В процессе эксплуатации детали хладонового компрессора также подвергаются различным воздействиям, результатом которых является изменение посадочных размеров его трибосопряжений. Износ сопряжения цилиндр —поршень снижает производительность компрессора, а сопряжения палец—поршень повышает уровень шума и т.д.

В процессе эксплуатации холодильника (морозильника) обмотка встроенного электродвигателя нагревается при протекании в ней тока. При нагреве обмоток статора в их лаковой изоляции происходят необратимые физико-химические процессы, приводящие к

Рис. 2.4. Зависимость температуры обмотки t электродвигателя компрессора от остаточного давления воздуха Р в холодильном агрегате:
Р — остаточное давление неконденсирующихся примесей; t1 — график изменения температуры верхней части главной обмотки; t2 — график изменения температуры главной обмотки, измеряемой методом сопротивления; t3 — график изменения температуры нижней части главной обмотки; t4 — график изменения температуры вспомогательной обмотки

ухудшению ее электрических и механических свойств. При повышении температуры нагрева обмоток скорость протекания необратимых процессов в изоляции увеличивается. Нагрев обмоток в течение длительного времени на -10 °С выше номинального уменьшает срок службы изоляции в два раза. В результате возникают жесткость и хрупкость изоляционного материала, что приводит к появлению трещин в изоляции и ее отсоединению от провода. Это объясняется разностью коэффициентов расширения меди и полимерного материала изоляции. Повышение температурного уровня обмоток может быть связано также с недостатком или избытком смазочного масла в картере хладонового компрессора, повышением момента сопротивления на валу в результате износа трибосопряжений, заедания ротора о статор.

В общем случае в процессе эксплуатации хладонового компрессора возможно возникновение следующих неисправностей: витковое и межвитковое замыкания обмоток статора, замыкание их на корпус или проходных контактов, частичная или полная потеря производительности, потеря герметичности, повышенные шум, стук и вибрация.

Особое влияние на надежность хладонового компрессора и холодильного агрегата оказывает наличие в его системе неконденсирующихся примесей, которые остаются в ней после вакуумирования или образуются в результате протекания вышеуказанных физико-химических процессов.

Проведенные исследования влияния неконденсирующихся примесей на энергетические и температурные параметры холодильного агрегата и вероятность попадания при этом хладонового компрессора в аварийный режим показали (рис. 2.4), что температура обмоток электродвигателя хладонового компрессора, находящегося в составе испытываемого холодильного агрегата до давления воздуха в его герметичной системе, равного 30 мм рт.ст., практически не меняется. При повышении давления на 30 мм рт.ст. температура обмоток увеличивается на 1 °С, а при росте давления на 300 мм рт. ст. происходит резкий скачок температуры обмоток.

Зависимость потребляемой мощности и давления конденсации от остаточного давления воздуха имеет тот же вид, что и температура обмоток (рис. 2.5). Так, при повышении давления на 30 мм рт. ст. потребляемая мощность возрастает на 1,5 Вт, а давление конденсации — на 0,07 МПа.

Рис. 2.5. Зависимость потребляемой мощности холодильным агрегатом W и давления конденсации Ркд от остаточного давления в нем Р; W — график изменения потребляемой мощности холодильным агрегатом (компрессором); Лсд — график изменения давления конденсации в холодильном агрегате

В табл. 2.2 приводятся результаты испытаний холодильного агрегата при рабочем напряжении, равном 0,85 U_H, для определения вероятности попадания холодильного агрегата в аварийный режим из-за роста температуры его обмоток. До давления конденсирующихся примесей 150 мм рт.ст. запуск хладонового компрессора происходит нормально (время запуска 0,4… 1 с). При давлении 150…350 мм рт.ст. холодильный агрегат запускается в течение 2…3,5 с, при давлении более 350 мм рт.ст. — после 2…6 циклов срабатывания защитного реле.
< br />В табл. 2.3 приведены результаты испытаний холодильников с различным остаточным давлением воздуха в системе агрегата в цикличном режиме работы. На рис. 2.6 приведены графики зависимости расхода электроэнергии, средней температуры в шкафу от давления неконденсирующихся примесей. В интервале давлений 30… 50 мм рт. ст. расход электрической энергии увеличивается на 0,9, а температура в шкафу возрастает на 0,2 °С.

Таблица 2.2
Зависимость времени запуска холодильного агрегата и температуры обмоток его электродвигателя от остаточного давления неконденсирующихся примесей

Зависимость параметров холодильника (морозильника) от остаточного давления воздуха в холодильном агрегате

При давлении неконденсирующихся примесей более 150 мм рт. ст. расход электрической энергии увеличивается уже в 1,4 раза, а температура в шкафу — на 0,3 °С.

Хладоновый компрессор частично проворачивается за время срабатывания защитного реле. Включение холодильника после продолжительной работы в аварийном режиме может произойти только при положении поршня компрессора в верхней «мертвой» точке.

Испытания при U=1,1Uн показали, что температура обмоток электродвигателя компрессора растет, что усугубляет условия попадания его в аварийный режим.

Отказ герметичного агрегата бытового холодильника или морозильника является случайной величиной дискретного типа и зависимость плотности распределения частоты их отказов от времени соответствует теоретическому нормальному двухпараметрическому закону распределения Гаусса (рис. 2.7). Данному закону подчиняются, как правило, наработки на отказ изделий, испытывающих воздействие объективных факторов, которые приводят к монотонному изменению параметров машины.

Рис. 2.6. Зависимость потребляемой мощности W и температуры рабочей обмотки электродвигателя компрессора t от остаточного давления Р неконденсирующихся примесей в холодильном агрегате: W — график изменения потребляемой мощности холодильным агрегатом (компрессором); t — график изменения температуры рабочей обмотки электродвигателя компрессора

Статистический анализ данных о величине наработки на отказ показывает, что наибольшее число холодильных машин поступает в ремонт, отработав от 6 до 14 лет.

Рис. 2.7. Зависимость плотности распределения частоты отказов W/h от срока эксплуатации холодильного прибора:
1 — эмпирическое распределение; 2 — теоретическое распределение

Согласно ГОСТ 16317 — 76 срок службы бытового холодильника или морозильника должен составлять не менее 15 лет при условии выполнения правил эксплуатации. Однако установлено, что у населения имеется значительное количество холодильников с большим сроком эксплуатации. Объясняется это тем, что фактический срок службы холодильников значительно превышает срок службы, установленный ГОСТом. По статистике известно, что многие холодильники функционируют 30 лет и более. Немаловажное значение в этом имеет организация системы технического обслуживания и ремонта. Установлено, что интенсивность отказов холодильников из-за достижения предельного периода эксплуатации составляет 3… 5 % в год.