одноэтажным, а свыше 5 тыс. т -- многоэтажным.

Торговые холодильники могут встраиваться в первые этажи производственных и жилых зданий.

При разработке внутренней планировки холодильника особое внимание следует уделять правильному расположению и взаимосвязи помещений.

В целях экономии охлаждаемой площади, снижения стоимости строительства производственные и подсобные помещения могут блокироваться, чтобы обеспечить поточность технологических процессов и грузов, соблюдение санитарно-гигиенических и противопожарных требований.

При поэтажном размещении камер важно учитывать их температурный режим В подвальных помещениях размещают камеры для хранения охлажденных продуктов при температуре не ниже 0С. При этой температуре исключается опасность промерзания и вспучивания грунта.

На первом этаже (при наличии подвала) размещают морозильные камеры, помещения для приемки, подготовки к хранению и выдачи продуктов (экспедиции), а также камеры для хранения дефектных грузов.

На втором и других этажах размещаются камеры для хранения мороженых грузов.

Экспедиция холодильника при помощи вестибюлей, коридоров и подъемников должна быть связана со всеми камерами и платформами.

Платформы для приема железнодорожного и автотранспорта располагают по обе стороны здания вдоль наружных стен холодильника. На холодильниках емкостью до 500 т устраивают одну общую платформу для всех видов транспорта.

Планировка холодильников торговых предприятии, расположенных в подвальных и полуподвальных помещениях или на первых этажах жилых и производственных здании, в значительной степени зависит от конструкции здания, сетки колонн

Для уменьшения теплопритоков стены, полы, потолки, междуэтажные перекрытия и перегородки охлаждаемых помещений имеют непрерывную теплоизоляционную прослойку (рис 233 и 234) Теплоизолируют и двери охлаждаемой части холодильников Для уменьшения проникновения в холодильные камеры теплого воздуха на входе предусматривают тамбуры

При хранении скоропортящихся продуктов -- свежих плодов, овощей, рыбных продуктов, т.е. тех продуктов которые выделяют запахи, применяется вентиляция

На холодильниках осуществляют различные погрузочно-разгрузочные работы, перемещение грузов внутри холодильника, укладку грузов на стеллажи в штабеля и разборку их Для облегчения погрузочно-разгрузочных работ внедряют механизацию

Наиболее рационально решается вопрос механизации в одноэтажных холодильниках, где отсутствует необходимость использования лифтов

Существенной особенностью механизации грузовых работ на холодильниках является обязательно непрерывное нахождение продуктов под воздействием холода

Для этой цели создаются новые конструкции и планировки, предусматривающие применение закрытых охлаждаемых железнодорожных и автомобильных платформ и специальных передвижных чехлов, с помощью которых можно создавать изолированные коридоры для изотермического перемещения грузов из вагонов и автомашин в холодильники.



Рис. 4 Панели сборных стен холодильников

1 -- железобетонная плита; 2 -- грунтовка; 3 -- пароизоляция; 4 -- термоизоляция; 5 -- точечная смазка из битумной мастики; 6 -- асбестоцементные листы; 7 -- петли для подъема; 8 и 9 -- деревянные бруски каркаса; 10 -- опорные шгыри; 11 -- вертикальный стык; 12 -- анкерные петли; 13 -- термоизоляция стыка; 14 -- фактурный слой

Рис. 5 Изоляционная конструкция полов и междуэтажных перекрытий холодильников:

а и б -- полы ; 1 -- известковый бетон; 2 -- смазка битумом;
3 -- тепловая изоляция (общая толщина ее определяется расчетом);
4 -- пергамин или толь на битуме; 5 -- бетон армированный; 6 -- цементный пол; 7 -- шлакопесок; 8 -- известковый шлакобетон; виг -- перекрытия: 1 -- железобетонная плита перекрытия; 2 -- смазка битумом; 3 -- тепловая изоляция плиточная; 4 -- штукатурка на цементном растворе; 5 -- пергамин или толь на битуме; 6 -- бетон армированный; 7 -- цементный пол.

Продукты, уложенные на поддонах, доставляют автопогрузчиками через закрытый коридор на охлаждаемую платформу, а оттуда на электротележках направляют через шлюзовые тамбуры, лифты в камеры длительного хранения Если требуется производственный осмотр и сортировка продуктов, то их доставляют в камеры временного хранения

Тепловая изоляция холодильников. При всех способах искусственного охлаждения между внешней относительно теплой средой и внутренним объемом холодильной камеры образуется тепловой поток Для уменьшения количества тепла, поступающего в холодильные камеры через ограждения (стены, полы, потолки), в них предусматривают тепловую изоляцию, благодаря которой в камерах быстрее достигается и легче поддерживается необходимая охлаждающая температура.

При выборе теплоизоляционных материалов учитываются следующие их свойства коэффициент теплопроводности, плотность, гигроскопичность, паропроводность, огнестойкость, морозоустойчивость, способность к восприятию и выделению запахов, способность противостоять грызунам, гниению и поражению грибками, механическая прочность, геометрическая форма, сопротивляемость оседанию, стоимость Принимают во внимание также трудоемкость при обработке и укладке изоляционного материала в конструкцию

Полностью всем этим требованиям не отвечает ни один из известных в настоящее время материалов. Тем не менее в холодильной технике используют довольно много различных материалов пенопласты, пенополиуретан, мипору, минеральную пробку, торфяные плиты, пенобетон, алюминиевую фольгу, керамзитовый гравий, керамзитобетон, реже используют натуральную пробку, стекловатные маты, шлаки топливные, гофрированный картон.

Могут использоваться минеральные теплоизоляционные материалы: туф, ракушечник, пемза, обладающие достаточно хорошими теплоизоляционными свойствами.

Пенопласты -- это легкие ячеистые материалы, получаемые на основе высокомолекулярных соединений. По своей структуре они похожи на натуральную пробку. Они состоят из большого числа мельчайших замкнутых ячеек, заполненных воздухом или газом, и отделены друг от друга тонкими перегородками.

Благодаря такому строению, пенопласты обладают хорошими теплоизоляционными свойствами, малой плотностью и достаточной водостойкостью. Кроме того, они морозоустойчивы, не поражаются грибками, грызунами, имеют относительно высокую механическую прочность и легко обрабатываются. Пенопласты хорошо склеиваются с древесиной, металлом, пластмассами.

Пенополиуретан получают из полиуретановых смол. Он представляет собой застывшую пенообразную массу, которую можно изготавливать на месте его применения. Для этого изоляционное пространство конструкций заполняют соответствующими веществами в виде пенообразной массы под давлением, которая тут же затвердевает.

Это имеет большое практическое значение, так как экономически выгодно перевозить не плиты, а теплоизоляционные материалы и заливать конструкции на месте строительства. Пенополиуретан во многом похож на пенопласт, но он возгорается. По цене пенополиуретан сравнительно недорог.

Мипора -- это очень легкий теплоизоляционный материал, имеющий вид затвердевшей пены. Получают его из отходов гидролизной промышленности. Основным сырьем для производства мипоры служит формальдегид, мочевина и уксуснокислый натрий. Выпускают ее в виде блоков.

Мипора обладает очень хорошими изолирующими свойствами. Но она очень гигроскопична и обладает низкой механической прочностью. Для защиты от увлажнения блоки мипоры иногда покрывают расплавленным битумом

Применяют мипору главным образом для изоляции переносных холодильных устройств (шкафов, прилавков, витрин), изотермических кузовов автомобилей и вагонов.

Гидроизоляционные материалы. Для защиты теплоизоляционных конструкций от проникновения в них влаги (в виде водяных паров или капель) служат различные паро- и водонепроницаемые материалы. Основными из них являются: битумы, борулин, гидроизол, рубероид, пергамин, металлоизол, полиэтилен и др.

Изоляционные конструкции холодильников. Строительные конструкции, содержащие кроме строительного материала тепловую гидроизоляцию, называются изоляционными конструкциями.

Изоляционные конструкции холодильников должны иметь определенную, установленную расчетом толщину слоев тепловой и гидроизоляции.

Увлажнение тепловой изоляции в конструкции ограждения может происходить по разным причинам. Главные из них: диффузия водяного пара наружного воздуха, т. е. перемещение под действием капиллярных сил влаги от атмосферных осадков. Для защиты конструкций от влаги необходимо:

* гидроизоляционные материалы с высоким коэффициентом теплопроводности, плотные, малопроницаемые (включая и пароизоляционные свойства) располагать с наружной стороны ограждения или со стороны более теплого помещения, а материалы теплоизоляционные -- с внутренней холодной стороны,

* гидроизоляционный слой помещать перед теплоизоляционным со стороны притока тепла. В качестве гидроизоляционного слоя применять высокоэффективные рулонные гидроизоляционные материалы, или соответствующие битумные мастики, или материалы типа полиэтилена.

От грызунов изоляцию защищают применением частых стальных сеток, заделанных в нижние части стен на 0,7 м по высоте и по периметру пола на ширину 0,5 м.

Большое значение имеет непрерывность изоляции. Она должна быть выполнена в виде сплошного непрерывного изоляционного покрытия. Если изоляция прерывается (например, пересекается балками, колоннами), то в этих местах образуются так называемые мостики холода, которые служат причиной появления капели и увлажнения помещений.

Тепло- и гидроизоляции подвергаются и вспомогательные аппараты, особенно трубопроводы, через стенки которых может поступать тепло, но только после испытания системы на давление. В качестве тепловой изоляции применяют главным образом плотные материалы, реже используют засыпную или мягкую изоляцию.

В большинстве случаев трубопроводы изолируют сегментами, нарезанными из плиточных изоляционных материалов, например из плит минеральной пробки, пенопластов, торфоплит. Сегментами изолируют также изгибы, неровные поверхности холодильных аппаратов.

Поверхности труб или аппаратов перед изоляционными работами тщательно очищают от загрязнений и ржавчины и покрывают расплавленным битумом. Затем погружают теплоизоляционный материал в горячий битум и наклеивают на изолируемую поверхность. Наклеивание осуществляют слоями с перекрытием швов предыдущего слоя плитами или сегментами последующего слоя.

Изоляции подвергаются холодильные аппараты и трубопроводы, через стенки которых может поступать тепло. Изолируют аппараты и трубопроводы только после испытания системы на давление.

На трубах тепловую изоляцию после покрытия битумом обматывают мягкой проволокой, по ней наносят штукатурку, на которую наклеивают малярным клеем слой мешковины или марли. Затем конструкцию окрашивают масляной краской.

Изолированные поверхности аппаратов иногда не штукатурят, а обшивают шпунтированным тесом, который после обшивки также окрашивают масляной краской.

Электрические схемы.

Основной принцип работы холодильного агрегата

Главная часть холодильника -- холодильный агрегат -- производит охлаждение основной части, рабочей камеры холодильника. Холодильный агрегат состоит из трех больших модулей, соединенных между собой системой трубопроводов: конденсатора, испарителя и компрессора, который является «сердцем» холодильника. Система холодильного агрегата замкнута, она заполнена специальным холодильным газом, в качестве которого раньше использовали фреон-12. Сейчас в качестве холодильного газа используются вещества, которые не представляют угрозу для озонового слоя земли.

Компрессор, снабженный электрическим мотором, выкачивает холодильный газ из испарителя, обеспечивая охлаждение его стенок. Газ нагнетается в конденсатор, где, благодаря системе радиаторов, охлаждается, переходит в жидкое состояние. Жидкий холодильный газ поступает снова в испаритель, где, под низким давлением испаряется, забирая тепло от внутренних стенок испарителя. Благодаря непрерывному циклу, при работающем моторе обеспечивается непрерывное испарение.

2. Порядок и последовательность сборки устройства

Как устроен однокамерный холодильник.

В однокамерном холодильнике охлаждение холодильной камеры происходит с помощью основного испарителя, который расположен в верхней части холодильного шкафа. Холодный воздух опускается вниз и охлаждает продукты холодильной камеры. Чтобы охлаждение не было очень сильным, под основным испарителем устанавливают поддон с небольшими окошками, через которые холодный воздух поступает в холодильную камеру. Приоткрывая и закрывая окошки можно регулировать температуру в холодильной камере. Морозильная камера в однокамерных холодильниках располагается только в верхней части холодильного шкафа. Как правило испаритель является корпусом морозильной камеры.

Однокамерный холодильник работает следующим образом: мотор-компрессор откачивает пары фреона из испарителя и нагнетает их в конденсатор. Здесь пары охлаждаются, конденсируются и переходят в жидкую фазу. Далее жидкий фреон через фильтр-осушитель и капиллярную трубку направляется в испаритель. Фильтр-осушитель (осушительный патрон) служит для очистки и осушения проходящего через него хладагента. Он представляет собой цилиндр, заполненный веществом, поглощающим воду (силикагель или цеолит). Выплёскиваясь в каналы испарителя, жидкий фреон вскипает и начинает отбирать тепло с поверхности испарителя, тем самым охлаждая внутренний объём холодильника и продукты, хранящиеся в нем. Пройдя через испаритель, жидкий фреон выкипает, превращаясь в пар, который опять откачивается мотором-компрессором. Цикл непрерывно повторяется до тех пор, пока температура на поверхности испарителя не достигнет необходимого значения, после чего мотор отключается. Под действием окружающей среды температура в морозильной камере повышается, и мотор включается снова. Таким образом, внутри холодильника поддерживается необходимая температура.

Для предотвращения образования конденсата на поверхности трубопровода всасывания на него по всей его длине припаивается капиллярная трубка. При работе холодильника капиллярная трубка нагревается, нагревая трубопровод всасывания. В современных моделях холодильников капиллярная трубка находится внутри трубопровода всасывания. Поскольку в однокамерных холодильниках чувствительный элемент термостата (сильфонная трубка) крепится на поверхности испарителя и охлаждается и нагревается вместе с испарителем, включение и отключение компрессора осуществляется при достижении необходимой температуры в морозильной камере. Регулировка температуры (т. е. частоты включения компрессора) повышает (или понижает) температуру одновременно и в морозильной и холодильной камерах.

Чтобы охлаждение не было очень сильным, под испарителем (то есть под морозильной камерой) устанавливают поддон с небольшими окошками, через которые холодный воздух поступает в холодильную камеру. Приоткрывая и закрывая эти окошки можно регулировать температуру в холодильной камере. При этом в морозильной камере температура останется прежней.

Как устроен двухкамерный холодильник.

Двухкамерный холодильник отличается от однокамерного наличием собственного испарителя для холодильной и морозильной камер. Принцип работы двухкамерного холодильника следующий: жидкий фреон, накачиваемый мотором-компрессором, проходит по конденсатору и капиллярной трубке, попадет в испаритель морозильной камеры, вскипает и, испаряясь, начинает охлаждать поверхность испарителя. При этом испарение жидкого фреона и, соответственно, охлаждение начинается в месте входа капиллярной трубки в испаритель и постепенно продвигается по его каналам к выходу испарителя морозильной камеры (см. рисунок). Пока поверхность испарителя не охладится до минусовой температуры, в испаритель холодильной камеры фреон не поступает. После обмерзания испарителя морозильной камеры жидкий фреон начинает поступать в испаритель холодильной камеры, охлаждает его до температуры ?14°С, после чего мотор-компрессор отключается. После отключения мотора воздух в холодильной камере под воздействием окружающей среды постепенно нагревается, от этого нагревается испаритель холодильной камеры. При достижении определеннной температуры мотор снова включается.

«Плачущий» испаритель.

Так обычно называют испаритель холодильной камеры в двухкамерных холодильниках. Как правило, в холодильной камере достаточно большого объема устанавливается испаритель небольшого размера (в несколько раз меньше, чем в морозильной камере), который обмерзает до температуры минус 14°С за довольно короткое время. После этого чувствительный элемент терморегулятора, закреплённый на поверхности этого испарителя, «даёт команду» на отключение мотора-компрессора. За время работы мотора испаритель успевает охладить объём холодильной камеры до температуры плюс 4°С. После отключения мотора-компрессора воздух в холодильной камере начинает нагревать поверхность испарителя. Вода, образовавшаяся из растаявшего инея каплями стекает по испарителю в специальный лоток на стенке камеры. Регулируя мощность компрессора можно изменять температуру как в холодильной, так и в морозильной камере. Если датчик температуры установлен только в холодильной камере, то и температура будет регулироваться по холодильной камере, т. е. при понижении температуры в холодильной камере с +4° до +2°С, температура в морозильной камере тоже понизится на 2°С, например с минус 20°С до минус 22°С. Если температуру в холодильной камере повысить, то в морозильной камере температура тоже повысится. Отметим, что агрегат холодильника рассчитан таким образом, что даже при минимальном значении терморегулятора температура в морозильной камере не поднимется выше положенной нормы минус 18°С.

Как устроен двухкомпрессорный холодильник.

В двухкомпрессорных системах в одном холодильном шкафу установлены два отдельных агрегата для каждой из камер, и работают они независимо друг от друга. У каждого агрегата свой термостат, показания которого являются сигналом для отключения соответствующего компрессора. Это все равно, как если бы мы поставили отдельно стоящий холодильник на морозильный шкаф (или наоборот). Температуру, режимы суперзаморозки (суперохлаждения), «отпуск» и т.д. можно включать совершенно независимо.

Обогрев дверного проёма холодильника.

Для предотвращения появления конденсированной влаги на поверхности дверных проёмов применяется их обогрев. Конденсат на этих поверхностях появляется из-за разницы температуры внутри морозильного шкафа (камеры) и температуры окружающей среды. К примеру, если в помещении, где установлен холодильник, температура плюс 30°С, а внутри морозильной камеры минус 18°С, то образование конденсата на торцах морозильного шкафа в местах прилегания уплотнительной резины практически неизбежно. В некоторых холодильниках функция обогрева дверного проёма может быть отключена специальной клавишей. Это делается в случаях, когда в помещении, где находится холодильник, достаточно прохладно. Функция отключения обогрева дверного проёма является энергосберегающей, т. к. обогрев осуществляется электрическими нагревательными элементами. Однако в большинстве современных холодильников обогрев дверного проёма осуществляется за счёт горячего хладагента, нагнетаемого мотором-компрессором в конденсатор холодильного агрегата. В таких моделях горячий хладагент, нагнетаемый мотором-компрессором, проходит по трубопроводу, проложенному в стенке холодильного шкафа, затем идёт по трубопроводу, уложенному внутри шкафа по периметру дверного проёма, обогревает этот проём и, уже немного остывший, по трубопроводу в стенке шкафа поступает в конденсатор агрегата. В холодильниках и морозильниках с такой системой обогрева во время выхода холодильной системы в режим могут довольно сильно нагреваться стенки холодильного шкафа и дверной проём, что не является неисправностью.

3. Порядок и методы приемки устройства в эксплуатацию

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 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 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.

На выходе из конденсатора установлен фильтр-осушитель, предназначенный для улавливания твердых частиц и растворенной влаги. Фильтр-осушитель (в обиходе используют термин "осушительный патрон") имеет вид цилиндра с завальцованными торцами. Один конец одевается на трубку конденсатора, а в другой вставляется тонкая капиллярная трубка. Внутри цилиндра между мелкими сетками на входе и выходе находятся гранулы для поглощения растворенной в хладагенте воды.

Вода представляет опасность для работы холодильного агрегата, поскольку может замерзнуть на выходе из капиллярной трубки при резком падении температуры в момент испарения хладагента. Замерзшая капелька воды на выходе из капиллярной трубки может оказаться причиной нарушения циркуляции хладагента и отказа в работе холодильного агрегата.

Под давлением компрессора жидкий хладагент через фильтр-осушитель и капиллярную трубку из конденсатора поступает в испаритель. В испарителе при резком расширении внутреннего сечения канала и разрежении жидкий хладагент испаряется и превращается в газообразный. При испарении хладагент отбирает тепло от стенок испарителя и охлаждает внутреннюю камеру БХП.

В целях обеспечения полного испарения хладагента и во избежание гидравлического удара в компрессоре холодную всасывающую трубку подогревают с помощью горячей капиллярной трубки. Участок всасывающей трубки, соединенный с капиллярной трубкой, называют теплообменником. В теплообменнике капиллярная трубка может быть припаяна к всасывающей, навита на нее, либо проходить внутри нее. Капиллярная трубка подогревает всасывающую трубку, чтобы все капельки жидкого хладагента на входе в компрессор полностью превратились в газообразный хладагент.

Газообразный хладагент из испарителя через всасывающую трубку снова поступает в компрессор и сжимается. Циклы повторяются до тех пор, пока температура на поверхности испарителя не понизится до заданного значения. При достижении заданной температуры испарителя терморегулятор отключает электродвигатель компрессора.

При выключенном компрессоре температура в камере БХП повышается под действием выделяемого продуктами тепла и внешних теплопритоков. Когда температура стенки испарителя повысится на несколько градусов, электромеханический терморегулятор снова включит компрессор. При работе компрессор и конденсатор нагреваются и отдают тепло в окружающее пространство, а испаритель охлаждается и отбирает тепло из камеры БХП. В нормально работающем холодильнике

кожух компрессора и трубка на входе в конденсатор горячие, а патрубок на выходе из конденсатора только немного теплее окружающего воздуха. Температура воздуха внутри камеры поддерживается с небольшими отклонениями на заданном терморегулятором уровне.

Схема охлаждения с 1 компрессором и 1 испарителем применяется: в холодильных шкафах и витринах без низкотемпературного отделения (НТО), винных и сырных холодильниках, однокамерных холодильниках с НТО, вертикальных и горизонтальных морозильниках, в двух- и многокамерных холодильниках с принудительной циркуляцией воздуха и не обмерзающими стенками. Холодильные агрегаты в БХП разного назначения отличаются конструкциями испарителей и конденсаторов.

В однокамерном холодильнике общий испаритель охлаждает НТО и холодильную камеру за счет естественной циркуляции воздуха. Изменение температуры в НТО вызывает повышение или понижение температуры в холодильной камере.

В небольших холодильниках с открытым испарителем температура в НТО, как правило, не достигает -10 °С. Это холодильники без маркировки и с маркировкой одной звездочкой. Чтобы понизить температуру до -12 °С и ниже (маркировка двумя звездочками) и увеличить сроки хранения замороженных продуктов, НТО закрывают дверкой и под испарителем устанавливают перегородку-поддон с окном для циркуляции воздуха. Заслонка на поддоне под НТО регулирует поступление холодного воздуха в холодильную камеру. Чем больше открыто окно в поддоне, тем больше холода будет поступать в холодильную камеру. Чем меньше открыто окно, тем теплее будет в холодильной камере. Заслонка позволяет поддерживать относительно стабильный режим в холодильной камере при изменении температуры в НТО. Чтобы увеличить проходное сечение отверстия для циркуляции воздуха и понизить температуру в холодильной камере нужно вручную подвинуть заслонку.

Окно в поддоне летом в жаркую погоду рекомендуется полностью открывать, а зимой и при относительно низких температурах в помещении полностью закрывать. При ручном оттаивании НТО заслонка должна быть полностью закрыта, чтобы талая вода с испарителя попадала в поддон и стекала в специальный сосуд, а не разбрызгивалась по всей холодильной камере.

Для достижения температуры -18 °С, необходимой для длительного хранения замороженных продуктов, и -24 °С, необходимой для быстрого замораживания продуктов при естественном охлаждении, НТО должно быть полностью теплоизолировано от холодильной камеры. В последнее десятилетие наблюдается тенденция увеличения на рынке моделей однодверных холодильников, в которых НТО полностью изолировано от холодильной камеры. По существу это двухкамерные холодильники с двухиспарительной системой охлаждения и маркировкой 3 или 4 звездочками, но с 1 наружной дверью.

Колебания температуры в НТО при полной загрузке и установившемся режиме работы составляют менее 1 °С, а в холодильной камере несколько градусов.

По законам Природы в БХП на самых холодных поверхностях всегда выпадает конденсат и образуется снеговая "шуба". Периодическое удаление снеговой "шубы" с поверхности испарителя является обязательным для любого холодильника и морозильника.

В однокамерных холодильниках с НТО оттаивание испарителя может быть ручным, полуавтоматическим или полностью автоматическим. Чаще всего применяется ручное оттаивание НТО, как самое простое и надежное решение, хотя и более трудоемкое. Ручное оттаивание, как правило, совмещают с гигиенической уборкой холодильника. Перед началом ручного оттаивания и гигиенической уборки замороженные продукты нужно выгрузить из НТО и укрыть, чтобы по возможности уменьшить их отепление. Холодильник нужно отключить от электрической сети, чтобы не мог произойти несчастный случай. Не следует забывать, что по народной пословице "и не заряженное ружье раз в год стреляет".

В морозильниках типа стола, шкафа и ларя с естественным охлаждением при правильной эксплуатации испаритель можно оттаивать вручную 1 или 2 раза в год.

Испаритель морозильника и двухкамерного холодильника с принудительным охлаждением вентилятором и не обмерзающими стенками (типа no frost) оттаивает автоматически по команде реле времени не реже 1 раза в сутки. Оттаивание происходит под действием электрического нагревателя (ТЭН или кварцевый электронагреватель высокой мощности).

В холодильных шкафах и шкафах-витринах без НТО удаление снеговой "шубы" с поверхности испарителя происходит автоматически в каждый рабочий цикл при стоянке компрессора. Тонкий слой инея оттаивает под действием выделяемого продуктами тепла и естественных теплопритоков через стенки холодильника.

В камерах "свежести", холодильных шкафах и витринах вентиляторы применяют для ускорения охлаждения теплых продуктов сразу же после загрузки их в камеру и для более равномерного распределения температур на всех полках. Охлаждение свежих продуктов с помощью вентилятора некоторые изготовители и продавцы называют "динамическим охлаждением". Иногда холодильный шкаф с вентилятором ошибочно принимают за холодильник типа "ноу фрост". Двухиспарительные холодильные агрегаты имеют низкотемпературный испаритель для охлаждения низкотемпературной/морозильной камеры с замороженными продуктами и высокотемпературный испаритель для охлаждения холодильной камеры со свежими и охлажденными продуктами.

Высокотемпературный испаритель холодильной камеры, который сам оттаивает в цикле работы компрессора, называют "самооттаивающим" или "плачущим", поскольку стекающие по стенке капельки напоминают "слезки". Испаритель может быть скрытым за стенкой камеры холодильника, либо открытым.

На всех старых моделях холодильников испарители были съемными для обеспечения ремонтопригодности. На современных моделях БХП применяют не съемные испарители повышенной надежности, скрытые за стенкой камеры и залитые в твердую пенополиуретановую теплоизоляцию. Холодильную камеру, как правило, охлаждает холодная стенка, на которой с обратной стороны закреплены трубки испарителя.

Открытый испаритель больше подвержен опасности повреждения. Преимущество открытого испарителя в возможности демонтировать его и отремонтировать. Если испаритель находится за стенкой, то облегчается гигиеническая уборка и камера имеет более привлекательный вид. Недостаток скрытого испарителя (запененного внутри теплоизоляции) в исключении возможности ремонта. Запенивание в теплоизоляции стало возможным только после того, как появились технологии изготовления испарителей с очень высокой гарантией герметичности в течение полного срока службы БХП.

Низкотемпературную камеру охлаждает О-образный, С-образный или изогнутый змеевиковый испаритель. Горизонтальные секции змеевикового испарителя, с приваренными к трубке с 2 сторон проволочками, служат решетчатыми полками в морозильной камере. В другом варианте к секциям змеевика крепят пластины из рифленого алюминия с тиснением, увеличивающим поверхность охлаждения. Полками служат пластины с просечками. За счет отгибания лапок в просечках осуществляется крепление пластины к трубке.

Испаритель холодильной камеры может быть установлен перед испарителем морозильной камеры, либо за ним. При последовательном соединении и предвключенном низкотемпературном испарителе хладагент сначала охлаждается морозильная камера. Только после охлаждения морозильной камеры до отрицательных температур хладагент начнет поступать в испаритель холодильной камеры и охлаждать ее.

Если низкотемпературный испаритель установлен после испарителя холодильной камеры, то в первую очередь будет охлаждаться холодильная камера. Охлаждение морозильной камеры будет начинаться с запаздыванием.

Низкотемпературная/морозильная камера может располагаться вверху БХП, либо внизу под холодильной камерой. Во всех случаях БХП могут соответствовать маркировке 3 или 4 звездочками, но зависимость между температурными режимами в камерах будет сохраняться.

В одноиспарительных распашных холодильниках с не обмерзающими стенками морозильная камера расположена слева.

Самооттаивающий испаритель (или охлаждающая стенка холодильной камеры) при работе компрессора имеет отрицательные температуры, а при стоянке компрессора положительные. Компрессор работает, пока средняя температура воздуха в камере БХП не достигнет заданного уровня. При завершении рабочего цикла терморегулятор отключает компрессор и начинается отепление камеры БХП под действием выделяемого продуктами тепла и внешних теплопритоков. Тонкий слой инея, образовавшийся во время рабочего цикла, успевает оттаять автоматически за время стоянки компрессора. Талая вода в виде капелек стекает по испарителю/стенке камеры в приемную воронку, а затем по шлангу отводится за пределы холодильной камеры для испарения в специальном лотке на компрессоре или рядом с ним. В конце процесса оттаивания стенка мокрая. Мокрая холодная стенка поддерживает повышенную влажность в холодильной камере.

После того, как температура охлаждающей стенки достигнет положительных значений, происходит включение компрессора и начинается обмерзание охлаждающих поверхностей. Наступает следующий рабочий цикл охлаждения. Капельки, не успевшие стечь с охлаждающей поверхности, замерзают в виде льдинок.

Капельки воды и замерзшие льдинки на стенке свидетельствуют о нормальной работе холодильника с самооттаиванием.

В однод верных и двух дверных холодильниках с двух испарительной системой естественного охлаждения при нормальных условиях эксплуатации испаритель холодильной камеры оттаивает автоматически, а низкотемпературный испаритель морозильной камеры нужно оттаивать вручную периодически 1 или 2 раза в год.

В двухкамерных холодильниках со смешанным охлаждением (естественным в холодильной камере и принудительном в морозильной камере) оба испарителя оттаивают автоматически (система "фрост фри"). "Плачущий" испаритель холодильной камеры сам оттаивает в каждом цикле работы компрессора, а испаритель морозильной камеры оттаивает автоматически под действием электрического нагревателя по команде реле времени не реже 1 раза в сутки.

При регулировании режима работы БХП по температуре "плачущего" испарителя температура в морозильной камере будет понижаться с понижением температуры в холодильной камере, и повышаться при ее повышении (зависимая система управления).

Для обеспечения независимого регулирования температур в разных камерах однокомпрессорного БХП с естественным охлаждением применяют двухконтурные системы охлаждения с несколькими испарителями и электромагнитными клапанами. Подачу хладагента в разные испарители осуществляют параллельно через капиллярные трубки разной длины и разного сопротивления.

Наиболее простая двухконтурная схема охлаждения применяется на холодильниках "Атлант". Она включает электромагнитный клапан, перекрывающий подачу хладагента в испаритель холодильной камеры. При закрытом клапане хладагент из конденсатора в испаритель холодильной камеры поступает по обводной капиллярной трубке, но уже в меньшем количестве. Температуру в холодильной камере регулирует электромагнитный клапан, независимо от температуры в морозильной камере. Температурой в морозильной камере управляет терморегулятор за счет регулирования продолжительности рабочего цикла компрессора.

В более сложных двухконтурных схемах устанавливают клапаны, перекрывающие поступление хладагента в оба испарителя поочерёдно. Таким способом обеспечивается независимое регулирование температур в каждой из камер с помощью электронного блока управления. Аналогичные схемы охлаждения применяют на холодильниках "Snaige" и моделях китайского производства.

В холодильниках с двухконтурной схемой циркуляции хладагента и смешанным охлаждением процесс оттаивания совершается автоматически в обеих камерах. В холодильной камере "плачущий" испаритель самооттаивает в цикле работы компрессора под действием естественных теплопритоков, а испаритель морозильной камеры оттаивает с помощью электронагревателя по команде реле времени. Стенки морозильной камеры всегда остаются сухими, поскольку их температура выше температуры на стенках испарителя.

4. Эксплуатация устройства

Холодильник есть в каждом доме, все хорошо знают, как его эксплуатировать, но не все в достаточной степени бережно относятся к этому агрегату. Между тем, соблюдение простых советов по эксплуатации холодильника поможет Вам избежать поломки и продлить срок службы. Для каждой модели существуют отличительные правила, которые описаны в инструкции. С ней необходимо внимательно ознакомиться перед эксплуатацией холодильника. Исправные холодильники служат 7-8 лет, а некоторые и того больше. Но при небрежном обращении с «кормильцем» семьи можно сократить срок его службы на несколько лет или тратить время и деньги на его частый ремонт. Все зависит от Вас, следуйте инструкции и общим правилам по эксплуатации холодильников, и проблем будет меньше.

Установка холодильника

Для начала необходимо правильно установить холодильник. Для этого следует руководствоваться такими правилами: поверхность, на которой будет находиться холодильник должна быть ровной и устойчивой; необходимо избавить агрегат от попадания излишнего тепла, а именно солнечных лучей и тепла от всякого рода отопительных приборов; следует оставить место сбоку и сзади холодильника, а именно не менее 5-6 см; ну и, конечно, о тесном контакте с другими предметами не может быть и речи. Следует объяснить целесообразность данных правил: ровная устойчивая поверхность необходима для исключения движений и шатаний холодильника, которые могут привести к неблагоприятным последствиям; излишнее тепло вызывает разрушение пластмассовых и резиновых деталей холодильника; достаточное пространство требуется для циркуляции охлаждающего воздуха, дабы исключить возможность перегрева компрессора.

Эксплуатация холодильника.

Периодически должна происходить разморозка холодильника, причем образовавшийся на стенках лед нельзя отслаивать острыми предметами, так как это может испортить эмаль и внутренние детали холодильника. Лучше воспользоваться теплой водой или тряпкой, что более эффективно. Необходимо дать время полностью высохнуть после разморозки, а также включить холодильник на некоторое время без продуктов. Время работы без продуктов несложно определить - оно закончится, когда агрегат на время отключится.

Серьезной опасностью для работоспособности холодильника является повышенная влажность, так как может испортиться внешнее покрытие, которое несет защитную функцию, также может начать коррозировать металл. Нельзя допустить попадания воды в различные зазоры в холодильнике, это может привести к нежелательным последствиям и повышению вероятности отказов. Следует следить за тем, чтобы испарителя не касались продукты. Нельзя допускать увеличения давления в сильфоне терморегулятора температуры и системе охлаждения холодильника, которое может быть вызвано недопустимо высокой температурой. Давление в свою очередь приводит к отказам агрегата и утечке фреона. После случайного выключения холодильника следует подождать несколько минут перед включением. Не следует перегружать двигатель, то есть не нужно устанавливать терморегулятор дальше среднего значения на шкале.

Рекомендации

1-2 раза в год чистить и мыть холодильник тряпкой без использования химических чистящих веществ. Также можно пользоваться специальными аксессуарами для ухода за холодильником. Они могут быть полезны, например, при чистке холодильника.

5.Возможные неисправности устройства

Почему холодильник нельзя сразу включать в сеть, непосредственно после отключения?

Действительно, в большинстве инструкций по эксплуатации указано, что после отключения холодильника от сети, повторное включение допускается не раньше, чем через десять минут. Это связано с особенностями работы компрессионного холодильного агрегата.

Во время работы компрессора в конденсаторе агрегата хладагент находится под высоким давлением. После отключения компрессора давление в разных частях системы не может моментально выровняться. Некоторое время на выходе компрессора (на стороне нагнетания) сохраняется относительно высокое давление, воздействующее, помимо прочего, и на поршень компрессора. Электродвигатель компрессора на запуск в таких тяжелых условиях не рассчитан, его пускового момента не хватит на то, чтобы сдвинуть поршень против этого давления. Поэтому, если сразу после остановки вновь подать питание на двигатель, то он не сможет "раскрутиться", а останется в заблокированном состоянии. Такой режим работы (подача питания на двигатель с заблокированным валом) является крайне нежелательным, обмотки двигателя в таких условиях будут испытывать перегрузку и разогреваться, а потребляемый ток будет значительно выше нормального, что вызовет через некоторое время срабатывание аварийной защиты компрессора. Сработавшая защита обесточит двигатель на несколько минут. За это время давление в системе успеет выровняться и двигатель сможет заработать.

Кроме того, в современных компрессорах для запуска двигателя часто используются, так называемые, электронные позисторные пусковые реле вместо традиционных механических. Рабочий элемент таких реле (позистор) во время работы компрессора находится в сильно нагретом состоянии. А для осуществления запуска, позистор должен быть относительно холодным. Соответственно, после остановки компрессора позистору надо остыть перед пуском, а для этого тоже необходимо время. Если пауза в работе будет мала, то недостаточно охладившийся позистор не сможет осуществить запуск двигателя и сработает аварийная защита.

Защита позволяет избежать неприятных последствий работы двигателя с заблокированным валом, однако справедливо считается, что без особой надобности доводить дело до срабатывания защиты не стоит. Именно поэтому в инструкциях по эксплуатации отдельно оговаривается, что при отключении холодильника, повторное включение допускается не раньше, чем через десять минут. Причем, не важно каким образом был выключен компрессор холодильника -- внутренним регулятором или "вытаскиванием" вилки из розетки.

Могут ли быть горячими стенки холодильника?

В холодильном агрегате компрессионного холодильника при циркуляции хладагента изменяется его фазовое состояние (от газообразного до жидкого) и температура. При сжатии под давлением компрессора газообразный хладагент нагревается и трубопроводы нагнетательного контура (снаружи холодильника, от компрессора и приблизительно до середины конденсатора) становятся очень горячими. При охлаждении горячего конденсатора окружающим воздухом хладагент сжижается. Жидкий хладагент испаряется в испарителе (внутри холодильника) и при этом отбирает тепло от его стенок и охлаждает камеру холодильника.