БУКИНИСТ

БЫТОВЫЕ КОМПРЕССИОННЫЕ

Авторы: Б.С. Вейнберг, А.Н. Вайн.

Компрессионные машины стали применяться для получения холода в конце XIX века. По мере расширения использования холодильных машин для хранения пищевых продуктов все настоятельнее становилась необходимость продлить цепь холодильного хранения, обеспечить сохранность скоропортящихся продуктов от места их заготовки до места потребления - в магазинах, ресторанах и домашних хозяйствах. Не случайно в числе пожеланий I Международного конгресса по холодильному делу, состоявшегося в 1908 г. в Париже, было и следующее:

“Имея в виду блага и выгоды, которые могут принести земледелию, торговле и промышленности всех стран применение и развитие холодильного дела, Конгресс просит общественные власти всех стран облегчить устройство холодильных приспособлений в домашнем, сельском и мелком промышленном хозяйстве и, в частности, ограничить до возможного минимума регламентацию и формальности относительно пользования холодильными машинами”.

Первый домашний холодильник с машинным охлаждением появился в 1910 г. в США, а годом позже американская фирма “Дженерал электрик” приступила к производству холодильной машины “Одифрен” для домашних и торговых шкафов. Эта машина, отличавшаяся оригинальностью конструкции, была названа именем ее создателя, французского учителя физики из Грасса, Марселя Одифрена.

Машина Одифрена явилась первой автоматической холодильной машиной. Ее конструкция была разработана в 1894 г. (пат. Германии № 82314, 1895 г.). К достоинствам машины можно отнести хороший теплообмен, отсутствие сальников и клапанов, легкость обслуживания (1-2 раза в год менялись приводные ремни, 2 раза в год производилась смазка двух подшипников). “Дженерал электрик” выпускала машины такого типа вплоть до 1928 г.

Холодильник с машинным охлаждением был на первых порах громоздким сооружением: объем его примерно в пять раз превышал емкость камеры для хранения продуктов, а площадь пола, занимаемая им, равнялась 1 м. кв. Шкаф изготавливался из дерева, в качестве теплоизоляции применялась пробка; толщина стенок достигала 140 мм. Холодильный агрегат монтировался сверху или внизу. В качестве холодильного агента использовались сернистый ангидрид или аммиак; их утечки из системы представляли опасность для здоровья владельцев холодильников. Компрессор приводился во вращение отдельно расположенным электродвигателем посредством ременной передачи. Поначалу требовалось смазывать подшипники электродвигателя один раз в неделю. К 1922 г. были сделаны определенные успехи: на один холодильник в среднем приходилось 2,5 посещения обслуживающего персонала в год; к 1924 г. число посещений сократилось до 1,5, а электродвигатель достаточно было смазать один раз в год.

Для широкого внедрения в быт компрессионных холодильников требовалось радикально изменить конструкцию компрессора.

Вторым важным усовершенствованием конца 20-х годов, позволившим организовать крупносерийное изготовление холодильников на конвейерных линиях, явился цельнометаллический шкаф, состоящий из двух вставленных один в другой сварных стальных корпусов, между стенками которых укладывалась тепловая изоляция.

Применение цельнометаллического шкафа, компактного герметичного холодильного агрегата и теплоизоляции из минеральной ваты существенно изменило конструкцию и внешний вид холодильника. Холодильная машина крепилась сверху к плите, служащей одновременно потолком холодильной камеры. Плита вместе с холодильной машиной вставлялась в шкаф сверху. По внешнему виду и габаритным размерам холодильники напоминали изящные шкафчики.

В Европе выпуск домашних холодильников с машинным охлаждением начался в середине 20-х годов. Первыми в 1926 г. появились холодильники фирмы “А. Тевес”. На лейпцигской ярмарке 1928 г. было представлено уже

8 фирм — изготовителей компрессионных холодильников. Емкость последних составляла 140-500 л.

Первый холодильник японского производства появился в 1926 г., хотя еще в 1918 г. в страну была завезена партия холодильников из США. Регулярный выпуск холодильников в Японии, правда в незначительном количестве, начался с 1933 г.

В 20-х годах немецкие фирмы “Линде” и “Эшер-Вус-Веркс” начали производство нового типа герметичной компрессионной машины, получившей соответственно названия “Аутополар” и “Аутофригор”. Эго была своеобразная весьма компактная конструкция, принципиально отличавшаяся от “Монитор Топ”. Однако она не получила распространения. В Европе внедрение компрессионных холодильников в быт происходило еще более медленно, чем в США. В 1935 г. находилось в пользовании холодильников с машинным охлаждением (в тыс. шт.): в США 5825; в Англии 60—100; в Германии 30 (в том числе в Берлине 1,7); в Швеции около 17 (в том числе в Стокгольме 8); в Чехословакии (к концу 1933г.) 3,36; в Финляндии 2,5; в Норвегии, в Осло, приблизительно 1; в Венгрии, в Будапеште, 0,05.

В1931 г. фирма “Сервал” (США) впервые применила в герметичных машинах в качестве регулирующего органа капиллярную трубку. Установка капиллярной трубки позволяла отказаться не только от значительно более сложного поплавкового вентиля и ресивера, но и от разгрузочного приспособления в компрессоре, так как хладагент в период стоянки компрессора перетекал через капиллярную трубку и давление в системе выравнивалось. Использование капиллярной трубки способствовало упрощению конструкции агрегата и существенному повышению надежности, однако повсеместно ее стали применять лишь в 40-х годах.

Начиная с 1933 г. фирма “Дженерал электрик”, отказавшись от эмалированной стали и луженой меди, стала изготавливать испаритель из нержавеющей стали. Испаритель собирался из двух листов хромоникелевой стали, в которых были выштампованы каналы для прохода фреона и коллекторы; листы соединялись точечной сваркой. Подобная конструкция применялась вплоть до середины 50-х годов.

В модели “Лифтоп”, выпущенной в 1934 г., “Дженерал электрик”, стремясь удовлетворить спрос на недорогой бытовой холодильник, впервые осуществила прикрепление труб конденсатора к внутренней поверхности корпуса шкафа. Аналогичная конструкция конденсатора применяется сейчас в морозильниках.

В 1930 г. фирма “Фриджидер” начала выпускать новый тип холодильника -двухкамерный, не получивший тогда распространения. Впервые в холодильнике была предусмотрена отдельная камера для хранения замороженных продуктов, размещенная рядом с плюсовой.

Несколько позднее к изготовлению двухкамерных холодильников с иной компоновкой приступила фирма “Триколд рефрижерейшен”. В нижней части шкафа находилась низкотемпературная камера, в верхней - плюсовая. Камеры охлаждались двумя последовательно соединенными испарителями (по одному в каждой камере) и одним компрессором. Подобная двухиспарительная система дождалась своего признания лишь через 25 лет.

Крупные холодильники зачастую для удобства пользования имели две двери, расположенные рядом. Наличие двух дверей — характерная черта новейших холодильников. В середине 30-х годов фирма “Ленард” снабдила панель двери полками.

В 30-е годы появились холодильники настенные и встроенные в кухонную мебель.

В 1936 г. в США было изготовлено свыше 2 млн., а в Германии — около 40 тыс. компрессионных холодильников.

С середины 30-х годов стала считаться модной (как и в автомобилестроении) плавная, скругленная форма изделий. Чтобы создать впечатление обтекаемости, радиус верхнего угла корпуса шкафа был увеличен, ножки маскировались боковыми стенками, опущенными до низу. Для декоративного оформления стали применять полоски из нержавеющей стали или хромированные. Требования рынка (удобство пользования) заставили изготовителей перейти преимущественно на нижнее расположение холодильного агрегата, хотя это усложнило, его конструкцию и затруднило сборку шкафа. Тенденция к "обтекаемости" усилилась в последующие годы, ее господство продолжалось в течение двух десятилетий.

К 40-м годам установились два варианта расположения холодильного агрегата: один вариант -компрессор и конденсатор смонтированы внизу, под холодильной камерой (в этом случае применялся обычно пластинчатый конденсатор); второй вариант - конденсатор, изготовленный из труб, припаянных к листу, устанавливался на задней стенке шкафа. В обоих случаях холодильная камера на 300-500 мм была приподнята над полом.

В начале 40-х годов в связи с ростом производства замороженных продуктов в США вновь стали выпускать двухкамерные холодильники для раздельного хранения замороженных и свежих продуктов; охлаждение плюсовой камеры осуществлялось вторичным холодильным контуром, обеспечивающим автоматическое оттаивание.

В Советском Союзе конструкция первого отечественного бытового холодильника была разработана (в разработке принимал участие Б. С. Вейнберг) в 1935-1937 гг.

Первые образцы изготовил в 1939 г. Харьковский тракторный завод. Холодильник ХТЗ-120 емкостью 120л работал на сернистом ангидриде; холодильный агрегат устанавливался сверху. Начавшаяся вскоре война прервала серийный выпуск холодильников. После войны модернизированный вариант ХТЗ-120 выпускался под маркой ЭКД-120 Московским заводом им. Орджоникидзе. Однако конструкция холодильника к тому времени устарела: со времени его разработки прошло свыше десяти лет.

Необходимо было спроектировать и наладить серийный выпуск нового современного холодильника. Эту задачу выполнил о короткий срок коллектив автозавода им. И. А. Лихачева; работу по созданию холодильника с герметичной фреоновой холодильной машиной возглавил Г. Д. Свидерский. В марте 1951 г. началось серийное производство бытовых холодильников марки ЗИЛ, положившее начало этой отрасли машиностроения в СССР. В том же году в Саратове был налажен выпуск компрессионных холодильников “Саратов” малой емкости (85 л). Производство небольших (45 л) газовых абсорбционных холодильников было организовано на Московском заводе домашних холодильников (бывший “Газоаппарат”) еще ранее, в 1945 г.

Пятидесятые годы характеризовались широким распространением бытовых холодильников в Европе, особенно в ФРГ, Франции и Англии, и в Японии. Во Франции до конца 40-х годов вообще не было производства бытовых холодильников; в Германии с 1934 г. до конца войны было выпущено около 500 тыс. аппаратов.

Вторая половина 50-х годов принесла существенные новшества. В 1954 г. американские фирмы “Олин Матчесон” и “Рейнольдс алюминиум” разработали прокатно-сварной способ изготовления испарителей из алюминия под названием ролл-бонд. В 1956 г. этот метод был освоен в Англии и ФРГ, в 1958 г. — в СССР. Технологичность и устойчивость к коррозии обусловили быстрое распространение алюминиевых испарителей в холодильниках. Доля холодильников с алюминиевыми испарителями в общем выпуске составила: в 1957 г в США — 75%, в ФРГ — 50%; в СССР в 1958 г. — около 30% (холодильники ЗИЛ). С целью увеличения объема низкотемпературного отделения испарители стали делать во всю ширину камеры.

С середины 50-х годов панель двери начали изготавливать из полистирола, используя метод вакуумного формования. Вскоре появились холодильники с внутренними камерами из полистирола, а также с теплоизоляцией из пенополистирола и пенополиуретана. В 1959 г. 5% холодильников, изготовленных в Великобритании, имели теплоизоляцию из пенополиуретана и пенополистирола. В Японии начиная с 1958 г. повсеместно стали применять супертонкое стекловолокно (толщина нити 5— 6 мкм) и в незначительном количестве — пенополистирол.

Наметилась тенденция возврата к прежней, прямоугольной форме шкафа. Дно холодильной камеры стали располагать почти у самого пола; это было неудобно для потребителя, но позволяло максимально использовать пространство, занимаемое шкафом. Отчасти поэтому в Европе предпочитали монтировать конденсаторы на задней стенке шкафа. Изменилась конструкция конденсаторов. Широкое распространение получил ввиду его технологичности конденсатор со змеевиком из стальных свертных омедненных трубок “банди” и проволочными ребрами.

В середине 50-х годов в США вновь стали выпускать двухкамерные холодильники с охлаждением камер двумя последовательно соединенными испарителями; с автоматическим оттаиванием испарителя плюсовой камеры и удалением талой воды. Подобная конструкция широко применяется ныне в Европе и Японии.

В 1957 г. на американском рынке появились первые модели холодильников с принудительной циркуляцией воздуха, в том числе аппараты с камерами, расположенными рядом (например, “Фудорама” фирмы “Кельвинейтор”). Массовое производство их началось в 1959 г. Преимущества нового способа охлаждения - раздельное регулирование температуры в камерах, возможность стабильного обеспечения нулевой температуры для хранения охлажденного мяса, полная автоматизация процесса оттаивания (поскольку обогрев испарителя не влияет на температуру сохраняемых продуктов), отсутствие оседания инея на замороженных продуктах — обусловили широкое распространение таких аппаратов в последующие годы в США, Канаде, Австралии.

В начале 60-х годов в США для изготовления камер и (в меньшей степени) панели двери стали применять новый вид пластмасс - акрил-бутадиеновый стирол (АБС), обладающий более высокими механическими свойствами и стойкостью по отношению к фреону.

Во второй половине 60-х годов был внедрен процесс изготовления алюминиевых прокатно-сварных испарителей с односторонним раздутием каналов — процесс “z-бонд”.

В начале 70-х годов производство холодильников с принудительной циркуляцией воздуха было освоено рядом ведущих японских и европейских производителей. В Японии выпускают холодильники с принудительной циркуляцией воздуха емкостью от 150 до 250 л, в США минимальная емкость их 400 л. В 1971 г. к выпуску холодильников с принудительной циркуляцией воздуха приступила крупнейшая итальянская фирма "Иньис", в 1973 г. - западногерманская фирма “Бош”. В США в настоящее время холодильники с принудительной циркуляцией воздуха являются самыми распространенными— около 70% выпуска.

Важно отметить, что холодильники 70-х годов становятся многофункциональными аппаратами. Помимо нескольких температурных зон для хранения различных видов продуктов в плюсовой камере и емкой низкотемпературной камеры в холодильниках предусмотрено автоматическое изготовление льда и охлаждение питьевой воды, причем выдача льда и воды производится с наружной стороны двери.

В последнее время происходит вытеснение ударопрочного полистирола акрил-бутадиеновым стиролом (АБС). В 1972 г. уже половина всех пластмассовых камер была изготовлена из АБС. Детали из АБС, покрытого хромом или никелем, широко применяются в декоративных целях.

Другая характерная тенденция — замена стали алюминием. Алюминий и его сплавы применяют для изготовления разнообразных деталей. Алюминиевые листы с виниловым покрытием служат для изготовления внутренней камеры, а также в качестве съемных цветных декоративных панелей двери. Из экструдированного алюминия делают различные ручки. Из алюминиевых трубок и пластин либо листов собирают испарители. И, наконец, из алюминиевого сплава изготавливают детали компрессора: поршень, шатун, блок и головку цилиндра, корпус электродвигателя.

В ближайшие годы предполагается применение электронных приборов управления, в результате чего бытовой холодильник превратится в полностью автоматический аппарат, не требующий обслуживания.

СОДЕРЖАНИЕ:

Глава 1. Развитие конструкций бытовых компрессионных холодильников.

Глава 2. Типы и конструкции современных бытовых холодильников.

Глава 3. Показатели бытовых холодильников.

Глава 4. Холодильные агрегаты бытовых холодильников.

Глава 5. Тепловые балансы и расчет параметров.

Глава 6. Компрессоры бытовых холодильников.

Глава 7. Теплообменные аппараты и капиллярные трубки бытовых холодильников.

Глава 8. Приборы автоматики и электрооборудование бытовых холодильников.

Глава 9. Системы оттаивания бытовых холодильников.

Глава 10. Надежность бытовых холодильников.

Глава 11. Эксплуатация бытовых холодильников.