Современные БЫТОВЫЕ ЭЛЕКТРОПРИБОРЫ И МАШИНЫ

Автомобильные холодильники

Получение термоэлектрических элементов достаточно высокой доб­ротности привело к обращению изготовителей бытовых холодильников к термоэлектрическим холодильным агрегатам. Были сделаны попытки создать бытовые холодильники большого объема (100—150 дм3) с мо­розильным отделением и без него, но они не выдержали конкуренции с компрессионными и абсорбционными холодильниками в части энерго­потребления. При объеме 120—140 дм3 холодильник с термоэлектри­ческим материалом высокой добротности потребляет в 3 раза больше электроэнергии, чем компрессионный.

В то же время наряду с тенденцией к увеличению объема домаш­них холодильников появился спрос на холодильники небольших объемов, в том числе для эксплуатации на транспорте. Эти холодильники должны быть небольшого объема, работать в условиях транспортной тряски при напряжении 12 В или 24 В. В этих условиях термоэлектрические холодильники не имеют конкурентов.

Следует учесть, что продукты в транспортных холодильниках хра­нятся недолго. Это позволяет повысить температуру до 8—10 °С и при окружающей температуре 30—32 °С перепад температур должен быть 25—27 °С. Это обстоятельство существенно, так как с уменьшением разности температур холодопроизводительность термоэлектрических агрегатов увеличивается больше, чем у компрессионных и особенно абсорбционных. Учитывая это, а также преимущества термоэлектри­ческих холодильников по надежности, уровню звука, удельной мате­риалоемкости, становится очевидным, что целесообразно создавать термоэлектрические холодильники только малых объемов (до 40—50 дм3).

При■разработке автомобильных холодильников следует обеспечить быстрый выход на режим холодильника при питании от генератора автомобиля и длительное поддержание низкой температуры на стоян­ках, когда расход электроэнергии ограничен емкостью аккумулятора. Естественно, что при потреблении тока силой 2—4 А автомобиль на стоянке может проработать 4—5 ч. При включении питания через батарею будет поступать большой теплоприток, особенно в конструк­циях с естественно-контактным теплообменником на горячих спаях.

В холодильнике с принудительной циркуляцией воздуха при отклю­чении питания батарей и вентиляторов возникает достаточно большое термическое сопротивление теплообмену как у горячих, так и у холод­ных спаев. Больше того, в холодильниках с принудительным охлажде­нием возможно вынесение термобатареи за пределы термостата, что при отключении питания практически не увеличивает теплоприток в холодильную камеру. Однако эти холодильники имеют большие раз­меры и потребление электроэнергии, а также уменьшенную надеж­ность в результате появления движущихся элементов (двигателя вен­тилятора). Кроме того, увеличивается уровень звука.

Несмотря на указанные недостатки практически все фирмы выпус­кают автомобильные холодильники с принудительной циркуляцией. 66

В СССР серийно выпускается автомобильный холодильник ХАТЭ-12М с искусственным охлаждением пластин радиатора вентилятором. В вен­тиляторе центробежного типа применен двигатель МЭ-237 или МЭ-233, на одном конце которого установлена крыльчатка охлаждения радиа­тора, а на другом — крыльчатка для перемешивания воздуха в хо­лодильной камере. Термоэлектрическая батарея состоит из 75 элемен­тов размером 3X3X7 мм, изготовленных методом прессования. В хо­лодильнике имеется два режима работы: основной и вспомогательный. В основном режиме на термобатарею подается напряжение 12 В, во вспомогательном последовательно с батареей подключается гасящее сопротивление, что уменьшает силу потребляемого тока примерно в 2 раза.

Готовится к выпуску новое поколение термоэлектрических холодиль­ников. Отличительной особенностью их является применение термо­батарей, изготовленных из синтезированного материала, полученного методом кристаллизации из расплава. Направленная кристаллизация проводится методом зонной плавки. Такая технология позволила со­здать ряд термоэлектрических холодильников со сниженным потребле­нием электроэнергии (табл. 2.2). Внешний вид холодильников показан на рис. 2.4 (ОСТ 27-56-572—87).

Холодильники работают как от постоянного тока (П), так и от по­стоянного и переменного (К—комбинированное питание). Управление режимами работы может быть ручным (Р), полуавтоматическим (ПА) и автоматическим (А). Номинальный объем холодильников кратен условному модулю объемом 1,5 дм3, размеры — 80X80X240 мм.

Рис. 2.4. Термоэлектрические холодильники параметрического ряда:

А — ХТЭП-1,5; б — ХТЭП-3,1; в — ХТЭП-6,2; г — ХТЭП-7,7; д — ХТЭП-9,2; е — ХТЭП-13,8; ж — ХТЭП-18,4; / — ус­ловная схема расположения модулей в объеме холодильника (/— модуль; 2 — термоэлектрический холодильный агрегат); // — внешний вид холодильника

Объем холодильной камеры соответствует одному из значений ряда: 1,5; 3,1; 6,2; 9,2; 13,8 и 18,4 дм3.

Режимами работы холодильников являются основной, вспомога­тельный, резервный и подогрева. В холодильниках имеется не менее двух из перечисленных режимов, одним из них должен быть основной. Холодильник ХТЭП-18А имеет устройство, сигнализирующее о разряде аккумуляторной батареи, а также устройство, отключающее батарею при разряде ее ниже допустимого уровня. В качестве теплоизоляции применен пенополиуретан. ч

Так как конструкции холодильных агрегатов идентичны, ограни­чимся описанием агрегата холодильника ХТЭП-13,8. Радиатор состоит из ребер и пластин, скрепленных между собой трубками с последую­щей их развальцовкой. Съем тепла производится принудительной кон­векцией путем продувания воздуха между ребрами от вентилятора.

Термоэлектрическая батарея состоит из пяти модулей и установлена между металлической плитой и радиатором. Каждый модуль состоит из 34 термоэлементов с числом ветвей 68. В холодильном агрегате модули соединены электрически последовательно. Термоэлектрический агрегат крепится к камере и закрывается крышкой с окнами для цирку­ляции воздуха. Имеется место для хранения шнура. В холодильную камеру вкладывается ложемент для хранения бутылок. Наработка на отказ холодильника не менее 1000 ч, средний ресурс 5000 ч. Сред­няя суммарная трудоемкость ремонта не более 0,4 чел.-ч.