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生活用冰箱使用毛细管的优点及缺点

  本世纪初,在生活用超低温冰箱中,曾采用各种特殊的、外传动的、有水冷冷凝器和毛细管的全封闭式机器。后来,其系统全都发生了变化。一些工艺性好得多而又便宜得多的、采用开启式压缩机、风冷冷凝器和自动调节阀的机器得到了广泛的应用。年产量由数百台增加到数十万台。经过数十年,开启式压缩机又重新被全封闭压缩机所代替,但这完全是另外一种类型的、具有内装式电动机的机器。

  第一批生活用超低温冰箱的全封闭式机器,在系统方面和使用开启式压缩机的机器的区别较小。由哈尔科夫拖拉机厂生产的苏联第一批生活用冰箱的机器系统。用全封闭活塞压缩机把制冷剂送入使用空气受迫运动的风冷冷凝器。液体制冷剂通过高压浮球调节阀,进入蒸发器。压缩机上接有电磁阀,它在压缩机启动时接通高、低压侧,以确保卸载启动。产冷量的调节,采用压力继电器或温度继电器。

  除浮球阀外,还采用了温度和压力调节阀。由开启式压缩机过渡到全封闭压缩机,创造了用毛细管代替自动调节阀的可能性。

  这个系统的特点是没有贮液器:机器停车以后,液体排入蒸发器,而在下一次起动时,能够浸入压缩机。通常,在具有填料式压缩机的机器中,没有贮液器运转是不可能的,因为需要贮备氟利昂以补偿泄漏。采用装有内装式电动机的压缩机能够取消贮液器,因而才能够改用具有毛细管的系统。

  把使用全封闭压缩机的和使用开启式压缩机的生活用冰箱的百分数,以及把使用毛细管和使用自动调节阀的生活用冰箱的百分数加以比较,是很有意思的。3_930年使用内式电动机(当时为半封闭式)的机器约为总产量的10%,3年为25%(其中半封闭式为5%),1940年为70%(全部为全封闭式j,1945年为3%。在同样的年代,使用毛细管的机器的比例相应地为10%,20%,60%。

  使用毛细管的生活用冰箱的机器系统。液体制冷剂由空气自由运动的冷凝器,通过干燥一过滤器和毛细管进入冷库蒸发器。从蒸发器来的蒸汽被压缩机1吸入。相互钎焊在一起的毛细管和吸入管路构成热交换器5,它减少了在外部条件发生变化时,液体氟利昂进入压缩机的可能性。为了同样的目的,采用液体分离器7。在压缩机停车时,压力相互逐渐接近。

使用毛细管的小型冷水机,与使用自动调节阀的机器相比,具有下列优点:
  1、有较大的可靠性和耐久性:毛细管不同于热力膨胀阀TPB,没有易损零件,通常使用毛细管的机器制造时,不采用可拆卸连接,而是采用钎焊或熔焊。
  2、启动时压缩机卸载:机器停车以后,冷凝压力和蒸发压力平衡这就能够在压缩机中利用具有较小起动力矩的电动机,采用更简单的使用单相电动机的压缩机起动系统,降低压缩机的成本。
  3、机器的成本所以能降低,还由于没有贮液器和用毛细管代替了自动调节阀。

  但是使用毛细管的机器也有一定的缺点。其中最为严重的是在环境温度和热负荷发生变化时,工作效率降低。这是由于毛细管和机组的产冷量,仅仅在唯一的一个计算工况时才相吻合。如果工作条件(首先是冷凝温度)偏离计算工况,就会使机器的热力指标和能量指标下降。

  使用毛细管的机器的其它缺点是:选择毛细管工作量很大;对水分、脏物和泄漏的敏感度升高;一个停开周期的非工作延续时间要足够长,否则不能保证压缩机的卸载启动。

  对使用毛细管的机器还提出了附加要求:冷凝器的容积应比蒸发器容积小,以避免停车后液体制冷剂溢满蒸发器。同时万一毛细管冻结或堵塞,冷凝器应能容纳得下系统内所充有的全部氟利昂工质。

  充入系统的氟利昂不应当过少(在氟利昂不足的情况下,将不能满足充灌蒸发器的需要,而使产冷量降低),也不应当过多(在这种情况下将溢满冷凝器)。甚至稍有泄漏或管子局部堵塞,蒸发器就充灌不足,因而工作效率就降低。

  近来,生活用冰箱的尺寸增大了,结构形式也变得复杂了——双室型的生活用冰箱(设有单独的低温库)已获得广泛应用。但机器的系统变化很小:新机器的主要特点是采用具有两个串联蛇管的蒸发器,其中一个冷却低温室,另一个冷却正温室。在某些双室冰箱中,在不改变机器系统的情况下,用空气冷却器来代替空气自由运动的蒸发器。

  在应用最为广泛的生活用冰箱中,压缩机被安装在箱体的下面,冷凝器装在箱壁的后面,在内室的上部、板管式蒸发器形成一个不大的冻结室。有时采用另外一种布置:压缩机安装在箱体上面,水平或稍有倾斜的冷凝器装在它的上面,蒸发器与上面所说的情况一样,在箱体内的上部,也就是在压缩机的下面。

  箱体内的温度,用控制压缩机停开的蒸发器的温度继电器米调节。在双室冰箱中,冻结室的温度一般保持得较准确,正温室的温度以较大的波动幅度随着它波动。温度的分布情况取决于蒸发器周围空气的循环情况。移动接水盘或挡板(手动或自动)能够调节箱内的温度。

  空气强制循环系统的优点是:温度能保持得更准确,蒸发器进行自动融霜。它的缺点是:可靠性较小(因为出现了新的具有易损件的部件——风机),噪声较大和价格较高。

  在双室冰箱中,多数是具有一个蒸发器的系统,冷库蒸发器布置在正温室的顶棚下面(也就是在低温室的底板下面)。在某些结构中,在正温室内装有空气自由运动的蒸发器,而在低温室内装有空气强制运动的蒸发器。

  单室冰箱蒸发器的融霜用手动进行:压缩机停开一段足以使霜融化的时问。有时候采用半自动融霜:用手把专用的 温度继电器调到压缩机停车的位置。当蒸发器温度升高到超过冰的融点之后,继电器起动压缩机,并自动地把整定范围改换到通常的使用范围。这个系统保证使机器回到正常的工作状态,但原则上与上面所研究过的系统区别不大。在双室冰箱中,正温室蒸发器的融霜,在每一个周期都有保障,为此通常利用功率不大的电加热器(15~25瓦)。在存放包装物品的低温室内,霜的沉积非常缓慢,一般是每年用手动清除几次。