3. Параметры работы абсорбционных холодильников

Основными показателями работы бытовых холодильников аб­сорбционно-диффузионного типа являются: температура воздуха в холодильной камере, потребляемая мощность, расход электро­энергии.

Температура воздуха в холодильной камере. Температура в холо­дильной камере зависит от холодопроизводительности холодиль­ного агрегата и условий эксплуатации. Температура в камере хо­лодильника регулируется автоматически терморегулятором. При этом установившийся температурный режим работы аппарата и температура в камере не изменяются во времени при постоянных внешних факторах: напряжении сети, температуре окружающей среды и др. Температура в холодильной камере при температуре окружающего воздуха 16 °С должна быть не ниже 0 °С, а при 32 °С — не выше 9 °С. Температура измеряется электронным термометром в свободном от продуктов холодильнике через 2 ч после установ­ления стационарного режима, когда измеренные температуры не изменяются более чем на 0,5 °С.

Потребляемая мощность. Потребляемая мощность абсорбцион­ного аппарата определяется суммарной мощностью секционных электронагревателей.

Расход электроэнергии. Количество израсходованной электро­энергии — это основная эксплуатационная характеристика рабо­ты холодильника:

E=N_потр  τ,

где Е — часовой расход электроэнергии, Вт/ч; N_потр — потребля­емая мощность холодильника, Вт; τ — продолжительность рабо­ты, ч.

4. Принцип работы термоэлектрического холодильника

Возможность получения холодильного эффекта путем непос­редственного преобразования электрической энергии была дока­зана еще в 1834 г. французским физиком Ж. Пельтье, который установил, что при прохождении постоянного электрического тока через контакт двух разнородных проводников или полупроводни­ков на этом контакте поглощается или выделяется теплота. Тем­пература контакта понижается или повышается в зависимости от направления тока.

В роли рабочего тела в данном случае выступает электрический ток. Основой термоэлектрического устройства яв­ляются термоэлементы, состоящие, как правило, из двух полу­проводниковых столбиков п- и р-типа. Несколько термопар объединяют в так называемый термоэлектрический мо­дуль, причем столбики в модуле соединены электрически после­довательно, а по тепловому потоку — параллельно. Спаи термо­элементов выполняют в виде коммутационных пластин, хорошо проводящих электрический ток. Для увеличения площади поверх­ности и соответственно интенсивности теплопередачи коммута­ционные пластины обычно соединяют с ребристыми радиатора­ми. Камера холодильника охлаждается при прохождении электри­ческого тока через пластины термоэлементов, соединенных в ба­тарею.

Материалы для термоэлектрических преобразователей (эти ма­териалы принято называть термоэлектриками) характеризуются добротностью, или эффективностью термоэлемента Z. Данный па­раметр определяется физическими свойствами термоэлектрика — удельной электрической проводимостью а, коэффициентом теп­лопроводности к и коэффициентом термо-эдс S, связанными за­висимостью

Z = aS²/k.

Чем выше Z, тем лучше свойства термоэлектрика. Экономичность термобатареи характеризуется значением хо­лодильного коэффициента

где W— мощность, затраченная на получение данной холодопроизводительности, Вт; Q₀ — холодопроизводительность, Вт.

В бытовых холодильниках термоэлементы батарей изготовляют из сплавов свинца и теллура и теллура и сурьмы. Применяют так­же сплав висмута и селена.

Для того чтобы обеспечить эффективный подвод тепла к хо­лодным спаям со стороны холодильной камеры, последние вы­полняются из материалов с высоким коэффициентом теплопро­водности (алюминий и др.).

Источником постоянного тока для питания термоэлектричес­кого холодильника служит аккумуляторная батарея или выпрями­тель сети переменного тока.

Термоэлектрические холодильники изготовляют в виде отдельно стоящих тумбочек, шкафчиков, ларей и встраиваемых в различ­ные ниши коробочек соответствующей формы. В целях наиболее эффективного использования общего объема все рабочие элемен­ты термоэлектрического холодильника встраивают в дверцу шкаф­чика или крышку ларя.

В режиме наибольшего холода температура в камере современ­ного термоэлектрического холодильника составляет около 3 °С. В некоторых моделях она может достигать -3 °С. В режиме подогрева температура достигает 54 ...60 °С, а в некоторых моделях до 70 °С.

Термоэлектрические мини-холодильники, в частности, исполь­зуются на транспорте. При этом они должны обладать достаточно высокой прочностью при вибрациях и ударных нагрузках.

Термоэлектрические холодильники имеют ряд преимуществ перед другими, в частности компрессионными, аппаратами:

• отсутствие подвижных частей, надежность и долговечность экс­плуатации;

• низкий уровень шума при работе;

• возможность изменения режима работы, т.е. использования тер­моэлементов как для охлаждения, так и для размораживания или подогрева пищи и т.д.;

• простота конструкции, отсутствие промежуточного рабочего холодильного агента;

• параметры электрических модулей не зависят от силы тяжести и ориентации в пространстве, малочувствительны к высоким ме­ханическим нагрузкам.

Недостатком термоэлектрических холодильников является боль­шая тепловая инерционность: они очень медленно «набирают» температуру. В связи с этим при использовании транспортного холодильника перед поездкой продукты и напитки целесообразно предварительно охладить в бытовом холодильнике, либо охладить камеру термоэлектрического холодильника с помощью аккуму­ляторов холода.