Первый в мире холодильник появился в Америке, в 1805 году. Однако устройство не было признано, и лишь в начале двадцатого века изобрели прибор, который затем был одним из первых запатентован как холодильник, и положил начало всему холодильному оборудованию. Чтобы охладить предмет до температуры ниже той, которая внешне, требуется искусственное охлаждение с затратой определенного показателя энергии. Для данного метода искусственного охлаждения и изобретены специальные машины, которые отбирают тепло у охлаждаемых объектов и передают его за пределы обрабатываемого пространства. В результате поглощения тепла образовывается холодная среда. Соответственно данного принципа работают все холодильники.
Устройство, состав и принцип работы холодильника, в школе немного изучает предмет физика, вот только не каждый взрослый имеет представление о том, как работает этот аппарат. Анализ и изучение основных технических аспектов даст возможность в быту продлить срок эксплуатации, а так же обезопасить работу обычного холодильного шкафа для дома.
Устройство холодильника проще всего рассматривать на базе прибора компрессионного образца. Ведь сегодня в быту чаще всего используются только такие аппараты.
Вообще холодильные устройства бывают двух типов: абсорбционные и компрессионные. На сегодняшний день более широкое применение имеют, как мы знаем, компрессионные модели холодильников, в которых циркуляция хладагента запускается принудительно, с помощью работы мотора-компрессора.
Обычный холодильник состоит из следующих элементов:
- Компрессора, устройства, которое с помощью поршня толкает хладагент (специальный газ), создавая на разных участках системы различное давление;
- Испарителя, емкости, которая имеет сообщение с компрессором, и в которую попадает уже разжиженный газ, вбирающий тепло внутри холодильной камеры;
- Конденсатора, емкости, где сжатый газ отдает свое тепло окружающему пространству;
- Терморегулирующего вентиля, устройства, которое поддерживает необходимое давление хладагента;
- Хладагента, смеси газов (чаще всего это фреон), которая при воздействии работы компрессора циркулирует поток в системе, отдавая и забирая тепло на разных участках цикла.
Самым важным моментом в работе именно компрессионного агрегата является то, что он не производит холод как таковой, а охлаждает пространство вследствие вбирания тепла внутри устройства, и переправки его наружу. Данную функцию выполняет фреон. Он, попадая в испаритель, состоящий из алюминиевых трубок, а бывает и спаянных между собой пластинок, испаряется и поглощают тепло. В холодильниках старого поколения корпус испарителя является одновременно корпусом морозильной камеры. Поэтому, при размораживании этого пространства нельзя пользоваться острыми вещами для удаления льда. Если вы нечаянно повредите испаритель, весь фреон выветрится. Без него холодильник работать не будет, и потребуется дорогостоящий ремонт.
Как работает холодильник: принцип работы устройства
Под воздействием компрессора испарившиеся пары фреона выходят из испарителя и переходят в пространство конденсатора (систему из трубок, располагающуюся внутри стенок, а так же на задней части устройства). В этом конденсаторе хладагент относительно быстро остывает и постепенно становится жидким. Двигаясь в испаритель, газовая смесь сушится в фильтре-осушителе, а затем проходит сквозь капиллярную трубку. При входе в испаритель, увеличиваясь во внутреннем диаметре трубки давление резко падает, и газ превращается в парообразное состояние. Такой цикл повторяется столько, пока внутри устройства не будет достигнута заданная температура.
Как работает холодильник, должен знать каждый его владелец. Это даст возможность избежать непредвиденных проблем с устройством, и вовремя реагировать на возможные сбои в его работе.
В холодильниках со встроенной системой Ноу Фрост («без инея»), имеется только один испаритель. Он спрятан в морозилке под пластиковой стенкой. От него холод передается с помощью вентилятора. Тот, в свою очередь, расположен за испарителем. Сквозь технологические отверстия поток холодного воздуха попадает в морозильную, а потом и в холодильную камеру. Для того, чтобы оправдать такое название холодильник с системой «no frost» оборудован программой оттаивания. Это значит, что несколько раз в сутки в устройстве срабатывает таймер, который активизирует нагревательный элемент под испарителем. Произведенная жидкость испаряется за пределы холодильника.
Для определения холодопроизводительности, применяются следующие «стандартные» показатели температурного режима:
- Температура кипения хладагента в испарителе должна быть на уровне пятнадцать градусов по Цельсию ниже нуля;
- Конденсация достигается при температуре в пределах минус тридцать градусов соответственно шкалы по Цельсию;
- Всасывание паров хладагента происходит при пятнадцати градусах по Цельсию.
Жидкий хладагент перед регулирующим вентилем имеет температуру 32 градуса по Цельсию.
Схема холодильника: чертеж устройства и рабочий узел
Ни одна хладопроизводящая конструкция не смогла бы работать без правильно разработанной схемы, в которой определены все элементы и последовательность их взаимодействия.
Схема холодильника не является исключением. Только разобравшись досконально в чертежах, вы по-настоящему сможете понять принцип работы холодильного оборудования.
На самом деле процесс охлаждения происходит совсем не так, как мы привыкли считать. Холодильники не производят холод, а поглощают тепло, и из-за этого пространство внутри устройства лишено высоких температур. Схема холодильника включает в себя все элементы устройства, которые участвуют в обеспечении охлаждения воздуха внутри устройства, и последовательность действий данного механизма.
Из изображения на схеме можно понять следующее:
- Фреон попадает в камеру для испарения, и проходя сквозь нее забирает из холодильного пространства тепло;
- Хладагент перемещается в компрессор, а тот, в свою очередь, перегоняет его в конденсатор;
- Проходя сквозь вышеуказанную систему, находящихся в холодильнике фреон, остывает, и превращается в жидкое вещество;
- Остывавший хладагент попадает в испаритель, и во время прохода в трубку большего диаметра, превращается в газообразную смесь;
- После этого он вбирает тепло из холодильной камеры вновь.
Данный принцип работы присущ всем холодильным установкам компрессионного типа.
Конденсатор холодильника: какие задачи он выполняет
Хладагент во время работы нагревается, так же как и перед тем, как ему поступить в конденсатор. Однако, после прохождения данного конденсатора хладагент охлаждается. Поэтому, можно сказать, что конденсатор – это трубопровод, который обычно выглядит как змеевик. Именно сюда и поступают пары хладагента. На змеевик могут оказывать влияние многие окружающие факторы, такие, как воздух. В холодильных больших размеров, для этих целей может использоваться вода.
Конденсатор холодильника выполняет роль охлаждения горячих паров хладагента. В маленьких холодильниках этот эффект достигается с помощью воздуха, в больших ему помогает справляться с работой вода.
Почти все холодильники сегодня, например, Самсунг, Атлант или Индезит обладают грамотным составом компонентов. В них встроены надежные конденсаторы. Однако, даже они при неправильном использовании могут выйти из строя. Устранить эту проблему могут только специалисты.
Разновидности конденсаторов в холодильниках:
- Боковой. Данный вид конденсаторов крепиться сбоку устройства и имеет ряд как преимуществ, так и недостатков.
- Конденсатор может находиться в устройстве снизу. Такой тип устройств работает быстрее, но очень быстро засоряется.
- Модели с пластинчатыми ребрами. Они обладают воздушным охлаждением.
Вне зависимости от типа конденсатора, который находится у вашей модели, постарайтесь держать его в порядке для недопущения поломок.
Важная деталь холодильника: испаритель
Продолжая разбираться в том, как устроен холодильник, рассмотрим его одну из главных составляющих – испаритель, или простыми словами – теплообменник.
Испаритель холодильника, в современных моделях который называют плачущий, очень важная и хрупкая деталь. Если по неосторожности вы повредите данный предмет, то восстановить работу холодильного агрегата будет не так уж и просто.
Строение данного прибора способствует передаче тепла от охлаждаемого элемента к испаряющемуся. Принципиальная разница между конденсатором и испарителем в том, что в первом устройстве хладагент выделяет окружающей среде тепло, а второй поглощает его, забирая из охлаждаемой среды.
Испарители в бытовых холодильниках бывают:
- Ребристотрубные;
- Листотрубные.
Изготавливают это важный элемент устройства в основном из стали или алюминия. Правильная работа испарителя – главный залог успеха работы всего прибора.
Принцип работы холодильника (видео)
Назначение бытового однокамерного или двухкамерного холодильника и морозильника, а может и холодильника-рефрижератора – обеспечивать продуктам питания необходимую для длительного их хранения, температуру. Современные холодильники оборудованы компрессором, из-за этого данный вид устройств называют компрессионный. Все составные части агрегата очень важны, поэтому пользоваться данным прибором нужно с осторожностью.
Работа бытового и промышленного холодильного оборудования напрямую зависит от циркуляции хладагента, отвечает за этот процесс компрессорная установка. По сути, это самый важный элемент конструкции, без которого домашний холодильник заинтересует только приемщиков вторсырья. Чтобы произвести ремонт этого устройства или произвести замену, важно понимать принцип его работы. В данной публикации мы расскажем о внутреннем устройстве различных компрессоров бытовых холодильников и их особенностях.
Кратко о типах оборудования
По принципу работы данное оборудование можно разделить на четыре вида:
- Пароэжекторное, в качестве хладагента выступает, как правило, вода. Применяется в различных промышленных техпроцессах.
- Абсорбционное, для работы использует не электрическую, а тепловую энергию.
- Термоэлектрическое, на элементах Пельтье, широкое применение остается под вопросом ввиду низкого КПД (подробную информацию об этих устройствах можно найти на нашем сайте).
- Компрессорное.
Именно последний вид оборудования широко используется в бытовых и промышленных агрегатах.
Компрессор для холодильника: принцип работы
Чтобы понять назначения данного аппарата, следует рассмотреть схему работы оборудования. Упрощенный вариант, где указаны только основные элементы конструкции, приведен ниже.
Рис. 1. Принцип работы холодильной установкиОбозначения:
- А – Испарительный радиатор, как правило, изготовлен из медных трубок и расположен внутри камеры.
- B – Компрессорный аппарат.
- С – Конденсатор, представляет собой радиаторную сборку, расположенную на тыльной стороне установки.
- D – Капиллярная трубка, служит для выравнивания давления.
Теперь рассмотрим, алгоритм работы системы:
- При помощи компрессора (В на рис. 1), пары хладагента (как правило, это фреон) нагнетаются в радиатор конденсатора (С). Под давлением происходит их конденсация, то есть фреон меняет свое агрегатное состояние, переходя из пара в жидкость. Выделяемое при этом тепло радиаторная решетка рассеивает в окружающий воздух. Если обратили внимание, тыльная часть работающей установки ощутимо горячая.
- Покинув конденсатор, жидкий хладагент поступает в выравниватель давления (капиллярная трубка D). По мере продвижения через данный узел давление фреона снижается.
- Жидкий хладагент, теперь уже под низким давлением, поступает в испарительный радиатор (А), под воздействием тепла которого, он опять меняет агрегатное состояние. То есть становиться паром. В процессе этого происходит охлаждение испарительного радиатора, что в свою очередь привод к понижению температуры в камере.
Далее идет повторение цикла, до установления в камере необходимой температуры, после чего датчик подает сигнал на реле для отключения электроустановки. Как только происходит повышение температуры выше определенного порога, аппарат включается и установка работает по описанному циклу.
Исходя из вышеописанного, можно заключить, что данное устройство представляет собой насос, обеспечивающий циркуляцию хладагента в системе охлаждения.
Классификация компрессоров в холодильном оборудовании
Несмотря на общий принцип работы, конструкция механизмов может существенно отличатся. Классификация производится по принципу действия на три подтипа:
У вторых более высокий КПД за счет роста кинетической энергии, под воздействием центробежной силы.
Основной недостаток таких систем – деформация лопастей вследствие эффекта кручения, возникающего под воздействием крутящего момента. Динамические установки не применяются в бытовом оборудовании, поэтому для нас они не представляет интереса.
- Объемный. В таких устройствах эффект сжатия производится при помощи механического приспособления, приводящегося в действие двигателем (электромотором). Эффективность данного типа оборудования значительно выше, чем у винтовых агрегатов. Широко применялся до появления недорогих роторных аппаратов.
- Роторный. Этот подвид отличается долговечностью и надежностью, в современных бытовых агрегатах устанавливается именно такая конструкция.
Учитывая, что в бытовых устройствах используются два последних подвида, имеет смысл рассмотреть их устройство более подробно.
Устройство поршневого компрессора холодильника
Данный аппарат представляет собой электрический мотор, у которого вертикальный вал, конструкция размещается в герметизированном металлическом кожухе.
При включении питания пусковым реле мотор приводит в движение коленчатый вал, благодаря чему закрепленный на нем поршень начинает совершать возвратно-поступательное движение. В результате этого происходит откачка паров фреона из испарительного радиатора (А на рис. 1) и нагнетание хладагента в конденсатор. Данному процессу способствует система клапанов, открывающаяся и закрывающаяся при смене давления. Основные элементы поршневой конструкции представлены ниже.
Конструкция поршневого компрессора в виде схемы
Обозначения:
- Нижняя часть металлического кожуха.
- Крепление статора электромотора.
- Статор двигателя.
- Корпус внутреннего электромотора.
- Крепеж цилиндра.
- Крышка цилиндра.
- Плита крепления клапана.
- Корпус цилиндра.
- Поршневой элемент.
- Вал с кривошипной шейкой.
- Кулиса.
- Ползунок кулисного механизма.
- Завитая в спираль медная трубка для нагнетания хладагента.
- Верхняя часть герметичного кожуха.
- Крепление подвески.
- Пружина.
- Кронштейн подвески.
- Подшипники, установленные на вал.
- Якорь электродвигателя.
В зависимости от конструкции поршневой системы данные устройства делятся на два типа:
- Кривошипно-шатунные. Используются для охлаждения камер большого объема, поскольку выдерживают значительную нагрузку.
- Кривошипно-кулисные. Применяются в двухкамерных холодильниках, где практикуется совместная работа двух установок (для морозильника и основной емкости).
В более поздних моделях поршень приводится в действие не электродвигателем, а катушкой. Такой вариант реализации более надежен, за счет отсутствия механической передачи, и экономичен, поскольку потребляет меньше электроэнергии.
Обратим внимание, что поршневые аппараты не подлежат ремонту в бытовых условиях, поскольку их разборка приводит к потере герметичности. Теоретически ее можно восстановить, но для этого необходимо специализированное оборудование. Поэтому при выходе аппаратов из строя, как правило, производится их замена.
Устройство роторных механизмов
Если быть точным, то такие устройства необходимо называть двухроторными, поскольку необходимое давление создается благодаря двум роторам со встречным вращением.
Внутри компрессора фреон, попадая в сжимающийся «карман» выталкивается в отверстие небольшого диаметра, чем создается необходимое давление. Несмотря на относительно небольшую скорость вращения роторов, создается необходимый коэффициент сжатия. Отличительные особенности: небольшая мощность, низкий уровень шума. Основные элементы конструкции механизма представлены ниже.
Конструкция линейного роторного компрессора в виде схемы
Обозначения:
- Отводной патрубок.
- Отделитель масла.
- Герметичный кожух.
- Фиксируемый на кожухе статор.
- Обозначение внутреннего диаметра кожуха.
- Обозначение диаметра якоря.
- Якорь.
- Втулка.
- Лопасти.
- Подшипник на валу якоря.
- Крышка статора.
- Вводная трубка с клапаном.
- Камера-аккумулятор.
Устройство инверторного компрессора холодильника
По сути, это не отдельный вид, а особенность работы. Как уже рассматривалось выше, мотор установки отключается при достижении пороговой температуры. Когда она поднимается выше установленного предела, производится подключение двигателя на полной мощности. Такой режим запуска приводит к снижению ресурса электромеханизма.
Возможность избавиться от такого недостатка появилась с внедрением инверторных установок. В таких системах двигатель постоянно находится во включенном состоянии, но при достижении нужной температуры снижается его скорость вращения. В результате хладагент продолжает циркулировать в системе, но значительно медленней. Этого вполне достаточно для поддержки температуры на заданном уровне. При таком режиме работы продлевается срок службы и меньше потребляется электроэнергии. Что касается остальных характеристик, то они остаются неизменными.
Нажать Класс
Рассказать ВК
Уважаемые посетители сайта!!!
Данные записи по холодильникам представлены для Вас из собственного законспектированного материала на основе прочитанной технической литературы отечественных авторов, а так же из личной практики по ремонту домашних холодильников.
Получение холода — в холодильниках
Любое тело, имеющее более высокую температуру по сравнению с окружающей средой, — способно охлаждаться естественным путем. То есть тепло от более нагретого тела — передается окружающей среде, температура самого тела при этом будет понижаться.
Чтобы охладить тело до температуры ниже окружающей среды — потребуется способ искусственного охлаждения с затратой определенного количества энергии.
Для данного способа искусственного охлаждения существуют специальные машины, отбирающие тепло от охлаждаемого объекта и передающие его в более теплую среду. Принцип передачи тепла таким способом называется искусственным способом получения холода, по которому и работают все холодильники.
Охлаждение в холодильных камерах происходит в следствии кипения хладагента, циркулирующего принудительно, в замкнутой системе холодильника. Таким хладагентом или как его еще называют холодильным агентом , — является обычно фреон.
Холодильные машины \холодильники\ различают двух типов:
- абсорбционные;
- компрессионные.
Более широкое применение получили как мы знаем — компрессионные типы холодильников, где циркуляция хладагента происходит принудительно, за счет работы мотор — компрессора.
холодильник Атлант
По фотоснимку холодильника Атлант, данный холодильник можно охарактеризовать следующим образом:
Компрессионный холодильник по своей конструкции — закрытого типа с одним мотор — компрессором, с обеспечением полной герметизации холодильного агрегата.
Холодильная камера расположена в верхнем отсеке холодильника. Морозильная камера расположена в нижнем отсеке. Нижний отсек морозильной камеры состоит из трех ящиков для заморозки продуктов. Верхний отсек холодильной камеры состоит из шести полок для хранения продуктов в охлажденном состоянии.
Для абсорбционных типов холодильников, циркуляция хладагента происходит под воздействием нагревательного элемента \ТЭНа\, либо где циркуляция хладагента происходит иным путем, под воздействием иного источника тепла.
И третьим способом получения искусственного холода является термоэлектрический метод, где работа по передаче тепла от охлаждаемого объекта в более теплую среду осуществляется за счет движения, протекания электронов. То есть в этом примере охлаждение происходит за счет протекания электрического тока. Как известно, данный метод получения искусственного холода не применяется в бытовых, домашних холодильниках.
Компрессионный тип холодильников
Как выше уже упоминалось, принцип работы компрессионных типов холодильников заключается в работе мотор — компрессора, за счет которого происходит нагнетание, циркуляция хладагента в замкнутой системе холодильника.
Система состоит из:
- конденсатора \змеевика\;
- регулирующего вентиля;
- испарителя
и компрессора. Работа компрессора приводится в действие электродвигателем, отсюда и исходит само название «мотор — компрессор».
Данная схема холодильного агрегата \рис. 1\ сопоставима к примеру с двухкамерным холодильником Атлант и сам основополагающий принцип работы ничем не отличается от однокамерных холодильников с одним мотор — компрессором.
На рисунке №2 представлена схема холодильного агрегата с одним мотор — компрессором, состоящей из:
- мотор — компрессора;
- теплового контура;
- конденсатора \змеевика\;
- цеолитового фильтра;
- капиллярной трубки малого сечения;
- испарителя холодильной камеры;
- испарителя морозильной камеры;
- нагнетательной трубки.
Принцип работы холодильника компрессионного типа заключается в следующем:
Нагретый хладагент под давлением поршня в цилиндре подается по нагнетательному трубопроводу в конденсатор. При повышенном давлении хладагент переходит из газообразного состояния в жидкое состояние, отдавая при этом тепло в окружающую среду. Далее, при прохождении хладагента через вентиль, в испарителе создается резкое падение давления, хладагент при низком давлении закипает. Сам процесс перехода жидкости через вентиль в испаритель называют дросселированием.
Испаритель, как Вы поняли, расположен в стенке морозильной камеры. При кипении хладагента в испарителе, отнимается тепло из окружающей среды, то есть морозильной камеры. Пары хладагента из испарителя всасываются компрессором и далее сжатый хладагент в цилиндре подается под давлением в конденсатор.
Повторяющиеся совершающиеся циклы циркуляции хладагента в замкнутой системе холодильника происходят снова и снова. То есть циркулирующий при работе холодильника хладагент отнимает тепло от морозильной камеры через испаритель и отдает тепло через конденсатор в окружающую среду.
Электрическая энергия, которая затрачивается при охлаждении морозильной камеры, зависит от выполняемой работы мотор — компрессором. Холодильные машины \холодильники\ определяются своей холодопроизводительностью, где учитывается количество тепла \ккал\, которое испаритель способен отнять в течении одного часа.
Холодопроизводительность одного и того же холодильника будет различной, в зависимости от самой температуры окружающей среды, поэтому, не рекомендуется допустим устанавливать холодильники вблизи отопительной системы \батарей, труб\.
Оценка холодопроизводительности разных типов холодильников определяется измерением температуры хладагента в соответствующих местах холодильника. К измерению температуры относятся такие места как:
- температура всасываемых паров хладагента;
- температура конденсации;
- температура кипения хладагента в испарителе;
- температура переохлаждения, жидкого хладагента перед регулирующим вентилем.
Значимое влияние на холодопроизводительность оказывают температуры:
- кипения хладагента в испарителе;
- конденсации хладагента.
Для определения холодопроизводительности, приняты следующие «стандартные» температурные условия для:
- температуры кипения хладагента в испарителе — минус пятнадцать градусов по Цельсию;
- температуры конденсации — минус тридцать градусов по Цельсию;
- температуры всасываемых паров хладагента — пятнадцать градусов по Цельсию;
- температуры жидкого хладагента перед регулирующим вентилем — тридцать два градуса по Цельсию.
Холодильные машины компрессионного типа по своей конструкции бывают закрытого и открытого типов, отличающиеся расположением компрессора и электродвигателя, а так же наличием разъемных соединений.
Для открытых типов, в холодильных машинах электродвигатель и компрессор установлены раздельно, где коленчатый вал компрессора приводится во вращение с помощью электродвигателя путем ременной передачи. В данных холодильниках такого типа утечка хладагента происходит в уплотнительных местах, то есть сальники остаются основным местом утечки хладагента.
Соединения трубопроводов между испарителем, конденсатором и компрессором имеют разъемное соединение. В местах таких соединений утечка хладагента также не исключается.
В холодильных машинах закрытого типа, в частности это касается в большинстве всех модификаций бытовых, домашних холодильников, — какие либо разъемные соединения отсутствуют. То есть здесь вся система наглухо заварена и запаяна, утечка хладагента практически невозможна. В данном примере, утечка хладагента может произойти по причине каких либо механических повреждений с образованием микротрещин.
Для холодильников закрытого типа или как их называют еще герметичными холодильными агрегатами , сложность ремонта состоит в невозможности разборки, замены деталей, допустим того же самого мотор — компрессора. Подобное проведение ремонта в данной теме будет приведено позже.
Хладагенты холодильников
Среди основных параметров холодильного агента \хладагента\ является температура его кипения. Взаимосвязь такова — чем ниже требуется понизить температуру охлаждаемого объекта \морозильной камеры\ тем ниже должна быть температура закипания хладагента.
- Хладагент подбирается не только с учетом его закипания, также хладагент должен быть:
- не ядовитым;
- не воспламеняющимся;
- взрывобезопасным;
- с невысоким давлением для конденсации.
Обычно таким хладагентом, применяемым в домашних холодильниках является — фреон 12 .
фреон — 12
Фреон 12 представляет из себя тяжелый бесцветный газ, не ядовит. Слабый специфический запах газа ощущается при большой утечке, если концентрация газа в воздухе будет составлять более 20%. Температура закипания данного газа составляет почти минус 30 градусов по Цельсию, температура затвердевания — минус 155 градусов по Цельсию.
Среди прочих других хладагентов в холодильных машинах используются:
- фреон -11;
- фреон — 13;
- фреон — 22.
Фреон — 12 как и другие хладагенты по своим свойствам текуч, способен проникать в малейшие микротрещины, поры металла. Данный газ способен также разъедать лаковые покрытия. В качестве изоляции обмоток электродвигателя \герметичного агрегата\ применяются специальные лаки.
При ремонте, следует учитывать, что данный газ хорошо смывает ржавчину с внутренней поверхности всей системы, — соответственно, детали должны быть чистыми. Жидкий фреон при попадании на кожу способен вызвать обмораживание поверхности кожи, какого либо раздражающего действия на органы дыхания фреон не оказывает.
Испарение газа не влияет на вкус хранящихся продуктов и не изменяет строение каких либо продуктов хранящихся в холодильнике. Трущиеся детали мотор — компрессора в процессе проведения ремонта тщательно смазываются, для этой цели применяются специальные холодильные рефрижераторные масла.
Корррозия внутренних поверхностей металла вызывается из так называемого старения масла — его окисления, попадания кислорода воздуха в состав специального рефрижераторного масла. Поэтому, перед нанесением, масло тщательно сушится и в состав масла вводят специальные антиокислительные присадки.
Коррозийность в составе фреона впоследствии может вызвать закупорку небольших проходных сечений, которые имеются в системе циркуляции. Смазочное масло в таких целях используется марки ХФ 12-16. Следует также учитывать растворимость смазочного масла в фреоне, в состав масла входит парафин, что впоследствии может также вызвать закупорку малых проходных сечений в системе холодильника. Данная марка смазочного масла применяется в холодильных компрессионных машинах закрытого типа с использованием в системе фреона -12, то есть может использоваться в современных холодильниках домашнего назначения.
Принцип работы и устройство холодильника
Домашние холодильники имеют две камеры для хранения пищевых продуктов:
- холодильная;
- морозильная
камеры \отделения\. Если продукты имеют длительные сроки своего хранения в замороженном виде, в этих целях служат специальные домашние холодильники. Для продуктов хранящихся просто в охлажденном виде \в холодильной камере\, температура колеблется в пределах от 2 до 8 градусов по Цельсию.
Периодическое отключение холодильника осуществляющееся за счет работы терморегулятора, \цикличность работы\ и не влияют на условия заморозки, хранения продуктов питания.
От желания владельца, ручной регулировкой терморегулятора осуществляются незначительные изменения температуры в камере холодильника. Так же с помощью терморегулятора, его настройки, обеспечивается необходимая пониженная температура в зависимости от температуры окружающей среды \ теплое помещение, прохладное помещение\.
терморегулятор холодильника
Такие названия как термостат холодильника и терморегулятор холодильника абсолютно одинаковы по своему предназначению.
Теплозащитное реле холодильника предназначено для защиты обмоток:
- статора;
- ротора
электрордвигателя от резких скачков напряжения, токовых перегрузок.
мотор — компрессор холодильника
Мотор — компрессор холодильных машин закрытого типа наглухо заварен в металлическом кожухе как и другие детали холодильной системы в целом.
Тепло — защитное реле \пуско — защитное реле\ имеет разъемное соединение с мотор — компрессором холодильника и в случае своей неисправности теплозащитное реле подлежит своей замене.
пуско — защитное реле холодильника Атлант
Различия между названиями: » пуско — защитное реле и теплозащитное реле » — разницы никакой не составляет.
Почему именно выбрали компрессионный агрегат закрытого типа для домашних холодильников? Данная конструкция домашних холодильников позволяет практически исключить утечку рабочей жидкости — фреона. То есть заводом — изготовителем при выпуске холодильников, уделяется особое внимание в изготовлении неразъемных соединений в циркулирующей системе.
В свою очередь, в данных типах холодильников обеспечивается экономный расход электроэнергии. При температуре окружающей среды воздуха 25 градусов по Цельсию — расход потребляемой электроэнергии составляет до 1,2 киловатт в час.
Емкость холодильной камеры определяется геометрическим способом, то есть измеряется либо в кубических дециметрах либо в литрах. По нормам, из расчета на один килограмм продуктов приходится 6 — 8 литров камеры холодильника. По своей емкости домашние холодильники обычно не превышают 400 литров.
Из расчета на количество человек в семье, при приобретении холодильника, удобны следующие варианты выбора холодильников:
- для количества семьи из двух человек емкость камеры холодильника подбирается на 100 — 160 литров;
- для количества семьи из трех человек емкость подбирается на 160 — 200 литров;
- из четырех человек количества семьи придерживаются емкости 240 — 300 литров;
- более четырех человек емкость камеры составляет до 400 литров.
Для лучшего отвода тепла испарителем, в холодильниках целесообразней устанавливать полки в виде металлической решетки. Изготовленные полки таким способом, позволяют равномерно распределять температуру в холодильной камере.
На дверце, со стороны морозильной камеры в холодильниках установлен кнопочный выключатель света. При открывании дверцы холодильника, контакты замыкаются и камера холодильника освещается электрической лампочкой.
Для хранения замороженных продуктов в больших количествах, предусмотрены холодильники с более объемным морозильным отделением. Для морозильного отделения \хранения замороженных продуктов\ можно воспользоваться следующим расчетом, — на пол килограмма замороженных продуктов приходится один литр емкости \морозильной камеры\.
Снежный покров в камере образовывается из конденсата воздуха, поступающего при открывании дверцы, а так же при наличии недостаточного уплотнения при закрытой дверце холодильника. Образовавшаяся снежная шуба должна систематически удаляться, так как такое образование ухудшает отвод тепла испарителем из камеры.
Обычно раньше в конструкции холодильника был предусмотрен поддон для сбора талой воды при разморозке. В настоящее время изготавливают холодильники, где в самой морозильной камере расположено отверстие для стекания воды образовавшейся в результате конденсата. Вода при стекании в отверстие затем просто испаряется. Владельцы холодильников при их разморозке \удалении наледи, снеговой шубы\, — отключают холодильник и при открытых дверцах происходит эффективная полная разморозка. Так же в некоторых конструкциях холодильников предусмотрены нагревательные элементы \ТЭНы\ для процесса разморозки. То есть происходит как полуавтоматическая так и автоматическая разморозка камеры при выключенном мотор — компрессоре с участием терморегулятора.
Автоматическая разморозка происходит в автоматическом режиме, периодически через определенное время и без участия владельца. Вода в этом примере, отводится наружу по трубке из камеры, где она затем испаряется.
Домашние холодильники — и их типы
Способы вырабатывания искусственного холода в холодильниках различные и зависят от типа холодильной машины. Как уже упоминалось, холодильники подразделяются на:
- компрессионные;
- абсорбционные;
- термоэлектрические \полупроводниковые\.
абсорбционный холодильник Ezetil Absorber A — 4000
термоэлектрический холодильник Tropi Cool Classik
По своему предназначению холодильники разделяют на:
- двухкамерные;
- однокамерные;
- низкотемпературные.
Однокамерные холодильники используются для хранения продуктов в охлажденном состоянии.
Двухкамерные холодильники используются для хранения как замороженных так и охлажденных продуктов.
Низкотемпературные холодильники используются для замораживания, а так же для хранения замороженных продуктов.
низкотемпературный холодильник ХНТ — 200
Так же по своему исполнению холодильники бывают:
- настенные;
- встраиваемые;
- настольные;
- напольные.
встраиваемый холодильник
Низкотемпературные холодильники обычно выпускают в виде сундука, крышка \дверца\ такого холодильника расположена сверху.
Однокамерные напольные \в виде шкафа\ холодильники имеют более распространенное применение в домашнем быту.
Для своей эксплуатации так же удобны холодильники небольших размеров, так называемые «шкафчики — столики».
В приобретении, в выборе холодильников конечно же все зависит от желания самого покупателя. К примеру, комбинированные напольные холодильники могут совмещаться допустим с кухонным шкафом.
На заказ, холодильный шкаф можно выполнить совмещенным \комбинированным\ с сервантом. Отделка данных холодильных шкафов выполняется под цвет с совмещенной мебелью.
Настенные холодильники имеют двустворчатые двери, по своей конструкции напоминают настенный шкафчик небольших размеров.
холодильный шкаф \настенный, настольный\ Liebherr FKv 503 Premium
Встроенные холодильники получили наименьшее распространение. Для охлаждения конденсатора холодильный агрегат во встроенном шкафу размещают с учетом обеспечения циркуляции воздуха.
В настольных холодильниках, охлаждение происходит обычно термоэлектрическим способом.
Двухкамерные холодильники состоят из двух камер хранения продуктов, — это камера охлаждения и морозильная камера.
Низкотемпературные холодильники или как их еще называют «морозильники», — применяются для длительного хранения продуктов в замороженном состоянии.
В следующих темах Вы ознакомитесь с подробным описанием ремонта холодильников и с их электрическими схемами.
Твитнуть
Рассказать ВК
Четкое представление об устройстве и о процессах, происходящих внутри холодильного агрегата, помогает продлить срок службы и обеспечить безопасную эксплуатацию оборудования в быту. Понять принцип работы холодильника несложно.
В любой модели он заключается в образовании холодной среды путем поглощения тепла во внутренней части объекта и его последующего перенесения за пределы прибора.
Холодильное оборудование используется во многих сферах деятельности. Без него не обойтись в быту и невозможно представить полноценную работу производственных цехов на предприятиях, торговых площадок, заведений общественного питания.
В зависимости от целевого предназначения и области применения различают несколько основных типов приборов: абсорбционные, вихревые, термоэлектрические и компрессорные. Последний тип наиболее распространен, поэтому его подробно рассмотрим в следующем разделе.
Функционирование абсорбционной техники
В системе установок абсорбционного типа циркулируют два вещества – хладагент и абсорбент. Функции хладагента обычно выполняет аммиак, реже – ацетилен, метанол, фреон, раствор бромистого лития.
Абсорбент представляет собой жидкость, которая обладает достаточной поглотительной способностью. Это может быть серная кислота, вода и др.
Вся работа оборудования построена на принципе абсорбции, подразумевающем поглощение одного вещества другим. Конструкция состоит из нескольких ведущих узлов – испарителя, абсорбера, конденсатора, регулирующих вентилей, генератора, насоса
Элементы системы соединены трубками, с помощью которых образуется единый замкнутый контур. Охлаждение камер происходит за счет тепловой энергии.
Процесс осуществляется следующим образом:
- холодильный агент, растворенный в жидкости, проникает в испаритель;
- из концентрированного раствора выделяются кипящие при 33 градусах пары аммиака, охлаждающие объект;
- вещество переходит в абсорбер, где снова поглощается абсорбентом;
- насос перекачивает раствор в генератор, обогреваемый определенным источником тепла;
- вещество закипает и выделяемые аммиачные пары уходят в конденсатор;
- хладагент остывает и преобразовывается в жидкость;
- рабочее тело проходит сквозь регулирующий вентиль, сжимается и отправляется в испаритель.
В результате аммиак, циркулирующий в замкнутом контуре, забирает тепло из охлаждаемой камеры, поступая в испаритель. И отдает его во внешнюю среду, находясь в конденсаторе. Циклы воспроизводятся безостановочно.
Так как агрегат нельзя выключить, он не очень-то экономен и отличается повышенным расходом энергии. Если такое оборудование выходит из строя, отремонтировать его, скорее всего, не получится.
Зависимость абсорбционных приборов от перепадов напряжения, тока и других параметров электросети минимальна. Компактные размеры позволяют с легкостью устанавливать их на любом удобном участке
В конструкции приспособлений нет громоздких движущихся и трущихся элементов, поэтому у них низкий уровень шума.
Устройства актуальны для зданий, электрическая сеть которых подвергается постоянным пиковым нагрузкам, и мест, где отсутствует постоянное электроснабжение.
Принцип абсорбции реализуется в промышленных холодильных установках, небольших холодильниках для автомобилей и офисных помещений. Иногда он встречается в отдельных бытовых моделях, функционирующих на природном газу.
Принцип действия термоэлектрических моделей
Снижение температуры в камере термоэлектрического аппарата достигается с помощью специальной системы, которая выкачивает тепло согласно эффекту Пельтье.
Он подразумевает поглощение теплоты в области соединения двух разных проводников в момент прохождения через нее электротока.
Конструкция холодильников состоит из термоэлектрических элементов в форме куба, изготовленных из металлов. Они объединяются одной электрической схемой. Вместе с передвижением тока из одного элемента в другой перемещается и тепло.
Алюминиевая пластина поглощает его из внутреннего отсека, а затем передает кубическим рабочим деталям, которые, в свою очередь, выполняют перенаправление к стабилизатору.
Там, благодаря вентилятору, оно выбрасывается наружу. По такому принципу работают переносные сумки-холодильники.
В большинстве моделей термоэлектрических холодильных приборов при переключении полярности питания можно получать не только холод, но и тепло – до 60 градусов Цельсия. Эта функция применяется для подогрева продуктов
Оборудование используется в отрасли кемпинга, в легковых автомобилях и моторных лодках, часто ставится на дачах и в других местах, где можно обеспечить устройство электропитанием с напряжением в сети 12 В.
В термоэлектрических изделиях предусмотрен специальный аварийный механизм, который отключает их в случае перегрева рабочих деталей или отказа системы вентиляции.
К преимуществам подобного метода работы относятся высокая надежность и довольно низкий уровень шума при эксплуатации приборов. В числе недостатков – дороговизна, чувствительность к внешним температурам.
Особенности оборудования на вихревых охладителях
В приборах этой категории присутствует компрессор. Он сжимает воздух, который в дальнейшем расширяется в установленных блоках вихревых охладителей. Объект охлаждается вследствие резкого расширения сжатого воздуха.
Вихревые приспособления долговечные и безопасные: они не нуждаются в электричестве, не имеют движущихся элементов, не содержат опасных химических составов во внутренней системе конструкции
Широкого распространения метод вихревых охладителей не получил, а ограничился лишь тестовыми образцами.
Это объясняется большим расходом воздуха, очень шумной работой и относительно низкой холодопроизводительностью. Иногда устройства применяют на промышленных предприятиях.
Подробный обзор компрессорной техники
Компрессорные холодильники – наиболее распространенный тип оборудования в быту. Они есть почти в каждом доме - потребляют не слишком много энергоресурсов и безопасны в эксплуатации.
Самые удачные модели надежных производителей служат своим владельцам более 10 лет. Рассмотрим строение и принципы, по которым работают компрессорные бытовые приборы.
Особенности устройства оборудования
Классический бытовой холодильник – это вертикально ориентированный шкаф, оснащенный одной или двумя дверцами. Его корпус изготавливается из жесткой листовой стали толщиной около 0,6 мм либо прочного пластика, облегчающего вес несущей конструкции.
Для качественной герметизации изделия применяют пасту с высоким содержанием хлорвиниловой смолы. Поверхность грунтуется и покрывается качественной эмалью из краскопультов.
В производстве внутренних металлических отделений задействуют так называемый способ штамповки, пластиковые шкафы делают по методу вакуумного формования.
Двери прибора состоят из стальных листов. По краям вставляется плотный резиновый уплотнитель, не пропускающий внешний воздух. В некоторые модификации встраивают магнитные затворы
Между внутренней и наружной стенкой изделия обязательно прокладывают слой теплоизоляции, который защищает камеру от тепла, пытающегося проникнуть из окружающей среды, и предотвращают потерю образующегося внутри холода.
Для этих целей хорошо подходит минеральный или стеклянный войлок, пенополистирол, пенополиуретан.
Внутреннее пространство традиционно подразделяется на две функциональные зоны: холодильную и морозильную.
По форме компоновки различают:
- одно-;
- двух-;
- многокамерные приборы.
В отдельный вид выделены агрегаты Side-by-Side , включающие две камеры.
Однокамерные агрегаты снабжены одной дверью. В верхней части оборудования размещен морозильный отсек с собственной дверцей с откидным или открывающимся механизмом, в нижней – холодильный отдел с регулируемыми по высоте полками.
В камерах устанавливается осветительная аппаратура со светодиодом или лампой накаливания.
Приборы, сделанные по типу «бок о бок», гораздо объемнее и шире собратьев. Оба отсека в них занимают пространство по всей высоте оборудования. Они расположены параллельно друг другу
В двухкамерных агрегатах внутренние шкафы изолированы и отделены каждый своей дверью. Расположение отделов в них может быть европейским и азиатским. Первый вариант предполагает нижнюю компоновку морозильной камеры, второй – верхнюю.
Составляющие элементы агрегата
Холодильные установки компрессорного типа не производят холод. Они охлаждают объект, вбирая внутреннее тепло и переправляя его наружу.
Процедура образования холода протекает с участием следующих узлов:
- охладительный агент;
- конденсатор;
- испарительный радиатор;
- компрессорный аппарат;
- терморегулирующий вентиль.
В роли хладагента , которым заполняют систему холодильника, чаще всего выступает фреон – смесь газов с высоким уровнем текучести и довольно низкими показателями температуры кипения/испарения.
Он передвигается по замкнутому контуру, перенося тепло по различным участкам цикла.
В большинстве случаев в качестве рабочего элемента для домашних холодильных машин производители применяют Фреон 12. Этот бесцветный газ с едва ощутимым специфическим запахом не ядовит для человека и не влияет на вкус и свойства продуктов, хранящихся в камерах
Компрессор – центральная часть конструкции любого холодильника. Это инверторный или линейный мотор, провоцирующий принудительную циркуляцию газа в системе, нагнетая давление. Проще говоря, он сжимает пары фреона и заставляет их двигаться в нужном направлении.
Техника может быть оснащена одним или двумя компрессорами. Вибрации, возникающие при работе, поглощает внешняя либо внутренняя подвеска. В двухкомпрессионных моделях за каждую камеру отвечает отдельное устройство.
Классификацией компрессоров предусмотрено два подтипа:
- Динамический . Вынуждает хладагент передвигаться за счет силы движения лопастей центробежного или осевого вентилятора. Имеет простое строение, но из-за низкого КПД и быстрого износа под действием крутящего момента в бытовом оборудовании используется редко.
- Объемный . Сжимает рабочее тело при помощи специального механического устройства, которое запускается электродвигателем. Бывает поршневым и роторным. В основном в холодильниках устанавливаются именно такие компрессоры.
Поршневой аппарат представлен в виде электромотора с вертикальным валом, заключенного в цельный металлический кожух. Когда пусковое реле подсоединяет питание, он активизирует коленчатый вал, а поршень, закрепленный на нем, начинает двигаться.
К работе подключается система открывающихся и закрывающихся клапанов. В итоге фреоновые пары вытягиваются из испарителя и нагнетаются в конденсатор.
При поломках поршневого компрессора ремонт возможен только при условии применения специализированного профессионального оборудования. Любая разборка в бытовой обстановке чревата потерей герметичности и невозможностью дальнейшей эксплуатации
В роторных механизмах необходимое давление поддерживается двумя роторами, движущимися навстречу друг другу.
Фреон попадает в верхний карман, расположенный в начале валов, сжимается и выходит через нижнее отверстие небольшого диаметра. Для уменьшения трения в пространство между валами вводится масло.
Конденсаторы выполняются в виде решетки-змеевика, которую закрепляют на задней либо боковой стенке оборудования.
Они имеют разную конструкцию, но всегда отвечают за одну задачу: охлаждение горячих газовых паров до заданных значений температуры путем конденсации вещества и рассеивания тепла в помещении. Бывают щитовыми или ребристо-трубчатыми.
Испаритель состоит из тонкого алюминиевого трубопровода, спаянных стальных пластинок. Он контактирует с внутренними отсеками холодильника, эффективно отводит поглощенное тепло из прибора и существенно понижает температуру в шкафах
Терморегулирующий вентиль нужен для того, чтобы поддерживать давление рабочего тела на определенном уровне. Крупные узлы агрегата связывают между собой системой трубок, образующих герметичное замкнутое кольцо.
Последовательность рабочего цикла
Оптимальная температура для долговременного хранения провизии в компрессионных приборах создается в ходе рабочих циклов, осуществляющихся один за другим.
Протекают они следующим образом:
- при подключении аппарата к электросети запускается мотор-компрессор, сжимающий пары фреона, синхронно повышая их давление и температуру;
- под силой действия избыточного давления горячее рабочее тело, находящееся в газовом агрегатном состоянии, попадает в емкость конденсатора;
- передвигаясь по длинной металлической трубке, пар выбрасывает накопленное тепло во внешнюю среду, плавно остывает до комнатных температурных значений и превращается в жидкость;
- жидкое рабочее тело проходит через фильтр-осушитель, поглощающий лишнюю влагу;
- хладагент проникает сквозь узкую капиллярную трубку, на выходе из которой снижается его давление;
- вещество остывает и преобразовывается в газ;
- охлажденный пар добирается до испарителя и, проходя по его каналам, забирает тепло из внутренних отделений холодильного агрегата;
- температура фреона повышается, и он опять отправляется в компрессор.
Если говорить простыми словами о том, как работает компрессорный холодильник, то процесс выглядит так: компрессор перегоняет хладагент по замкнутому кругу. Который, в свою очередь, меняет агрегатное состояние благодаря специальным приспособлениям, собирает тепло внутри и переносит его наружу.
Рабочий цикл в системе повторяется до тех пор, пока не будут достигнуты температурные значения, заданные системными программами, и возобновляется вновь, когда фиксируется их повышение
После охлаждения до нужных параметров терморегулятор останавливает мотор, размыкая электрическую цепь.
Когда температура в камерах начинает повышаться, контакты замыкаются вновь, а электродвигатель компрессора приводится в действие защитно-пусковым реле. Именно поэтому в процессе работы холодильника постоянно то появляется, то опять затихает гул мотора.
Тонкости управления холодильником
В эксплуатации оборудования нет ничего сложного: оно функционирует в автоматическом режиме круглосуточно.
Единственное, что необходимо сделать при первом включении и периодически корректировать в процессе работы, – установить оптимальный в конкретных обстоятельствах температурный режим.
Нужная температура задается терморегулятором. В электромеханической системе значения выставляются на глаз или с учетом рекомендаций, указанных в инструкции производителя. При этом следует брать во внимание тип и количество продуктов, хранящихся в холодильнике.
Ручка регулятора представляет собой круглый механизм с несколькими делениями. Каждая отметка соответствует определенному температурному режиму: чем больше деление, тем ниже температура.
Для того чтобы оценить степень заморозки, специалисты советуют поначалу поставить регулятор в среднее положение, а спустя некоторое время при необходимости подкрутить его вправо или влево
Электронный блок позволяет задать температуру с максимальной точностью до 1 градуса с помощью поворотного регулятора или кнопок. Например, установить в морозильном отсеке значение -14 градусов. Все введенные параметры будут отображаться на цифровом дисплее.
Чтобы максимально продлить жизнь домашнему холодильнику, следует не только разбираться в его устройстве, но и грамотно за ним ухаживать.
Отсутствие должного сервиса и неправильная эксплуатация может привести к быстрому изнашиванию важных деталей и неполноценному функционированию.
Избежать нежелательных последствий можно, придерживаясь ряда правил:
- Регулярно чистить конденсатор от грязи, пыли и паутины в моделях с открытой металлической решеткой на задней стенке. Для этого нужно использовать обычную слегка увлажненную тряпку или пылесос с маленькой насадкой.
- Правильно установить технику . Следить за тем, чтобы расстояние между конденсатором и стеной комнаты было не меньше 10 см. Такая мера поможет обеспечить беспрепятственную циркуляцию воздушных масс.
- Своевременно размораживать , не допуская образования чрезмерного слоя снега на стенках камер. При этом для устранения ледовых корок запрещено пускать в ход ножи и другие острые предметы, которые могут легко повредить и вывести из строя испаритель.
Также нужно учитывать, что холодильник нельзя ставить рядом с нагревательными приборами и в местах, где возможен прямой контакт с солнечными лучами.
Избыточное влияние внешнего тепла плохо сказывается на работе основных узлов и общей производительности прибора.
Для чистки фрагментов изделия, выполненных из нержавеющей стали, подходят только специальные средства, рекомендованные производителем в инструкции к прибору
Если планируется перевозка с места на место, то лучше всего транспортировать оборудование в грузовом автомобиле с высоким фургоном, фиксируя его в строго вертикальном положении.
Таким образом, можно предотвратить поломки мотора, вытекание масла из компрессора, попадающего непосредственно в контур циркуляции охлаждающего агента.
Выводы и полезное видео по теме
Как работает холодильный агрегат:
Подробное разъяснение устройства компрессионных холодильников:
Информация о работе абсорбционных машин:
Пока холодильное оборудование исправно работает, потребители редко интересуются его устройством. Однако этими знаниями не стоит пренебрегать . Они очень ценны, поскольку позволяют быстро определить причину поломки и обнаружить проблемное место, предотвратив серьезные неисправности.
