Независимо от модели этого бытового прибора оно имеет следующие устройства: источник питания, преобразовывающий сетевое напряжение для СВЧ-генератора (выпрямитель высокочастотного напряжения или трансформатор с регулятором напряжения); магнетрон – электровакуумный прибор, генерирующий импульсные и непрерывные колебания СВЧ (СВЧ-генератор); устройство для передачи СВЧ-энергии нагревательной камере; нагревательная камера, обладающая соответствующими электродинамическими свойствами для распределения СВЧ-энергии по всему объему; – герметизирующие устройства, предотвращающие утечки СВЧ-энергии.
Печь СВЧ должна иметь реле времени для регулировки продолжительности нагрева. Как правило, на современных моделях СВЧ-печей имеется панель управления с сенсорным приводом.
Устройство имеет каркас, изготовленный холодной штамповкой и сваркой. Облицовка печи из холоднокатаной стали, окрашенной эмалью. Съемные элементы крепятся к каркасу винтами. Спереди располагается дверца камеры, открывающаяся вниз или в сторону, дверца может иметь прозрачное окно из кварцевого стекла для того, чтобы можно было наблюдать за процессом приготовления продуктов. На корпусе имеются вентиляционные отверстия для охлаждения магнетрона и рабочей камеры.
Отопительные приборы
В доме не может быть уютно, если в нем холодно. Рекомендуемая температура воздуха в квартире должна составлять 16-25°С. В жилых помещениях температура воздуха должна составлять 18-22°С, в спальнях 14-17°С.
В быту применяются такие отопительные приборы, как конвекторы, радиаторы, инфракрасные обогреватели направленного излучения.
Отопительные приборы конвекторного типа используют конвекционное движение теплого воздуха. Холодный воздух, проходя через отопительный прибор, нагревается металлической спиралью и не должен иметь температуру 85°С на выходе.
В обогревательных устройствах конвекторного типа устанавливаются регулируемые сопротивления, чтобы можно было устанавливать силу нагрева, а также биметаллические терморегуляторы, отключающие прибор в случае перегрева. Нагревательный элемент в большинстве случаев представляет собой спираль, иногда находящуюся в стеклянной трубке. Корпус конвектора рассчитан на отражение тепла.
Обогревательные устройства радиаторного типа устроены так, чтобы теплоотдача происходила с рабочей поверхности. В них редко устанавливаются регуляторы мощности нагрева, а также терморегуляторы, так как электрорадиатор имеет недостаточную мощность и чаще используется как дополнительное средство для нагрева помещения.
Электрорадиаторы подразделяются на сухие (не имеющие промежуточного носителя), маслонаполненные, секционные и панельные. По исполнению электрорадиаторы могут быть настенными и напольными.
Инфракрасные обогреватели направленного излучения представляют собой отражатель с размещенным в фокусе нагревателем. С помощью отражателя формируется направленная теплоотдача. Корпус может быть сделан из любого материала. Максимальная температура обогрева – 900°С, мощность – до 2 кВт.
Инфракрасные обогреватели различают по виду нагревательного элемента, который может быть закрытым или открытым, а также по форме отражателя, который может быть сферическим, параболическим, циллиндрическим.
В качестве нагревателя применяются спирали в кварцевых трубках, биспирали на керамических основаниях и проволока с большим сопротивлением, намотанная на керамический стержень. Спираль обязательно покрыта оксидной пленкой, которая исключает межвитковое замыкание.
Для увеличения эффекта теплоотдачи, поверхность отражателя из алюминия полируют и анодируют, отражатели из других металлов хромируют или никелируют.
В зависимости от сложности конструкции, инфракрасный обогреватель может иметь ступенчатое включение мощности,
Как правило, причина поломки обогревательных приборов банальна. Это или износ нагревательного элемента, или износ изоляции на проводе, или другие повреждения механического типа. Зная принцип теплового действия электричества, обогревательный прибор легко починить самостоятельно.
Холодильники и морозильники
В первую очередь холодильники подразделяются по способам получения холода: компрессионные, абсорбционные, термоэлектрические. Также они разделяются по объему и количеству морозильных камер, по варианту исполнения: напольные, настенные, блочные и пр.
Холодильники компрессионного типа представляют собой шкаф с холодильным агрегатом, а также элементами автоматики и электрооборудования. Холодильный агрегат вырабатывает холод с помощью специального вещества, которое принято называть хладагентом.
Холодильный агент представляет собой вещество, переходящее при низких температурах в парообразное состояние. Он должен обладать умеренным давлением при кипении, высоким коэффициентом теплопроводности, иметь как можно более низкую температуру затвердевания и как можно более высокую критическую температуру. К тому же он должен быть безвредным для организма и не вызвать коррозии металла. Именно поэтому самыми распространенными хладагентами являются фреоны и аммиак.
Холодильный агрегат бытового холодильника представляет собой мотор-компрессор, испаритель, конденсатор, систему трубопроводов, фильтр-осушитель. Как правило, компрессор располагается снизу, конденсатор на задней стенке, испаритель образует небольшое морозильное отделение в верхней части камеры.
Компрессор обеспечивает циркуляцию холодильного агента в системе. Компрессор приводится в движение электрическим двигателем. Принцип работы компрессора заключается в следующем: электрический двигатель приводит в движение поршень, который передвигает клапан. При этом создается разряжение, и часть холодильного агента поступает в камеру всасывания через всасывающий клапан. При дальнейшем движении клапана создается давление, от которого закрывается всасывающий клапан, и холодильный агент уходит из камеры всасывания в трубопровод. Это общий принцип действия для любого компрессора, независимо от варианта исполнения.
Электродвигатель холодильника работает циклично, т. е. периодически включается и выключается. Чем меньше промежутки, тем ниже температура морозильных камер, тем больше потребление энергии, и наоборот. Периодичность работы электродвигателя обеспечивается датчиком-реле температуры, который поддерживает в морозильных камерах определенную температуру.
Конденсатор холодильника является теплообменным аппаратом, через который холодильный агент отдает тепло окружающей среде. Охлаждение происходит за счет воздуха, а потому змеевик конденсатора принято делать с металлическими ребрами, усиливающими охлаждение. Конденсаторы принято делать из меди или алюминия, так как эти металлы отличаются высокой теплопроводностью. Холодильный агент, охлаждаясь, переходит в жидкое состояние и поступает в испаритель.
В испарителе холодильный агент поглощает тепло из охлаждаемой камеры. Как правило, в холодильнике он располагается над морозильной камерой. Испарители имеют каналы различной конфигурации и различаются по способу крепления к морозильной камере.
Подача жидкого холодильного агента из конденсатора в испаритель осуществляется капиллярной трубкой, которая имеет низкую проходимость и, соединяя части установки с высоким и низким давлением, создает перепад давления между конденсатором и испарителем, пропуская в ограниченном количестве жидкий холодильный агент.
Фильтр располагается у входа в капиллярную трубку для предохранения от засорения твердыми частицами. Он представляет собой металлический корпус, наполненный бронзовыми шариками диаметром 0,3 мм или имеющий внутри латунную сетку.
Для очистки рабочей среды от влаги и кислот применяются различные адсорбенты, которыми заполняются фильтры-осушители. В качестве фильтрующего материала применяются синтетические цеолиты, минеральные адсорбенты (силикагель, альмулюгель и др.). Благодаря кристаллической структуре, синтетические цеолиты хорошо адсорбируют влагу и почти полностью поглощают холодильный агент и машинное масло.
Фильтр, адсорбирующий влагу, которая может замерзнуть в капиллярной трубке, называется осушительным патроном, который устанавливают перед входом в капиллярную трубку, а потому часто совмещают с фильтром-осушителем. Осушительный патрон также заполняется синтетическим цеолитом. Иногда вместо осушительного патрона применяется метиловый спирт. В таком случае влага не выводится из системы, просто понижается температура ее замерзания. Количество метилового спирта составляет 1-2 % от количества холодильного агента. Однако метиловый спирт не применяется в случае, если конденсатор выполнен из алюминия, так как взаимодействие веществ приводит к разрушению алюминия и утечке хладона.
В общем процесс работы компрессионного охладительного агрегата заключается в следующем. Из испарителя отсасываются компрессором пары хладона, которые при этом охлаждают обмотку электродвигателя. Сжатые в компрессоре пары хладона поступают в конденсатор, где охлаждаются и переходят в жидкое состояние. Жидкий хладон поступает через фильтр и капиллярную трубку в испаритель. Там под воздействием низкого давления (98 кПа) он начинает кипеть, забирая тепло из морозильной камеры. Из испарителя пары хладона снова поступают в компрессор. Электродвигатель включается и выключается пускозащитным реле, которое в свою очередь включается датчиком-реле, автоматически поддерживающим температуру.
Другой тип холодильников – абсорбционные. Они предназначены для кратковременного хранения скоропортящихся продуктов и получения пищевого льда. Охлаждение происходит за счет процесса абсорбции – поглощения жидким или твердым поглотителем паров холодильного агента, образующихся в испарителе. В качестве хладагента выступает аммиак, абсорбент – бидистиллят воды, ингибитор – двухромовокислый натрий, газ – водород.
Система наполнена водоаммиачным раствором и водородом. Водород инертен, а потому не вступает в реакцию с аммиаком. В генераторе нагревается водоаммиачный раствор, в результате чего выделяется водоаммиачный пар, который поднимается по ректификатору. В результате того, что вода имеет более высокую температуру конденсации, в конденсатор поступает чистый аммиачный пар.
При этом аммиачный пар вытесняет водород и конденсируется под давлением 1500-2000 кПа, равным давлению внутри всей системы. Охлаждение производится за счет конструкции конденсатора, а также холодной парогазовой смесью, выходящей из испарителя.
В испарителе жидкий аммиак испаряется, поглощая тепло. Удаление паров из испарителя осуществляется за счет циркуляции холодильного агента в замкнутой системе. Аммиачный пар поглощается в абсорбере водоаммиачным раствором, откуда потом возвращается в генератор, чтобы продолжить движение. Нагреватель представляет собой вставленную в металлическую гильзу спираль из нихромовой проволоки с нанизанными на нее фарфоровыми втулками, свободное пространство заполнено кварцевым песком.
Абсорбционные холодильные установки могут иметь ручную или автоматическую систему регулировки температуры. В первом случае применяется ручной ступенчатый регулятор мощности, во втором применяется терморегулятор, отключающий и включающий нагревательный элемент для поддержания постоянной температуры.
Плюсом абсорбционных холодильников можно считать бесшумность работы, в то время как компрессионные холодильники издают специфичный звук из-за движения клапана в компрессоре. Также к достоинствам абсорбционных установок можно отнести и простоту конструкции, отсутствие вентилей и движущихся частей.
Однако за счет того, что нагреватель в абсорбционном холодильнике должен быть постоянно включен, больше расход энергии, а потому пользование абсорбционным холодильником обходится дороже.
Помимо прочего в холодильниках обоих типов часто имеются дополнительные устройства, выполняющие различные функции: для поддержания определенной влажности в морозильных камерах; охлаждения напитков и выдачи их без открывания двери; сигнализации режимов работы; автоматического закрывания двери; фиксировании определенного угла раскрывания двери, исключающего удар о стену или батарею центрального отопления.
В отличие от холодильников морозильники рассчитаны для более глубокой заморозки при температуре, исключающей формирование крупных кристаллов льда, а также для хранения продуктов при более низкой температуре. Морозильник является компрессионным агрегатом, в котором в отличие от обычного холодильника копрессор работает не периодически, а постоянно. Между испарителем и всасывающим патрубком компрессора имеется докипатель хладона (не успевшего раствориться в испарителе), что позволяет увеличить КПД. Цеолитовый осушитель двухсторонний, что дает возможность производить двухстороннее вакуумирование агрегата при его заполнении хладоном.
В отличие от холодильника, в котором испаритель расположен так, что удобнее разделить внутреннее пространство на морозильную камеру и камеру для хранения продуктов, в морозильнике испаритель расположен так, чтобы вся камера охлаждалась равномерно, поэтому в нем нет отдельной морозильной камеры, в нем имеются только несколько полок для размещения продуктов.
Ремонт холодильников следует осуществлять в мастерской, так как самостоятельно починить холодильный агрегат невозможно, для этого требуется специальная ремонтная аппаратура. В результате ремонта необходимо провести диагностику, удаление хладагента, распайку стыков, промывку и просушку узлов, сборку, проверку на герметичность, вакуумирование и заполнение хладагентом, обкатку. Сами понимаете, что в домашних условиях такие сложные работы выполнить просто невозможно. Все, что можно сделать самостоятельно, – починить крючковый затвор двери, заменить изоляционную полосу на двери, поменять лампочку для подсветки.
В случае утечки хладагента следует предпринять меры безопасности, так как хладагент огнеопасен. Следует остерегаться его попадания на руки, лицо, в глаза.
В отличие от охлаждающих установок компрессионного и абсорбционного типа термоэлектрические холодильники не имеют хладагента, они работают только на электричестве.
Термоэлектрическое охлаждение происходит следующим образом. Электрический ток проходит через термобатарею, составленную из полупроводниковых нагревательных элементов двух типов: одни охлаждаются, другие нагреваются.
Как вам уже известно, все материалы можно разделить на две группы: проводники электрического тока и диэлектрики. Помимо этого есть материалы, которые занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. В отличие от металлов (проводники), они имеют большее сопротивление электрическому току, но меньшее, чем у диэлектриков.
Любой проводник при прохождении по нему электрического тока нагревается. Это справедливо и по отношению к полупроводникам, однако, если при нагревании проводника увеличивается его сопротивление, то при нагревании полупроводника происходит обратное: чем сильнее нагревается полупроводник, тем меньшее он имеет сопротивление. Также через полупроводник ток протекает только в одном направлении.
Эти свойства полупроводников (закись меди, селен, кремний, германий и др.) позволяют применять их в охлаждающих обстановках термоэлектрического действия.
Одни термоэлементы холодильника изготовлены из сплава свинца и теллура, другие – из сплава теллура и сурьмы. Термоэлементы также могут быть изготовлены из сплавов висмута и селена.
Полупроводники соединены между собой последовательно с помощью металлических пластин. При прохождении через них электрического тока одни немного нагреваются, а другие охлаждаются. Нагревающиеся полупроводники располагаются снаружи охладительной камеры, охлаждающие – внутри. Для получения более низкой температуры в холодильнике также имеется вентилятор.
Термоэлектрические холодильники редко применяются в быту, так как уступают по своим качествам холодильным установкам компрессионного и абсорбционного типа. Холодильник можно использовать в качестве автомобильного, так как он предназначен для кратковременного охлаждения продуктов – не более 48 часов. Как правило, его корпус выполнен так, чтобы устройство можно было использовать в качестве подлокотника.
Холодильник может работать как от постоянного тока 12 V, так и от переменного тока 127 и 220 V. Во многих моделях не имеется выпрямителя переменного тока. Это обусловлено тем, что прибор имеет наиболее компактную конструкцию для того, чтобы им было удобно пользоваться в автомобиле. Если надо включить прибор через сеть с напряжением 127 или 220 V, следует пользоваться зарядно-выпрямительным устройством, подсоединяющимся к вилке шнура.
Стиральные машины
Стиральные машины бывают полуавтоматические, в которых управление процессами стирки и отжима осуществляется оператором, а также автоматические, в которых выполнение процессов осуществляется в соответствии с заданной программой.
Полуавтоматическая стиральная машина представляет собой корпус, выполненный из листовой стали, в котором имеется стиральный бак и центрифуга. Поверхность покрыта нитроэмалью или анодирована, бак и центрифуга имеют отдельные крышки, корпус закрывается съемной крышкой. Для облегчения эксплуатации на корпусе имеются ручки и ходовые ролики. На задней стенке имеется ниша для укладки свернутого шнура.
Стиральный бак выполнен из нержавеющей листовой стали, покрытой стекловидной эмалью, и имеет цилиндрическую форму или выполнен в форме куба с закругленными краями, с наклонным дном, внизу которого располагается сток.
Активатор устанавливается в стенке стирального бака или на дне. Он располагается в углублении, что исключает попадание белья в зазор между баком и активатором.
Активатор представляет собой лопастной диск с электрическим приводом. Герметичность создается резиновыми прокладками. Активатор вращается со скоростью от 475 до 750 оборотов в минуту. Время его работы регулируется механическим реле времени.
Центрифуга представляет собой корзину, выполненную из алюминия, работающую на электрическом приводе. Скорость вращения во время отжима белья 2600-3270 оборотов в минуту. Для запуска электродвигателя в цепи имеется конденсатор, для защиты обмоток от перегорания устанавливается тепловое реле. Электродвигатели для активатора и центрифуги устанавливаются отдельно, для защиты от электрического удара применяется четыре вида изоляции. Время работы центрифуги также регулируется механическим реле времени.
Слив раствора производится с помощью центробежного насоса, привод осуществляется валом электродвигателя активатора. Производительность составляет от 18 до 30 л в минуту.
Автоматические стиральные машины, которые также называют машинами барабанного типа, машинами с фронтальной загрузкой, выполняют все операции по заданной программе. Стирка и отжим происходят в одном и том же барабане, что позволяет применять электронику, полностью автоматизирующую процесс стирки.
Автоматически производится залив и слив воды, дозированный ввод моющих средств, замочка, стирка в подогретой воде, полоскание, отжим. Процессы также можно регулировать с учетом степени загрязненности белья, а также его износостойкости.
Стиральный бак закреплен на рессорах, уменьшающих вибрацию, и имеет внутри барабан, который приводится в движение электромотором, имеющим ременную передачу, и несколько скоростей (для стирки и отжима). Подача воды осуществляется из сети холодного водоснабжения – нагрев трубчатым нагревателем. Слив воды осуществляется насосом. Команды вводятся с панели управления.