Какие процессы происходят внутри домашнего холодильника
ТЕПЛОВЫЕ И ВОЗДУШНЫЕ ПОТОКИ
В работе холодильника используют основные законов термодинамики. Как это происходит, следует рассмотреть подробно. Прежде всего, нужно отметить простые, интуитивно понятные факты:
- Холодильник отбирает тепло из объектов, которые находятся внутри него, а не целенаправленно охлаждает продукты.
- Тепло распространяется от теплых предметов к более холодным. Чем выше разность температур объектов, тем быстрее перемещается тепло, и так происходит, пока температура станет везде одинаковой.
Когда в холодильник кладут теплые продукты, тепловая энергия уходит из них в окружающий воздух морозильной камеры или низкотемпературного отделения. Содержимое в результате охлаждается, и этот эффект мы отмечаем, как желательный. Но поскольку воздух нагрелся, его тоже, в свою очередь, нужно где-то охладить.
Для удаления избытка тепла из нагретого воздуха и замены его возле охлаждаемых продуктов важна правильная организация воздушных потоков. Движение воздуха осуществляет принудительная вентиляция. Воздух проходит через испаритель, оснащенный вентилятором.
Там тепло передается хладагенту (обычно газу фреону) быстро, поскольку велика разность температур. Температура фреона достаточно низкая – от -10ºС до -40ºС. В классических холодильниках хладагент протекает по каналам в стенках морозильной камеры и радиаторам, выступающим внутрь основной камеры.
Их располагают сверху, чтобы более тяжелый холодный воздух опускался вниз самотоком.
СИСТЕМА РАЗМОРАЖИВАНИЯ
При открывании двери холодильника внутрь попадает много теплого и насыщенного влагой воздуха.
Испаритель очень холодный, и вода сразу конденсируется на его поверхности, покрывая ее инеем, а затем – все более толстым слоем намерзшего льда. Лед препятствует теплообмену между воздухом и фреоном.
Эффективность работы холодильника падает, он потребляет больше электроэнергии и сильнее изнашивается. Для предотвращения этого нужно время от времени размораживать холодильник.
Современные системы размораживают по таймеру – через 6-12 часов охлаждение воздуха прекращается, несколько минут лед тает, и поверхность испарителя освобождается от него. Таймер бывает механический или автоматический.
Сложная электроника или ручной таймер регулярно прекращает работу компрессора и включает оттайку (электронагреватель), которая подогревает испаритель. Стекающую воду собирают в поддон через дренажные отверстия, откуда она испаряется, если воды много – придется ее вылить вручную.
Для защиты охлаждающего контура от перегрева при оттаивании устанавливают термостат. Он размыкает электрическую цепь по достижении определенной температуры.
КОНТРОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ
Охлажденные продукты выделяют меньшее количество тепла, воздух остается холодным длительное время. Термостат регулирует процесс, включая и выключая компрессор на основании показаний термометра. Рабочий диапазон температур настраивают рукояткой регулировки, обычно он составляет несколько градусов.
Как правило, в холодильнике лишь один испаритель, он поставляет холодный воздух повсюду – в морозилку и основное отделение.
Для поддержания в морозилке более низкой температуры охлажденный воздух преимущественно находится в ней, лишь малое его количество поступает в другие отсеки.
Баланс воздуха между морозильником и основным отделением регулируют заслонкой. Она находится в канале, соединяющем отсеки, и работает под управлением отдельного регулятора.
КУДА УХОДИТ ТЕПЛО?
Нагретый фреон из испарителя подают в компрессор, где сжимают поршнем и он сильно нагревается, согласно законам термодинамики.
Электрическая энергия из сети переходит в обмотках двигателя в механическую, а затем в поршневой камере – в тепловую. Законы сохранения выполняются безупречно.
Вывести излишнее тепло из раскаленного фреона просто, он горячее комнатного воздуха и охлаждается при прохождении через конденсатор – решетку, выступающую наружу на задней стороне холодильника.
В «продвинутых» моделях холодильников воздух продувается через конденсатор отдельным вентилятором. Тепло конденсатора можно использовать для испарения воды из поддона, стекающей в него при разморозке. Таким образом, влага возвращается туда, откуда пришла – в окружающую холодильник атмосферу.
Охлажденный в конденсаторе фреон поступает обратно в холодильный контур, где компрессор создает разрежение, и газ расширяется, достигая очень низких температур. Цикл повторяется. Задача инженеров-разработчиков – правильно рассчитать объем и форму камер холодильника, мощность устройств, чтобы КПД системы был максимальным.
Современные холодильники в этом отношении доведены до идеала.
Статья специально написана простыми словами, чтобы обычный владелец любого бытового холодильника смог бы разобраться в устройстве этой техники.
СТАТЬЯ № 2
Дополнительная информация по теме:
Что такое система NO FROST
Несколько советов: как выбрать домашний холодильник
Размораживание холодильника
Краткие советы по эксплуатации холодильных систем
Принцип работы холодильников NO FROST
Что может барахлить в старом холодильнике
Вызов мастера на дом для ремонта холодильника
Устройство двухкамерного холодильника
Устройство однокамерного холодильника
Виды холодильников
Устройство и принцип работы холодильной установки
Сегодня в охлаждении нуждается огромное количество продуктов, а еще без холода невозможно реализовать многие технологические процессы. То есть с необходимостью применения холодильных установок мы сталкиваемся в быту, в торговле, на производстве. Далеко не всегда удается использовать естественное охлаждение, ведь оно сможет понизить температуру лишь до параметров окружающего воздуха.
На выручку приходят холодильные установки. Их действие основано на реализации несложных физических процессов испарения и конденсации.
К преимуществам машинного охлаждения относится поддержание в автоматическом порядке постоянных низких температур, оптимальных для определенного вида продукта.
Также немаловажными являются незначительные удельные эксплуатационные, ремонтные затраты и расходы на своевременное техническое обслуживание.
Как работает холодильная машина
Для получения холода используется свойство холодильного агента корректировать собственную температуру кипения при изменении давления. Чтобы превратить жидкость в пар, к ней подводится определенное количество теплоты. Аналогично конденсация парообразной среды наблюдается при отборе тепла. На этих простых правилах и основывается принцип работы холодильной установки.
Это оборудование включает в себя четыре узла:
- компрессор
- конденсатор
- терморегулирующий вентиль
- испаритель
Между собой все эти узлы соединяются в замкнутый технологический цикл при помощи трубопроводной обвязки. По этому контуру подается холодильный агент. Это вещество, наделенное способностью кипеть при низких отрицательных температурах.
Этот параметр зависит от давления парообразного хладагента в трубках испарителя. Более низкое давление соответствует низкой температуре кипения.
Процесс парообразования будет сопровождаться отнятием тепла от той окружающей среды, в которую помещено теплообменное оборудование, что сопровождается ее охлаждением.
При кипении образуются пары хладагента. Они поступают на линию всасывания компрессора, сжимаются им и поступают в теплообменник-конденсатор. Степень сжатия зависит от температуры конденсации. В данном технологическом процессе наблюдается повышение температуры и давления рабочего продукта.
Компрессором создают такие выходные параметры, при которых становится возможным переход пара в жидкую среду. Существуют специальные таблицы и диаграммы для определения давления, соответствующего определенной температуре. Это относится к процессу кипения и конденсации паров рабочей среды.
Конденсатор – это теплообменник, в котором горячие пары хладагента охлаждаются до температуры конденсации и переходят из пара в жидкость. Это происходит путем отбора от теплообменника тепла окружающим воздухом. Процесс реализуется при помощи естественной или же искусственной вентиляции. Второй вариант зачастую применяется в промышленных холодильных машинах.
После конденсатора жидкая рабочая среда поступает в терморегулирующий вентиль (дроссель). При его срабатывании давление и температура понижается рабочих параметров испарителя. Технологический процесс вновь идет по кругу. Чтобы получить холод необходимо подобрать температуру кипения хладагента, ниже параметров охлаждаемой среды.
На рисунке представлена схема простейшей установки, рассмотрев которую можно наглядно представить принцип работы холодильной машины. Из обозначений:
- «И» — испаритель
- «К» -компрессор
- «КС» — конденсатор
- «Д» — дроссельный вентиль
Стрелочками указано направление технологического процесса.
Помимо перечисленных основных узлов, холодильная машина оснащается приборами автоматики, фильтрами, осушителями и иными устройствами. Благодаря им установка максимально автоматизируется, обеспечивая эффективную работу с минимальным контролем со стороны человека.
В качестве холодильного агента сегодня в основном используются различные фреоны. Часть из них постепенно выводится из употребления ввиду негативного воздействия на окружающую среду. Доказано, что некоторые фреоны разрушают озоновый слой. Им на смену пришли новые, безопасные продукты, такие как R134а, R417а и пропан. Аммиак применяется лишь в масштабных промышленных установках.
Теоретический и реальный цикл холодильной установки
На этом рисунке представлен теоретический цикл простейшей холодильной установки. Видно, что в испарителе происходит не только непосредственно испарение, но и перегрев пара. А в конденсаторе пар превращается в жидкость и несколько переохлаждается. Это необходимо в целях повышения энергоэффективности технологического процесса.
Левая часть кривой – это жидкость в состоянии насыщения, а правая – насыщенный пар. То, что между ними – паро-жидкостная смесь. На линии D-A` происходит изменение теплосодержания холодильного агента, сопровождающееся выделением тепла. А вот отрезок В-С` наоборот, указывает на выделение холода в процессе кипения рабочей среды в трубках испарителя.
Реальный рабочий цикл отличается от теоретического ввиду наличия потерь давления на трубопроводной обвязке компрессора, а также на его клапанах.
Чтобы компенсировать данные потери работа сжатия должна быть увеличена, что снизит эффективности цикла. Данный параметр определяется отношением холодильной мощности, выделяемой в испарителе к мощности, потребляемой компрессором и электрической сети.
Эффективность работы установки – это сравнительный параметр. Он не указывает непосредственно на производительность холодильника. Если данный параметр 3,3, это будет указывать, что на единицу электроэнергии, потребляемой установкой, приходится 3,3 единицы произведенного ею холода.
Чем больше этот показатель, тем выше эффективность установки.
Устройство и принцип работы холодильной установки
Принцип работы холодильника и схема его устройства: из чего состоит однокамерный и двухкамерный агрегат
Чтобы сориентироваться при выходе из строя кухонного оборудования, многие домохозяйки вынуждены разбираться в принципе работы многих устройств, таких как: электроплита, микроволновая печь, холодильник и другие.
Главная функция холодильной камеры — сохранение питательных продуктов в свежем состоянии, поэтому она должна работать постоянно, а услугами специалиста по ремонту невозможно воспользоваться мгновенно.
Понимание того, как работает холодильник, поможет сэкономить финансовые и временные ресурсы, а многие неисправности можно будет починить своими руками.
Всем известно как работает холодильник, простыми словами — это оборудование замораживает и охлаждает самые разные продукты, позволяя избежать их порчи в течение некоторого времени.
При этом далеко не все знают определенные особенности данного устройства: из чего состоит холодильник, откуда берется холод во внутренней плоскости камеры, как он создается рефрижератором и почему устройство время от времени выключается.
Чтобы разобраться в данных вопросах, необходимо подробно рассмотреть принцип работы холодильника. Для начала отметим, что холодные воздушные массы возникают не сами: уменьшение температуры воздуха осуществляется внутри камеры в процессе функционирования агрегата.
Данное холодильное оборудование включает в себя несколько основных частей:
- хладагент;
- испаритель;
- конденсатор;
- компрессор.
Компрессор — это своеобразное сердце любой холодильной установки. Этот элемент отвечает за циркуляцию хладагента по большому количеству специальных трубочек, часть которых расположена сзади холодильника. Остальные части замаскированы во внутренней части камеры под панелью.
При работе компрессор, как и всякий мотор, подвергается значительному нагреву, поэтому ему необходимо некоторое время для остывания. Чтобы этот агрегат не утратил работоспособность из-за перегрева, в него встроено реле, размыкающее электроцепь при определенных температурных показателях.
Трубки, расположенные на наружной поверхности холодильного оборудования — это конденсатор. Он предназначен для выделения тепловой энергии наружу. Компрессор, осуществляя перекачку хладагента, отправляет его внутрь конденсатора посредством высокого давления.
В итоге вещество с газообразной структурой (изобутан или фреон) становится жидким и начинает нагреваться. Лишнее тепло при этом рассеивается в помещении, чтобы охлаждение хладагента произошло естественным путем.
Именно по этой причине запрещено устанавливать нагревательные приборы рядом с холодильниками.
Хозяева, которые знают о принципе работы холодильного шкафа, стараются устроить своему «кухонному помощнику» самые оптимальные условия для охлаждения конденсатора и компрессора. Это позволяет продлить срок его эксплуатации.
Для получения холода во внутренней камере есть иная часть трубочной системы, в которое сжиженное газообразное вещество отправляется после конденсатора — она называется испарителем. Этот элемент отделен от конденсатора осушающим фильтром и капилляром. Прицип охлаждения внутри камеры:
- Оказываясь в испарителе, фреон начинает закипать и расширяться, вновь преобразуясь в газ. При этом осуществляется поглощение тепловой энергии.
- Трубки, находящиеся в камере, охлаждают не только воздушные массы агрегата, но и охлаждаются сами.
- Затем хладагент снова отправляется в компрессор, и цикл повторяется.
Для того чтобы питательные продукты не заледенели внутри холодильника, в оборудование встроен терморегулятор. Специальная шкала дает возможность выставить необходимую степень охлаждения, и после достижения нужных значений оборудование автоматически выключается.
Однокамерные и двухкамерные модели
Агрегат, охлаждающий воздух, в каждом рефрижераторе имеет общий принцип устройства. Однако отличия в функционировании разного оборудования все же имеются. Они основываются на особенностях перемещения хладагента в холодильных шкафах с одной или парой камер.
Схема, которая была представлена чуть выше, характерна для моделей однокамерного типа. Независимо от места расположения испарителя принцип функционирования будет единым.
Однако если морозильная камера расположена под или над охлаждающим отсеком, то для стабильной и полноценной работы рефрижератора необходим дополнительный компрессор.
Для морозилки принцип работы будет прежним.
Охлаждающий отсек, в котором температурные показатели не опускаются ниже нулевой отметки, запускается лишь после того, как морозильник охладился в достаточной степени и выключился.
Как раз в это мгновение хладагент из морозильной системы отправляется в камеры с положительной температурой, и цикл испарения/конденсации проходит уже на более низком уровне, потому невозможно точно сказать, сколько нужно проработать холодильному оборудованию до автоматического выключения. Тут все зависит от настройки терморегулятора и объема камеры-морозилки.
Функция быстрой заморозки
Данная функция характерна для двухкамерных холодильников. В таком режиме холодильник может беспрерывно работать достаточно долго. Предназначена же быстрая заморозка для эффективного промораживания продуктов в больших объемах.
После активации опции, на панели зажигаются специальные светодиодные индикаторы, показывающие, что компрессор запущен. Тут нужно учитывать то, что функционирование агрегата не будет остановлено автоматически, а слишком долгая работа холодильника может негативно сказаться на его состоянии.
После ручного отключения установки индикаторы сами погаснут, а компрессорный привод выключится.
Современные холодильники оснащены большим количеством самых разных функций. И сегодня домохозяйки знают о существовании функции автоматической разморозки. Необмерзающие и капельные холодильные системы сделали человеческую жизнь гораздо проще, но принцип действия холодильника остался прежним.
Как работает холодильник (простыми словами)
Работа холодильников, будь они простыми моделями или навороченными, основана на одном базовом принципе. Зная его и устройство холодильника, несложно обеспечить хранителю продуктов оптимальные условия эксплуатации, что продлит срок его службы. Эти знания также пригодятся, когда потребуется устранить мелкие, а в ряде случаев и крупные неисправности своими силами.
Холодильник ATLANT XM-4008-022.
Как устроен холодильник
Любой современный холодильный агрегат состоит из следующих частей:
- поршневого компрессора, который обеспечивает циркуляцию хладагента;
- испарителя расположенного внутри холодильника, забирающего тепло из камеры;
- конденсатора (охладителя) размещённого на задней или боковой стенке агрегата, отводящего тепло в окружающую среду;
- терморегулирующего вентиля, поддерживающего давление на необходимом уровне;
- хладагента (как правило, фреон), который циркулирует внутри трубопроводов, перенося тепло от испарителя к охладителю.
Схема холодильника ATLANT МХМ 1709-00.
Устройство двухкамерного холодильника Атлант.
Как образуется холод
Принцип работы холодильника основан на том, что хладагент, попадая в испаритель, резко расширяется, переходя в газообразное состояние. Поэтому его температура падает, и он становится холоднее воздуха в камере. В результате температура в ней понижается, а фреон становится теплей.
В отличие от современных холодильников, у которых испаритель изготовлен в виде отдельно расположенных трубок из алюминия или пластин, в старых моделях для этой цели использованы стенки камеры.
Затем газообразный фреон, пройдя через фильтр-осушитель, сжимается компрессором и попадает в охладитель. Остывая, он становится жидким и через капиллярную трубку опять подаётся в испаритель. Повторение циклов происходит до достижения заданной температуры.
Капиллярная трубка
Капиллярная трубка — это важная деталь в любом холодильнике. Она выполняет главную задачу – передачу хладагента (фреона) в испаритель холодильного агрегата. Капиллярная трубка – это, такая труба, которая создает разницу в давлении между испарителем и конденсатором. При помощи капилляра происходит подача в испаритель нужного количества фреона.
Компрессор
Его по праву называют сердцем холодильного агрегата. Его задачей является создание разницы давления между нагнетательной и приёмной трубками для обеспечения надёжной циркуляции хладагента.
Поэтому от того, как работает компрессор — зависит функциональность всего агрегата. Для бытовых рефрижераторов применяют герметично закрытые корпусы, в которые помещены компрессор и электромотор.
Для смазки подвижных частей используется специальное масло.
Два компрессора двухкамерного холодильника Атлант.
Защита электродвигателя осуществляется с помощью пускозащитного реле, которое подключает пусковую обмотку во время запуска и отключает мотор при перегреве. Для защиты компрессора от попадания влаги служит фильтр-осушитель. Инверторный компрессор в холодильнике, который установлен на современных моделях, позволяет значительно продлить срок службы агрегата.
При желании можно подсчитать эффективность работы компрессора. Для этого нужно засечь время работы Т1 и время отдыха Т2. Затем Т1/(Т1 + Т2) = эффективность. При значениях менее 0,2 требуется корректировка заданной температуры в камере в сторону понижения. Если выше 0,6 — неисправен уплотнитель двери или она перекошена.
Магнитная лента на холодильнике и её замена.
Особенности одно и двухкамерных холодильников
Несмотря на объединяющий их принцип работы — различия всё-таки есть. В большинстве однокамерных холодильников испаритель размещён в морозильном отсеке. В перегородке между ним и остальным объёмом камеры сделаны окна со шторками, которыми регулируется приток холодного воздуха. Надёжно, эффективно и проще некуда!
Двухкамерный холодильник, на котором есть только один компрессор, имеет по испарителю в каждой камере. Поначалу хладагент поступает в испаритель морозилки. После понижения в ней температуры фреон переходит в испаритель холодильной камеры. Когда температура в ней достигает заданного терморегулятором значения, отключается компрессор.
С недавних пор стали популярны модели с двумя компрессорами, каждый из которых предназначен для работы с одной камерой. Это позволяет устанавливать в каждой камере свою температуру.
На первый взгляд кажется, что холодильный агрегат с одним компрессором экономичней.
Однако это не совсем так, поскольку при необходимости у двухмоторных моделей возможно отключение одной камеры без ущерба для работы другой, что недопустимо у холодильников с одним компрессором.
Некоторые производители вместо второго компрессора применили клапана, управляемые электромагнитными катушками. Они устанавливаются на трубках, через которые фреон поступает в испарители. Это позволяет раздельно устанавливать температуру в камерах и отключать любую их них.
Электрическая схема холодильника Атлант 1709-02, 1700-02.
А1 – блок индикации В4-01-4,8 блок индикации М4-01-4,8, В1 – терморегулятор К-59 L2174, терморегулятор ТАМ 133-1М, EL –лампа освещения холодильной камеры, S1 – выключатель ВМ-4,8 , S2-выключатель, B2- терморегулятор К-56 L1954, терморегулятор Там145-2м-29-2,0-4,8-9-А, R1-нагреватель замораживания HX -01, RH1-тепловое реле компрессора, RA1-пусковое реле компрессора, CO1 – электродвигатель компрессора
Влияние температуры окружающего воздуха
Зная, как работает холодильник, нетрудно догадаться, что ставить его около отопительных приборов нельзя, так как нарушится работа конденсатора. Простейшая логика подсказывает, что холодильник на морозе будет работать лучше. Однако это неверно, так как придётся столкнуться с несколькими проблемами:
Принцип действия абсорбционных холодильников
В этих агрегатах, работающих на принципе испарения хладагента, которым является аммиак, нет компрессора. Циркуляция поддерживается за счёт растворения его в воде, производимого в абсорбере. После чего аммиачный раствор направляется в десорбер, а затем в дефлегматор, где происходит разделение раствора на составляющие.
После прохода конденсатора аммиак переходит в жидкое состояние и через абсорбер возвращается в испаритель. Если сказать понятными словами абсорбер — это ёмкость для создания и хранения раствора, десорбер — испаритель, дефлегматор — охладитель. Для улучшения рабочих характеристик в раствор добавляется водород или иной инертный газ.
В быту холодильники этого вида встречаются крайне редко, так как недолговечны по сравнению с компрессионными моделями, а аммиак ядовит.
Холодильники с системой No Frost
В дословном переводе название системы означает: “без инея”. Это достигается с помощью встроенного вентилятора, который передаёт холод от единственного испарителя, размещённого в морозилке. Сначала холодный воздух распространяется внутри морозильной камеры, а затем через отверстия переходит в холодильный отсек.
За счёт циркуляции воздуха достигается равномерное распределение температуры в камерах. Для удаления наледи используется электронагреватель, находящийся под испарителем, который включается по сигналу таймера несколько раз в сутки. Образующаяся вода выводится наружу. В остальном устройство и принцип работы те же, что у обычных моделей.
Режим быстрой заморозки
Этой функцией обладает, например, холодильник Атлант и многие другие двухкамерные модели. Чтобы обеспечить быстрое замораживание продуктов, в этом режиме компрессор холодильника работает непрерывно, пока не будет нажата кнопка отключения функции. В моделях с электронным управлением отключение производится автоматически. Не рекомендуется пользоваться этим режимом более 3 суток.
принцип работы холодильника, устройство холодильника, как работает холодильник
- Главная
- принцип работы холодильника
Холодильный агрегат работает следующим образом. Мотор-компрессор откачивает пары фреона из испарителя и нагнетает их в конденсатор. В конденсаторе пары фреона охлаждаются и конденсируются. Далее жидкий фреон через фильтр-осушитель и капиллярный трубопровод попадает в испаритель.
Гидравлическое сопротивление капиллярного трубопровода подбирается таким образом, чтобы создать определенную разность давления всасывания и конденсации, которое создает компрессор, при которой через трубопровод проходило определенное количество жидкости. Каждый капилляр соответствует определенному мотор-компрессору.
На входе фреона в испаритель, давление падает от давления конденсации до давления кипения. Этот процесс называется дросселированием. При этом происходит вскипание фреона, поступая в каналы испарителя фреон кипит, энергия необходимая для кипения в виде тепловой, забирается от поверхности испарителя, охлаждая воздух в холодильнике.
Пройдя через испаритель жидкий фреон превращается в пар, который откачивается компрессором. Количество отводимой холодильной машиной теплоты, приходящейся на единицу затраченной электрической энергии называется холодильным коэффициентом холодильника.
1 – конденсатор, 2 – капиллярная трубка, 3 – мотор-компрессор,
4 – испаритель, 5 – фильтр-осушитель, 6 – обратная трубка
Мотор-компрессор – основной узел любого холодильного агрегата. Назначение компрессора состоит в обеспечении циркуляции охлаждающего вещества (фреона) по системе трубопроводов холодильного агрегата. Холодильник может быть укомплектован как одним, так и двумя компрессорами.
В состав мотор-компрессора входит электромотор и компрессор.
Двигатель преобразовывает электрическую энергию в механическую, что приводит в действие компрессор В устройстве бытовых холодильников используются герметичные поршневые мотор-компрессоры, конструкция предполагает расположение электродвигателя во внутренней части корпуса компрессора.
Такое расположение электродвигателя предотвращает возможность утечки хладагента сквозь уплотнение вала. Тем самым уменьшая возможность дальнейшего ремонта холодильника. С целью поглощения вибраций, возникающих во время работы, используется подвеска компрессора.
Подвеска, в свою очередь, бывает внутренней (двигатель компрессора подвешивается внутри корпуса) и внешней (корпус компрессора подвешивается на пружине). В современных моделях бытовых холодильников в основном используется внутренняя подвеска, так как она значительно эффективнее способна поглощать вибрации компрессора, чем наружная. Смазывают компрессор специальными рефрижераторными маслами, способными хорошо взаимодействовать с хладагентом
Конденсатор – теплообменный аппарат для отвода тепла от конденсирующихся (превращающихся в жидкость) паров фреона к окружающей среде. Это обусловлено предварительным повышением давления паров в компрессоре и отводом от ник тепла в конденсаторе.
На холодильниках с естественным охлаждением конденсатор в виде змеевика или щита устанавливают на задней стенке (снаружи или внутри). Холодильники больших размеров обычно оснащены конденсаторами, имеющими вид радиаторов, их устанавливают рядом с компрессором, внизу. Вентилятор обеспечивает их нормальное охлаждение.
Конденсатор обязательно должен хорошо охлаждаться – это залог нормальной работы холодильника.
Испаритель – теплообменный аппарат для охлаждения непосредственно продукта в результате кипения в нем жидкого фреона. Кипение в испарителе при низкой температуре и соответствующем давлении происходит за счет теплоты, отнимаемой от охлаждающей среды.
Капиллярная трубка – предназначена для дросселирования перед испарителем жидкого фреона и снижения его давления от давления конденсации до давления кипения с соответствующим понижением давления. Представляет собой медный трубопровод длиной 1.5 – 3м с внутренним диаметром 0.6 – 0.85 мм. Устанавливается между конденсатором и испарителем
Фильтр-осушитель – устанавливается у входа в капиллярную трубку для предохранения ее от засорения твердыми частицами, для поглощения влаги из фреона и предотвращения замерзания ее на выходе из капиллярной трубки. Корпус патрона фильтра состоит из медной трубки длиной 105-140 мм и диаметром 18..12 мм с вытянутыми концами, в отверстия которых впаивают соответственно трубопровод конденсатора и капилляр. В корпус фильтра помещают цеолит между молекулярными сетками, установленными на входе и выходе из патрона.
Докипатель – представляет из себя емкость, установленную между испарителем и всасывающим патрубком компрессора. Предназначен для докипания жидкого фреона и предотвращения попадания его в компрессор, что может привести к выходу из строя компрессора. Размещают докипатель в охлаждаемом объеме — как правило в морозильной камере. Докипатель может быть алюминиевым или медным.
Работу бытового холодильника обеспечивает электрическая схема.
1 – терморегулятор, 2 – кнопка принудительной оттайки, 3 – реле тепловой защиты, 3.1. – контакты реле, 3.2. – биметаллическая пластина, 4 – электродвигатель мотор-компрессора, 4.1. – рабочая обмотка, 4.2. – пусковая обмотка, 5 – пусковое реле, 5.1. – контакты реле, 5.2. – катушка релеПри подаче напряжения в схему электрический ток проходит: через замкнутые контакты терморегулятора 1, копки принудительной оттайки 2, реле тепловой защиты 3, (контакт 3.1, биметаллическая пластина 3.2), пусковое реле 5 (катушку 5.2, контакты 5.1 разомкнуты) и рабочую обмотку 4.1 электродвигателя мотор-компрессора 4. Поскольку двигатель не вращается, ток, протекающий через его рабочую обмотку, в несколько раз превышает номинальный. Пусковое реле 5 устроено таким образом, что при превышении номинального значения тока замыкаются контакты 5.1, подключая к цепи пусковую обмотку электродвигателя, который начинает вращаться, в результате чего, ток в рабочей обмотке снижается, контакты пускового реле размыкаются, но двигатель продолжает работать в нормальном режиме за счет рабочей обмотки. При достижении заданной температуры, контакты терморегулятора размыкаются и электродвигатель компрессора останавливается. Для отключения электродвигателя при опасном повышении силы тока предназначено реле тепловой защиты. С одной стороны оно защищает электродвигатель от перегрева и поломки, а с другой от пожара. Реле состоит из биметаллическое пластины 3.2., которая при опасном повышении силы тока нагревается и, изгибаясь, размыкает контакты 3.1. После остывания биметаллической пластины контакты снова замыкаются.
РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКА СВОИМИ РУКАМИ Сделать самому можно следующее -поменять терморегулятор холодильника. Для этого понадобится отвертка и мультиметр. Признаки дефекта терморегулятора : холодильный прибор не работает, компрессор не запускается, при повороте ручки терморегулятора в по часовой стрелке ситуация не меняется или при установке
Принцип работы холодильника
У каждого из нас дома есть холодильник. Сложно себе представить, что еще каких-то 80 лет назад этот бытовой прибор еще не изобрели. Но далеко не каждый задумывается об устройстве и принципе действия холодильника.
А ведь это очень интересный и познавательный момент: знания о том, как работает ваш холодильник, всегда могут пригодиться в случае каких-либо неисправностей или поломки, а также помогут выбрать хорошую модель при покупке.
Принцип работы бытового холодильника
Работа обычного бытового холодильника основывается на действии хладагента (чаще всего это фреон). Это газообразное вещество перемещается по замкнутому контуру, меняя свою температуру. Достигая под давлением точки кипения (а у фреона это от -30 до -150°С), он испаряется и отнимает тепло у стенок испарителя. В результате этого температура внутри камеры снижается в среднем до 6°С.
«Помогают» работе хладагента такие составляющие холодильника, как компрессор (создает нужное давление), испаритель (забирает тепло изнутри холодильной камеры), конденсатор (отдает тепло в окружающую среду) и дросселирующие отверстия (вентиль терморегуляции и капилляр).
Отдельно следует сказать о принципе работы компрессора холодильника. Он предназначен для того, чтобы регулировать перепады давления в системе. Компрессор затягивает испаренный хладагент, сжимает его и выталкивает обратно в конденсатор.
При этом температура фреона повышается, и он опять превращается в жидкость. Работает холодильный компрессор за счет электродвигателя, который располагается внутри его корпуса.
Как правило, в холодильниках используются герметичные поршневые компрессоры.
Таким образом, принцип действия холодильника можно коротко описать как процесс отдачи внутреннего тепла в окружающую среду, в результате которого воздух в камере охлаждается. Этот процесс носит название «цикл Карно». Именно благодаря ему продукты, которые мы храним в холодильнике, долгое время не портятся благодаря постоянно поддерживаемой низкой температуре.
Также следует отметить, что в разных местах холодильника температура также различна, и этот факт можно использовать для хранения разных продуктов.
В дорогих современных холодильниках типа Side-by-Side существует четкое разделение на зоны: это обычное холодильное отделение, «нулевая зона» (biofresh) для мяса, рыбы, сыров, колбас и овощей, морозильная камера и зона так называемой суперзаморозки.
Последняя характеризуется очень быстрым (в течении нескольких минут) замораживанием продукта до -36°С. В результате образуется кристаллическая решетка принципиально иной формы, при этом сохраняется больше полезных веществ, чем при обычной заморозке.
Принцип работы холодильника ноу фрост
Холодильники с системой ноу-фрост (no frost) работают по такому же принципу, но определенное отличие существует в системах разморозки. Обычные бытовые холодильники с испарителем капельного типа необходимо периодически размораживать, чтобы иней, намерзший на стенке камеры, не мешал дальнейшей работе агрегата.
Вам не придется беспокоиться об этом, если ваш холодильник оснащен системой ноу фрост. Благодаря непрерывному процессу циркуляции холодного воздуха внутри камеры влага, намерзающая на стенках, оттаивает и стекает в поддон, откуда она вновь испаряется.
Холодильники ноу фрост — это приборы нового поколения, более удобные в пользовании, чем старые модели с капельной системой. Они менее энергозатратны, а охлаждение продуктов в них происходит более равномерно.
Однако и у них есть свои недостатки, основанные на описанном выше принципе работы. Из-за того, что в камере постоянно циркулирует воздух, он забирает влагу из продуктов питания, которые со временем высыхают.
Поэтому в ноу-фрост продукты следует хранить только в закрытых емкостях.
Теперь, зная о том, как должен работать холодильник, у вас не будет проблем с выбором и покупкой нового агрегата и его эксплуатацией.
Принцип работы холодильника
По принципу действия можно выделить четыре типа холодильников. Два типа, находящихся первыми в списке, из-за высокой стоимости и низкого коэффициента отдачи особого распространения не получили, в отличие от оставшихся двух типов. Итак, работать холодильник может по принципу:
- вихревого охлаждения;
- абсорбции;
- термоэлектричества;
- компрессии.
Холодильные установки, применяемые в быту и на производствах, могут быть компрессионными, термоэлектрическими или абсорбционными.
Имея некоторые довольно существенные различия, работают они по схожему принципу: в холодильной камере температура снижается благодаря поглощению тепла жидким и испаряющимся охладительным агентом.
В холодильнике компрессионного типа в качестве хладагента обычно используется фреон, в абсорбционном – аммиак.
Основные элементы холодильника
Ни один холодильник не сможет работать, если в нем отсутствует хотя бы один из основных конструкционных элементов:
- Охладительный агент. В его роли выступает газ, движущийся по замкнутому кругу и переносящий тепло.
- Конденсатор. Устройство, выводящее тепло наружу из холодильной камеры. Представлен в виде решетки на задней части холодильника.
- Компрессор – мотор, нагнетающий давление и заставляющий газ двигаться по замкнутой системе.
- Испаритель – устройство, которое удаляет тепло. В большинстве холодильников в качестве испарителя используется задняя стенка.
Принцип работы компрессионного холодильника
Фреон, применяемый в качестве хладагента, подается на осушающий фильтр, который очистит газ от различных твердых частиц и соберет из него всю лишнюю влагу.
Дегидрированный и очищенный фреон затем вытечет по капиллярной трубке, которая представляет собой некую границу, разделяющую зоны с высоким и низким давлением.
Поступая из трубки в испаритель, где давление снижается с приблизительно 9 атмосфер до 0,1 атмосферы, фреон закипает из-за теплоты тех продуктов, которые были оставлены в камере для охлаждения. Любая жидкость, закипая, испаряется, и фреон не становится исключением: его пары засасывает компрессор, и весь цикл начинается сначала.
Особое внимание стоит уделить механизмам действия каждого элемента холодильника, ведь именно от них и зависит вся работа холодильной машины.
Компрессор включает в себя саму компрессионную установку и небольшой электродвигатель, которые спрятаны в герметичном корпусе.
Именно компрессор можно назвать ключевым устройством, обеспечивающим охлаждение, – его постоянная работа по перегонке фреона гарантирует работу всего цикла.
Конденсаторы на холодильник устанавливаются двух типов:
- щитовой или листотрубный, который похож на лист металла с посаженным на него змеевиком;
- ребристотрубный, представляющий собой змеевик с ребрами.
К примеру, Indesit NBS 18 AA является компрессионным холодильником.
Двухкомпрессионный холодильник – просто одна из разновидностей устройств этого типа, то есть обычный холодильник с морозильной камерой.
Один из компрессоров работает на охлаждение «морозилки», второй – на холодильную камеру. Благодаря этому температура в каждой камере может регулироваться отдельно.
Недостатком такого холодильника будет повышенное потребление им электроэнергии.
Электросистема в компрессионном холодильнике и принцип ее работы
После подключения холодильника к сети ток электричества проходит сквозь замкнутый контакт в терморегуляторе, кнопку заморозки/размораживания, катушку реле пуска и попадает на электродвигатель компрессора.
Так как мотор еще не запущен, электроток, протекающий через его обмотку, превышает предельно допустимый в несколько раз, тем самым замыкает контакты и включает «стартер», размыкая контакты реле пуска.
После охлаждения испарителя до значения, которое установлено на регуляторе температуры, контакты размыкаются и двигатель прекращает работу. Когда температура в холодильной камере повышается до фиксированного показателя, цикл начинается снова.
В зависимости от конструкции того или иного холодильника электросистема может быть выполнена различным образом: реле защиты и пуска могут быть объединены, кнопка размораживания может полностью отсутствовать, часто добавляются те или иные элементы. Однако данная схема является основой работы устройства компрессорного типа без технологии «no frost». Применяется, к примеру, в холодильнике LG GL-M 492 GQQL.
Принцип работы абсорбционного холодильника
Абсорбция – это процесс поглощения некого вещества другим веществом. Так, влага может вбирать аммиак, из-за чего образуется нашатырь, влагу же вбирает, к примеру, соль. По такому же принципу работают и холодильники абсорбционного типа.
Если изначально холодильные установки такого типа появились из-за изучения возможности использования жидкого топлива, с развитием промышленности компрессионные установки практически вытеснили их с рынка.
Однако затем появлялись все новые и новые технологии, и сегодня оба принципа работы на равных используются при производстве холодильных машин.
Вместо компрессора на абсорбционных холодильниках используется своего рода «котел», который нагревается из-за воздействия электрического тока. В котле находится аммиак, который превращается в пар из-за нагрева, а соответственно, и повышает давление в устройстве.
Под действием простых законов физики пары аммиака движутся к конденсатору, где охлаждаются и снова переходят в жидкое состояние. Сама же схема работы практически идентична схеме компрессионного холодильника. Абсорбционный холодильник работает гораздо тише своего компрессионного «собрата», не зависит от скачков напряжения в сети и не имеет легко выходящих из строя подвижных частей.
Но он обладает и своими недостатками: расход электрической энергии несколько повышается, что ведет за собой финансовые затраты.
По этому принципу действия работают холодильники «Морозко».
Принцип работы термоэлектрического холодильника
Чтобы снизить температуру в холодильной камере, тепло из нее выкачивается специальной системой. Обеспечивает это известный эффект Пелтье. В холодильниках данного типа установлены термоэлектрические элементы кубической формы, созданные из различных металлов и объединенные электричеством.
Когда электроток переходит из одного металла в другой, вместе с ним переходит и тепло. Пластина из алюминия поглощает тепло из продуктов в холодильнике, а кубические элементы передают его в стабилизатор, в свою очередь, рассеивающий его наружу через вентилятор.
Большая часть переносных холодильников Nord работает именно по этому принципу.
Каждый из этих типов имеет свои положительные и отрицательные стороны, на учете которых и должен основываться выбор холодильного устройства для домашних или промышленных нужд.
Принцип работы холодильника
Современные холодильники бывают очень непохожи друг на друга. Существует множество типов их классификаций. Основным можно считать разделение холодильников по принципу действия:
- Компрессионный;
- Абсорбционный;
- Термоэлектрический;
- Пароэжекторный (с вихревым охладителем).
Наиболее часто в бытовых холодильниках в настоящее время используется компрессионный принцип. Поэтому кратко рассмотрим устройство и принцип действия холодильника этого типа.
Холодильник представляет собой изотермический шкаф с установленным в нем электрическим оборудованием.
Герметичный шкаф изготавливается из ударопрочного пластика или листовой стали, покрытой белой эмалью. Внутри шкаф также может быть металлическим или пластмассовым.
Дверь состоит из двух панелей с расположенным между ними теплоизолятором.
Для обеспечения герметичности по периметру внутренней стороны оснащают магнитным уплотнителем. В закрытом положении двери удерживаются с помощью магнитных, реже механических затворов. Вдоль стенок, низа и дна холодильника и под внутренней панелью двери проложена теплоизоляция.
В качестве теплоизоляционных материалов используют штапельное стекловолокно, минеральный войлок, пенополистирол и пенополиуретан.
Компрессор – основной элемент холодильника, который закачивает и перегоняет хладагент в конденсатор и затем высасывает его пары из испарителя. В бытовых холодильниках может быть 1-2 компрессора.
Хладагентом – рабочим веществом, отнимающим тепло от объекта – чаще всего выступает фреон.
Конденсатор – металлическая трубка диаметром около 5 мм изогнутая, как правило, в виде «змейки», соединенную через 10-15 мм тонкими металлическими прутиками. В нем происходит переход фреона в жидкое состояние, во время которого в окружающую среду уходит избыточное тепло.
Фильтры-осушители, представляющие собой цилиндры с зауженными краями, устанавливаются в конденсаторе или недалеко от него. Они удаляют воду из системы и очищают фреон от механических загрязнений, образующихся во время эксплуатации.
Испаритель. Его действие противоположно действию конденсатора: при переходе в нем фреона в газообразное состояние поглощается тепло (выделяется холод). Внешний вид полностью аналогичен конденсатору. Может располагаться внутри камер холодильника или же встраиваться в стенки.
Капилляр – медная трубка длиной 1,5-3 м, установленная между испарителем и конденсатором, понижает давление проходящего через него фреона.
Пусковое реле служит для запуска и бесперебойной работы компрессора, а также защищает от перепадов напряжения.
Терморегуляторы (датчики температуры) отслеживают температуру внутри холодильной камеры. Они работают в определенном температурном коридоре, и когда температура выходит за его границы, то включают или отключают компрессор.
Крыльчатки обеспечивают циркуляцию воздуха внутри камеры холодильника.
Лампы, включающиеся автоматически при открытии дверцы холодильника, обеспечивают комфортное освещение внутри него.
Холод образуется при изменении агрегатного состояния холодильного агента, циркулирующего по замкнутому контуру. Хладагент проходит четыре фазы:
- охлаждение и сжижение;
- расширение;
- испарение;
- нагревание и сжатие.
Компрессор выкачивает из испарителя пары фреона и отправляет их по нагнетательной трубке в конденсатор, где они охлаждаются до температуры окружающей среды и переходят в жидкое состояние. Из конденсатора фреон поступает в капиллярную трубку, предварительно пройдя фильтр-осушитель. В капилляре происходит его дросселирование (понижение давления), а затем он поступает в испаритель.При низком давлении хладагент закипает и превращается в пар. Размеры и конструкция испарителя подобраны так, чтобы жидкость испарилась внутри него полностью. В процессе парообразования фреон забирает тепло от испарителя, вследствие чего происходит охлаждение внутреннего объема холодильной камеры. После этого холодильный агент опять отправляется в компрессор.Цикл повторяется до тех пор, пока не сработает терморегулятор, останавливая работу компрессора. Через некоторое время под воздействием окружающей среды температура внутри холодильника снова достигает верхней границы температурного коридора, и терморегулятор запускает компрессор вновь.
В двухкамерных холодильниках, имеющих отдельные холодильную и морозильную камеры, охлаждение каждой из этих частей происходит своим отдельным испарителем. До тех пор, пока испаритель морозильного отделения не достигнет минусовой температуры, в холодильное отделение фреон не поступает.
Технические секреты: как устроены внутри современные холодильники?
Современный холодильник стал привычной частью жизни любого человека. Обычно такое оборудование работает бесперебойно, но следует только случиться неожиданной поломке, как его владелец теряется и впадает в панику.
Причина этому – незнание внутреннего механизма агрегата. Несмотря на расхождение в строении, каждое современное устройство имеет общие черты.
Поэтому, изучив основные детали конструкции, можно рассчитывать на самостоятельное обследование и ее ремонт.
Особенности конструкции
Для полноценной работы холодильника необходим фреон. Этот газ быстро меняет свои состояния, что позволяет ему успешно понижать температуру, тем самым способствуя бережному сохранению продуктов. Безопасность этого хладагента неоднократно подтверждалась практикой, поэтому беспокоиться о токсичности этого вещества не стоит.
Холодильник – надежный агрегат, безупречно выдерживающий 5–10 лет беспрерывной работы. Обычный классический холодильник – это шкаф изотермического типа, работающий от электричества. Герметичность его стенок обеспечивает листовая сталь с внешним эмалевым покрытием или ударопрочный пластик.
Каждый из таких агрегатов имеет следующее устройство.
Дверь представлена двумя панелями, соединенными изнутри теплоизолирующей вставкой, которую чаще всего размещают по стенкам, в нижней части, у дна или вдоль внутренней части дверного полотна. Для этого используют пенополистирол, пенополиуретан, минеральное волокно, стекловолокно. Магнитный уплотнитель, зафиксированный аналогичным способом, удерживает створку максимально плотно.
Современные холодильники оборудуют 1 или 2 такими элементами, а хладагент – вещество, вбирающее в себя тепло, такую функцию выполняет фреон.
Конденсатор имеет вид изогнутой трубки с диаметром в 5 мм. Такой змеевик постепенно соединяется с металлическим прутиком, в этой части фреон приобретает жидкое состояние, а тепло перемещается в окружающую среду.
Фильтр осушитель в виде цилиндрического прибора с зауженными краями устанавливается в конденсатор или около него. Его назначение – выводить влагу из системы и обеспечить фреону безупречную чистоту.
Капиллярные медные трубки понижают давление фреона, их устанавливают в пространстве между испарителем и конденсатором.
Пусковое реле обеспечивает постоянную работу компрессора и предохраняет холодильник от случайной поломки в результате скачка напряжения.
Температурные датчики регулируют показатели тепла и холода в самой камере. При достижении определенных значений они приостанавливают работу компрессора.
Крыльчатки перемешают воздух по камере холодильника. Лампа загорается в момент открывания и гаснет при закрывании дверки, позволяя наиболее экономно расходовать энергию.
Принцип функционирования бытовых холодильников
Работа бытового холодильника основана на беспрерывном действии хладагента, в роли которого выступает фреон. Этот газ обеспечивает круговое движение с изменением температуры. Давление приводит к закипанию вещества, после чего оно переходит в парообразное состояние и вбирает в себя тепло от стенок испарителя. Такое действие приводит к снижению температуры в камере на несколько градусов.
Любой агрегат прекрасно работает при наличии у него компрессора, поддерживающего давление в нужных границах, испаряющего устройства, вбирающего тепло в холодильной камере, конденсатора, выбрасывающего накопленную энергию вовне, дросселирующих отверстий – терморегулирующего вентиля и капилляров.
Компрессор холодильника контролирует любые изменения в давлении системы. Он втягивает хладагент, доведенный до газообразного состояния, давит на него и выбрасывает назад в конденсатор.
Это приводит к повышению температуры фреона, после этого вещество вновь превращается в жидкое состояние. Компрессор прекрасно работает за счет установленного внутри корпуса электродвигателя.
Без этой детали невозможно нормальное функционирование агрегата.
Инверторный тип управления, свойственный современным холодильникам, обещает длительную и легкую эксплуатацию, а устройство обеспечит бесшумность работы.
Наличие пускозащитного реле повышает работоспособность агрегата. Эта деталь активирует пусковую обмотку в момент подключения прибора и защищает компрессор от перегрева.
По мере нагревания металлической детали в самом корпусе происходит автоматическое отключение системы.
Поэтому действие любого холодильника основано на передаче внутреннего тепла в окружающий воздух и постепенном охлаждении камеры. Этот эффект любой человек наблюдает в процессе ежедневного использования агрегата. Охлаждающее устройство поддерживает внутри корпуса постоянную температуру, что позволяет хранить продукты без опасения за их качество.
Устройства с одной и двумя камерами
Охлаждающее устройство может иметь неодинаковое число камер. Однокамерные агрегаты действуют за счет испарений фреона, проникающих из морозильного отделения в холодильный отсек.
Вначале пар поступает в конденсатор, затем он превращается в жидкость и, проходя сквозь фильтр и капиллярную трубку, оказывается в емкости испарителя. Постепенное закипание фреона приводит к охлаждению холодильника.
Цикличность охлаждения происходит до того момента, пока температурные показания не будут достаточными, после чего компрессор отключится.
Двухкамерное устройство действует немного иначе. Здесь каждый отсек оборудован двумя испарителями.
Жидкий фреон переходит, минуя капиллярные трубки и конденсатор, в испаряющую часть морозильного отделения, где образуются холодные массы.
Затем хладон поступает в устройство другого испарителя и понижает температуру в холодильном отделении. По мере уравновешивания температуры происходит отключение компрессора.
Как видно, холодильник имеет упрощенную схему устройства, которая обеспечит бесперебойную и продолжительную работу в течение всего эксплуатационного срока.
