Двери в закрытом положении удерживаются с помощью механических (чаще куркового типа) или магнитных затворов. Последние наиболее распространены. Магнитные затворы представляют собой эластичную магнитную вставку, помещенную в уплотнительный профиль. При закреплении двери она плотно притягивается к металлическому корпусу. Исходным сырьем для получения магнитных материалов служит феррит бария в смеси с каучуками или поливиниловыми и другими смолами, придающими ему гибкость. Изготовленные ленты эластичного магнита намагничивают в магнитном поле. Намагниченные ленты обладают остаточной магнитной индукцией 0,11…0,12 Т.
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 мкм) 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 °C.
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 %.
К электрическому оборудованию бытовых холодильников относятся следующие приборы:
— электрические нагреватели: для предохранения дверного проема низкотемпературной (морозильной) камеры от выпадения конденсата (запотевания) на стенках; для обогрева испарителя при полуавтоматическом и автоматическом удалении снежного покрова;
— электродвигатель компрессора;
— проходные герметичные контакты для соединения обмоток электродвигателя с внешней электропроводкой холодильника через стенку кожуха мотор-компрессора;
— осветительная аппаратура, предназначенная для освещения холодильной камеры;
— вентиляторы: для обдува конденсатора холодильного агрегата воздухом (при использовании в холодильниках конденсаторов с принудительным охлаждением) и для принудительной циркуляции воздуха в камерах холодильников.
К приборам автоматики бытовых холодильников относятся:
— датчики-реле температуры (терморегуляторы) для поддержания заданной температуры в холодильной или низкотемпературной камере бытовых холодильников;
— пусковое реле для автоматического включения пусковой обмотки электродвигателя при запуске;
— защитное реле для предохранения обмоток электродвигателя от токов перегрузки;
— приборы автоматики для удаления снежного покрова со стенок испарителя.
Электродвигатели для привода герметичных компрессоров и работы в среде хладагента и масла применяются однофазные асинхронные встраиваемые электродвигатели с короткозамкнутым ротором, без подшипниковых щитов и вала. Они выпускаются на номинальное напряжение 127 или 220 В (допустимое отклонение напряжения от -15 до +10 %) мощностью 60, 90, 120 Вт. Частота вращения 1500 и 3000 мин-1.
Электродвигатели предназначены для работы в среде хладагента — хладона (фреона)-12 или хладона (фреона)-22 — и рефрижераторного масла. В бытовых холодильниках применяются следующие электродвигатели: ЭД, ЭД-21, ЭД-23, ЭДП-24, ЭДП-125, ДМХ-2-120, ДХМ-5 и др., а также электродвигатели, работающие в среде озонобезопасного хладагента.
Коэффициент полезного действия электродвигателя при номинальной мощности:
60 Вт — 0,6 (частота вращения 3000 и 1500 мин-1);
90 Вт — 0,67 (частота вращения 3000 мин-1) и 0,62 (частота вращения 1500 мин-1);
120 Вт — 0,68 (частота вращения 3000 мин-1) и 0,64 (частота вращения 1500 мин-1).
Для пуска электродвигателей и защиты их в аварийных режимах предусматривается применение пускозащитной аппаратуры.
Электродвигатель холодильника в нормальных условиях работает циклично, т. е. через определенные промежутки времени включается и выключается. Отношение части цикла, в продолжение которой электродвигатель работает, к общей продолжительности цикла называют коэффициентом рабочего времени. Чем он больше (при постоянной температуре в помещении), тем ниже температура в холодильной камере и тем больше будет среднечасовой расход электроэнергии. Определенную цикличность в работе холодильника (коэффициент рабочего времени) обеспечивает датчик-реле температуры — прибор, с помощью которого регулируется температура в шкафу холодильника.
Приборы автоматики. Для регулирования и поддержания температуры в холодильниках общепринято двухпозиционное регулирование путем включения и выключения электродвигателя компрессора. Включение происходит, когда температура чувствительного элемента достигает верхнего предела — температуры включения, выключение — когда она достигает нижнего предела, т. е. температуры выключения. Разность этих температур называют дифференциалом прибора.
Манометрические датчики-реле температуры применяются различных типов и модификаций: APT-2, APT-24, Т-110, Т-111, Т-130, Т-132, Т-144, Т-145 и др.
Унифицированный ряд приборов APT приведен в табл. 9.3.
Таблица 9.3.Температурные параметры прибора типа APT, °С
Датчики-реле температуры АРТ-2 имеют большое распространение. Их выпускают пяти модификаций. Они предназначены для компрессионных бытовых холодильников.
Приборы APT-2А предназначены для абсорбционных бытовых холодильников. Их выпускают двух модификаций. Масса прибора 0,25 кг. Длина соединительного капилляра в приборе АРТ-2 равна 0,6 м, в приборе АРТ-2А — 1 м. Длина капилляра, контактируемого с испарителем, должна быть не менее 60 мм от места холодного спая.
При повышении температуры в капиллярной трубке 6 (рис. 9.1), прижатой к стенке испарителя, давление хладона-12, находящегося в трубке сильфона, увеличивается и сильфом 7 растягивается. Дно 5 сильфона 7 сжимает пружину 4, а выступ на дне поворачивает рычаг 8 вместе с тягой 12. Тяга 12, нажимая на винт 14, будет поворачивать рычаг 13 вокруг оси O2 против часовой стрелки. Сила Р, возникающая под действием перекидной пружины 2, имеет одну из составляющих Р', которая в положении А направлена вверх. При переходе точки О'3 в положение О3 эта составляющая будет равна 0, а при дальнейшем движении рычага 13 составляющая Р' изменит направление на обратное и контакты 3 резко опустятся и замкнут электрическую цепь (положение Б).
Рис. 9.1. Схема работы датчика-реле температуры APT-2:
1 — шток; 2 — перекидная пружина; 3, 9 — контакты; 4 — пружина; 5 — дно сильфона; 6 — капиллярная трубка; 7 — сильфон; 8 — рычаг; 10 — пружина; 11, 14 — винты; 12 — тяга; 13 — рычаг
При понижении температуры в капиллярной трубке взаимодействие частей прибора происходит в обратном порядке под действием сильфона 7 и пружины 10. Температура включения и отключения регулируется натяжением пружины с помощью штока 1, винта 11 и гайки.
Аналогично датчику-реле АРТ-2 имеются приборы типа Т-110 четырех модификаций на номинальное напряжение 220 В и номинальный ток 6 А. Унифицированный ряд бесшкальных приборов состоит из трех типов и восьми модификаций (табл. 9.4).
К первому типу, имеющему пять модификаций, относятся датчики-реле температуры Т-110, предназначенные для бытовых холодильников обычного исполнения.
Датчики-реле температуры Т-130 второго типа устанавливают в двухкамерных бытовых холодильниках. Отличительной особенностью этого прибора является замыкание контактов на обеих установках при температуре 4±1,3 °C.
Температура размыкания контактов зависит от зоны нечувствительности, определяемой потребителем (прибор с регулируемой зоной нечувствительности).
С помощью прибора Т-130 можно в каждом цикле работы компрессора (без дополнительных приборов управления оттаиванием) автоматически оттаивать иней с поверхности испарителя, установленного в отделении для хранения охлажденных пищевых продуктов. В настоящее время взамен прибора Т-130 выпускается прибор 132-1 В.