Холодильник компрессионный

         Пенополиуретан (поролон) - это легкий и эластичный пенопоропласт на основе полиуретана, пористая структура которого создается за счет вспенивания углекислым газом.

         Поликарбонаты - это линейные  полиэфиры, макромолекулы которых  построены в основном из остатков  ароматических соединений, которые  обусловливают сильное межмолекулярное  взаимодействие их цепей, высокую  механическую прочность, термическую  и химическую стойкость. Они  имеют преимущественно аморфную  структуру, термопластичны, стойки  к действию воды, разбавленных  кислот и щелочей, окислителей,  алифатических углеводородов, жиров  и масел, устойчивы к старению  и атмосферным воздействиям.

          Поликарбонаты имеют хорошие  механические и диэлектрические  свойства и высокую стойкость  к старению не только в обычных  условиях, но и при повышенной  температуре. Они горят лишь  при высоких температурах и  обладают самопогашаемостью.

         Поликарбонаты пригодны для изготовления  многих деталей холодильников.  Высокая теплостойкость и хорошие  оптические свойства позволяют  применять их в светотехнике.

           Термореактивные пенно - и поропласты - жесткие, каркасные, твердые  пластические массы. Они применяются  для изоляции в холодильниках  (мипора, стекловата).

         Характеристики основных металлов  применяемых для производства  бытовых холодильников:

         Сталью называется многочисленные  сплавы железа с углеродом,  в котором его содержится менее  2 %.

          При значительных количествах  хрома (более 10 %) сталь становится  нержавеющей, но одновременно  с этим теряет способность  воспринимать закалку. Хром один  из наиболее доступных легирующих  компонентов. Он улучшает механические  свойства, способствует лучшей работе  на истирание, повышает коррозийную  стойкость.

           В производстве бытовых изделий  наиболее часто применяют хромистую  и хромоникелевую нержавеющие  стали. Хромоникелевая сталь марки  XI8 H9 обладает повышенной по сравнению с хромистой сталью коррозионной стойкостью к действию пресной и морской воды, пищевых кислот, растворов щелочей и хлористых солей. Ее используют для изготовления деталей холодильников.

           Никель повышает предел упругости  металла. При введении 18-20 % никеля  в сталь, содержащую хром, получают  немагнитную, обладающую высокой  коррозионной и жаростойкостью  сталь. Никель благоприятно действует  на эксплуатационные свойства  стали.

           Алюминий вводят в сталь чаще  всего с целью повышения ее  коррозионной стойкости при высокой  температуре (жаростойкости). Таким  образом, получают алюминиевую  сталь.

          Алюминий по внешнему виду  представляет собой блестящий  серебристый белый металл. Наиболее  характерными физическими свойствами  алюминия являются его малая  относительная плотность и высокие тепло - и электропроводность. Сочетание легкости с достаточной электропроводностью позволяет применять его как проводник электрического тока. Из алюминия изготовляют кабели, конденсаторы. Алюминий применяют как антикоррозионное покрытие для других металлов и сплавов.

          Медь - тяжелый металл, имеет красновато-розовый  цвет, химически малоактивный, обладает  высокой тепло - и электропроводностью.  Чистую медь применяют для  изготовления проводников электрического  тока: проводников, шнуров, контактов.

           Латунью называют сплав меди  с цинком. Количество цинка, содержащегося  в той или иной латуни, колеблется  в пределах от 4 до 41 %. Наилучшими  механическими свойствами обладает  латунь, содержащая 20-41 % цинка.

         Кобальт - серовато-белый металл  со стальным блеском, твердый,  тугоплавкий. Обладает высокой  тягучестью, ковкостью, магнитен. Служит для изготовления жаропрочных сплавов и без углеродистых сплавов для постоянных магнитов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Тепловые эффекты при работе оборудования.

          Теплоизоляцию применяют для  защиты холодильной камеры от  проникновения тепла окружающей  среды и прокладывают по стенкам,  верху и дну холодильного шкафа  и холодильной камеры, а также  под внутренней панелью двери.  От теплоизоляционных материалов  требуется, чтобы они обладали  низким коэффициентом теплопроводности, небольшой объемной массой, малой  гигроскопичностью, влагостойкостью,  были огнестойкими, долговечными, дешевыми, биостойкими, не издавали запаха, а также были механически прочными. Для теплоизоляции шкафа и двери холодильников применяют штапельное стекловолокно МТ-35, МТХ-5, МТХ-8, минеральный войлок, пенополистирол ПСВ и ПСВ-С и пенополиуретан ППУ-309М.

         Минеральный войлок изготовляют  из минеральной ваты путем  обработки ее растворами синтетических  смол. Исходным сырьем для получения  минеральной ваты служат минеральные  породы (доломит, доломитоглинистый мергель), а также металлургические шлаки.

       Стеклянный  войлок — разновидность искусственного  минерального войлока. Он состоит  из тонких (толщина 10-12 мк) коротких стеклянных нитей, связанных синтетическими смолами. Теплоизоляция из стеклянного войлока и супертонкого волокна биостойка, не имеет запаха, обладает водоотталкивающим свойством, удобно укладывается и поэтому часто применяется.

       Пенополистирол — синтетический теплоизоляционный материал. Он представляет собой легкую твердую пористую газонаполненную пластмассу с равномерно распределенными замкнутыми порами. Теплоизоляцию из пенополистирола получают вспениванием жидкого полистирола непосредственно в простенках холодильной камеры и корпуса шкафа холодильника.

         Пенополиуретан — пенопласты мелкопористой жесткой структуры, полученные путем вспучивания полиуретановых смол с применением соответствующих катализаторов и эмульгаторов. Для повышения теплозащитных свойств в качестве вспучивающего газа применяют хладон-11 и др. Процесс пенообразования и затвердевания пены происходит в течение 10-15 мин при температуре до 5 °С.

           Пенополиуретан обладает малой объемной массой, низким коэффициентом теплопроводности, влагостоек. Его можно вспенивать непосредственно в холодильном шкафу. При этом он равномерно и без воздушных полостей заполняет все пространство в простенках, хорошо склеивается со стенками, повышая прочность шкафа.

           В зависимости от качества  теплоизоляционных материалов толщина  изоляции в стенках шкафа холодильника  может быть от 30 до 70 мм, в двери  — от 35 до 50 мм. Замена теплоизоляции  из стекловолокна изоляцией из  пенополиуретана позволяет при одних и тех же габаритах корпуса увеличить объем холодильника на 25%.

                                     Затворы и уплотнители дверей

        Ранее в холодильниках применялись курковые и секторные затворы дверей. В современных холодильниках применяются магнитные запоры.

         Магнитные затворы представляют собой эластичную магнитную вставку, помещенную в уплотнительный профиль на внутренней панели двери. При закрывании двери она плотно притягивается к металлическому корпусу. Исходным сырьем для получения магнитных материалов служит феррит бария ВаО в смеси с каучуками или поливиниловыми и другими смолами, придающими ему гибкость. Изготовленные ленты эластичного магнита намагничивают в магнитном поле.

          Притягивая уплотнитель к шкафу по всему периметру, магнитный затвор обеспечивает хорошее уплотнение и в то же время не требует усилий для открывания двери, которое необходимо проверять динамометром с погрешностью +1 Н. Динамометр прикрепляют к ручке на расстоянии, наиболее отдаленном от шарниров. Усилие при этом должно быть направлено перпендикулярно плоскости двери.

           Для дверных уплотнителей в холодильниках с курковыми и секторными затворами применяют пищевую резину, с магнитными затворами — поливинилхлоридные и полихлорвиниловые уплотнители с магнитной вставкой и магнитные уплотнители с дополнительными удерживателями. В холодильниках с механическим затвором плотное закрывание двери достигается благодаря сжатию профиля резинового уплотнителя.

              В холодильниках с магнитным затвором уплотнитель притягивается к шкафу силой притяжения магнита, при этом профиль уплотнителя растягивается. Уплотнитель имеет два баллона. Баллон прямоугольного сечения, в котором находится магнитная вставка, прижимается передней плоскостью к шкафу. Толщина стенки баллона существенно влияет на силу притяжения уплотнителя и не превышает 0,45 мм. Баллон "гармошка" служит для компенсации небольшого свободного хода двери. В свободном состоянии уплотнителя "гармошка" несколько сжата и при отходе двери растягивается, препятствуя отрыву уплотнителя от шкафа. Для эффективной работы профиль баллона "гармошка" имеет небольшое сопротивление растяжению, что обеспечивается тонкими стенками баллона, а также соответствующей конфигурацией его.

          Магнитные вставки узлов уплотнения делают прямоугольного сечения. Их изготовляют из эластичных многокомпонентных ферритонаполненных композиций. Улучшить магнитные, физико-химические и термомеханические свойства, а также технико-экономические показатели магнитных эластичных вставок стало возможным благодаря использованию новых полимерных композиций на основе сополимеров ЭВА.

           Уплотнение двери следует проверять, не включая холодильник в сеть. Бумажная полоска шириной 50 мм и толщиной 0,08 мм, заложенная между уплотнителем двери и закрываемой поверхностью шкафа, ни в одном месте не должна свободно перемещаться.

 

 

4. Производительность.

            Коэффициент полезного действия  – величина, которая характеризует  потери энергии при преобразовании  одного вида энергии в другую. В общем виде холодильная установка не работает как преобразователь энергии, и говорить о коэффициенте полезного действия для холодильной машины некорректно.

          Когда в технической характеристике  холодильной установки пишут,  что например, потребляемая мощность 15 кВт, а холодопроизводительность 52 кВт, а выделяемое тепло –  67 кВт, то может возникнуть  иллюзия, что КПД выше 100%!

 

         На самом деле это все гораздо  проще. Холодильная машина затрачивает  15 кВт электроэнергии из сети, чтобы перенести тепло от воды  в воздух. Так что на самом  деле у нас налицо чистые  потери и потери эти составляют  мощность, которую холодильная машина  берет из сети. Мало того, кроме  холодильника, нужно еще питать  насос, которым мы качаем воду.

         Коэффицие́нт поле́зного де́йствия (КПД) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; обозначается обычно η («эта»). η = Wпол/Wcyм. КПД является безразмерной величиной и часто измеряется в процентах. Математически определение КПД может быть записано в виде:

x 100 %,

где А — полезная работа, а Q — затраченная энергия.

        В  силу закона сохранения энергии  КПД всегда меньше единицы  или равен ей, то есть невозможно  получить полезной работы больше, чем затрачено энергии.

            КПД теплово́го дви́гателя — отношение совершённой полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя. КПД теплового двигателя может быть вычислен по следующей формуле

 

         где  Q1— количество теплоты, полученное от нагревателя,Q2  — количество теплоты, отданное холодильнику. Наибольшим КПД среди циклических машин, оперирующих при заданных температурах горячего источника T1 и холодного T2, обладают тепловые двигатели, работающие по циклу Карно; этот предельный КПД равен

 

 

             Достоинством тепловых насосов  как нагревательной техники является  возможность иногда получать  больше теплоты, чем расходуется  энергии на их работу; аналогичным  образом холодильная машина может отвести от охлаждаемого конца больше теплоты, чем затрачивается на организацию процесса.

          Эффективность таких тепловых  машин характеризуют холодильный  коэффициент (для холодильных  машин) или коэффициент трансформации  (для тепловых насосов)

 

где  — тепло, отбираемое от холодного конца (в холодильных машинах) или передаваемое к горячему (в тепловых насосах);  — затрачиваемая на этот процесс работа (или электроэнергия).         Наилучшими показателями производительности для таких машин обладает обратный цикл Карно: в нём холодильный коэффициент

 

 

где ,  , — температуры горячего и холодного концов, K[1]. Данная величина, очевидно, может быть сколь угодно велика; хотя практически к ней трудно приблизиться, холодильный коэффициент всё же может превосходить единицу. Это не противоречит первому началу термодинамики, поскольку, кроме принимаемой в расчёт энергии A (напр., электрической), в тепло Q идёт и энергия, отбираемая от холодного источника.

            Холодильный коэффициент -  безразмерная  величина (обычно больше единицы), характеризующая энергетическую  эффективность работы холодильной  машины ; равна отношению холодопроизводительности  к количеству энергии (работе), затраченной в единицу времени на осуществление холодильного цикла. Определяется типом холодильного цикла, по котором у работает машина, совершенством её основных элементов и для одной и той же машины зависит от температурных условий её работы. Различают теоретический и реальный Х. к. В частности, теоретический Х. к. идеальной парокомпрессионной машины, работающей по обратному Карно циклу, не зависит от рода холодильного агента (См. Холодильный агент) и определяется выражением εк = T0/(Т — Т0), где T0 и Т — абсолютные температуры охлаждаемого объекта и окружающей среды (кипения и конденсации хладагента). При заданной температуре окружающей среды Т на единицу полученного искусственного холода затрачивается тем большая энергия, чем ниже температура охлаждаемого объекта.  Последняя характеризует термодинамическую ценность холода.  Теоретический Х. к. всех прочих холодильных циклов не превосходит εк (при одинаковых температурных условиях работы холодильной машины). Х. к. реальных холодильных машин всегда меньше теоретического.