Как работает бытовой холодильник. Принцип работы двухкамерного холодильника с одним компрессором. Электрическое оборудование холодильников

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

Домашний уют современного человека невозможно представить без холодильника. Он предназначен для длительного хранения продуктов. По подсчетам ученых, каждый член семьи открывает дверцу до 40 раз в сутки. Мы заглядываем вовнутрь даже не задумываясь, как работает наш холодильник.

В нашей статье мы подробно рассмотрим устройство и принцип действия различных холодильников.

Как устроен холодильник

Любой современный холодильник состоит из следующих основных агрегатов:

Двигатель.
Конденсатор.
Испаритель.
Капиллярная трубка.
Осушительный фильтр.
Докипатель.

Схема работы холодильника

Электродвигатель

Двигатель является основным узлом бытового прибора. Предназначен для циркуляции охлаждающей жидкости (фреона) по трубкам.

Двигатель состоит из двух агрегатов:

электромотор;
компрессор.

Электромотор преобразует электрический ток в механическую энергию. Агрегат состоит из двух частей – ротора и статора.

Корпус статора устроен из нескольких медных катушек. Ротор имеет вид стального вала. Ротор соединен с поршневой системой двигателя.

При подключении двигателя к сети питания в катушках возникает электромагнитная индукция. Она является причиной возникновения крутящего момента. Центробежная сила приводит ротор во вращательное движение.

А знаете ли Вы, что на долю холодильника приходится 10 % всей потребленной электроэнергии. Открытая дверца прибора увеличивает потребление электричества в несколько раз.

При вращении ротора двигателя происходит линейное перемещение поршня. Передняя стенка поршня сжимает и разряжает рабочую жидкость до рабочего состояния.

Положение двигателя холодильника

В современных охлаждающих установках электродвигатель находится внутри компрессора. Такое расположение преграждает газу путь для самопроизвольной утечки.

Для уменьшения вибраций двигатель находится на пружинистой металлической подвеске. Пружина может находится снаружи или внутри устройства. В современных агрегатах пружина находится внутри корпуса двигателя. Это позволяет эффективно гасить вибрации при работе аппарата.

Конденсатор

Представляет собой змеевидный трубопровод диаметром до 5 миллиметров. Предназначен для отвода тепла от рабочей жидкости в окружающую среду. Конденсатор располагается на задней наружной поверхности прибора.

Испаритель

Представляет систему тонких трубок. Предназначен для испарения рабочей жидкости и охлаждения окружающего пространства. Располагается внутри или снаружи морозильника.

Устройство компрессора

Капиллярная трубка

Предназначена для снижения давления газа. Имеет диаметр от 1,5 до 3 миллиметров. Расположена на участке между испарителем и конденсатором.

Фильтр-осушитель

Предназначен для очистки рабочего газа от влаги. Имеет вид медной трубки диаметром от 10 до 20 мм. Концы трубки вытянуты и герметично впаяны с капиллярную трубку и конденсатор.

Внимание! Фильтр-осушитель имеет односторонний принцип работы. Устройство не предназначено для работы на обратном режиме. При неправильной установке фильтра возможен выход установки из строя.

Внутри трубки находится цеолит – минеральный наполнитель с высокопористой структурой. На обоих концах трубки установлены заграждающие сетки.

Фильтр-осушитель

Со стороны конденсатора установлена металлическая сеточка с размерами ячеек до 2 мм. Со стороны капиллярной трубки установлена синтетическая сетка. Размеры ячеек такой сетки составляют десятые доли миллиметра.

Докипатель

Представляет собой металлическую емкость. Устанавливается на участке между испарителем и входом компрессора. Предназначен для доведения фреона до кипения с последующим испарением.

Служит защитой двигателя от попадания жидкости. Попадание рабочей жидкости может привести к выходу его из строя.

Как работает холодильник

Главный принцип работы любого холодильника основан на выполнении двух рабочих операций:

Вывод тепловой энергии из устройства в окружающее пространство.
Концентрация холода внутри корпуса прибора.

Для отбора тепла применяется хладагент под названием фреон. Это газообразное вещество на основе этана, фтора и хлора. Фреон обладает уникальной возможностью переходить из газообразного состояния в жидкое и обратно. Переход из одного состояние в другое происходит при изменении давления.

Работа системы охлаждения заключается в следующем. Компрессор засасывает фреон вовнутрь. Внутри устройства работает электромотор. Двигатель приводит в движение поршень. При движении поршня происходит сжатие газа.

Принципиальная схема работы холодильника

Процесс сжатия газа делится на два этапа. На первом этапе происходит возвратное движение поршня. При смещении поршня открывается впускной клапан. Через открытое отверстие фреон поступает в газовую камеру.

На втором этапе поршень смещается в обратном направлении. При обратном движении поршень сжимает газ. Сжатый фреон давит на пластину выходного клапана. В камере резко повышается давление. При увеличении давления происходит нагрев газа до температуры 100° C. Выпускной клапан открывается и выпускает газ наружу.

Нагретый фреон из камеры поступает во внешний теплообменник (конденсатор). По пути следования по конденсатору фреон отдает тепло наружу. В конечной точке конденсатора температура газа уменьшается до 55° C.

А знаете ли Вы, что самые первые холодильники в качестве хладагента использовали диоксид серы? Такие приборы были очень опасны по причине высокой вероятности разгерметизации системы.

В процессе теплопередачи происходит конденсация газа. Фреон из газообразного состояния превращается в жидкость.

Из конденсатора жидкий фреон поступает в фильтр-осушитель. Здесь происходит поглощение влаги специальным сорбентом. Из фильтра газообразный фреон поступает в капиллярную трубку.

Капиллярная трубка играет роль своеобразной пробки (препятствия). На входе в трубку давление газа понижается. Хладагент превращается в жидкость. Из капиллярной трубки фреон поступает на испаритель. При падении давления происходит испарение фреона. Вместе с давлением падает и температура газа. В момент поступления в испаритель температура фреона составляет – 23° С.

Фреон проходит по теплообменнику внутри холодильной камеры. Охлажденный газ снимает тепло с внутренней поверхности трубок испарителя. При отдаче тепла происходит охлаждение внутреннего пространства холодильной камеры.

После испарителя фреон засасывается в компрессор. Замкнутый цикл повторяется.

Основные типы охлаждающих систем

По принципу действия различают следующие типы холодильников:

компрессионные;
адсорбционные;
термоэлектрические;
пароэжекторные.

В компрессионных агрегатах движение хладагента осуществляется за счет изменения давления в системе. Регулирование давления рабочей жидкости осуществляет компрессор. Охладительные системы с компрессором являются самым распространенным типом охлаждающих устройств.

В абсорбционных установках движение хладагента происходит за счет его нагревания от нагревательной системы. В качестве рабочей смеси используется аммиак. Недостатком системы является высокая опасность и сложность обслуживания. Данный тип бытовых приборов является устаревшим и на сегодняшний день снят с производства.

А знаете ли Вы, что самый первый холодильник был выпущен американской компанией General Electric в далеком 1911 году. Устройство было выполнено из дерева. В качестве хладагента использовался диоксид серы.

Главный принцип действия термоэлектрических холодильников основан на поглощении тепла при взаимодействии двух проводников во время прохождения по ним электрического тока. Данный принцип известен как Эффект Пельтье. Достоинством аппарата является высокая надежность и долговечность. Недостатком является высокая стоимость полупроводниковых систем.

В пароэжекторных установках используется вода. Роль двигательной установки выполняет эжектор. Рабочая жидкость попадает в испаритель. Здесь происходит вскипание жидкости с образованием водяного пара. При теплообразовании температура воды резко снижается.

Охлажденная вода используется для охлаждения продуктов. Водяной пар отводится эжектором на конденсатор. В конденсаторе водяной пар охлаждается, превращается в конденсат и вновь поступает на испаритель. Достоинством таких установок является их простота устройства, безопасность, экологичность. Недостатком пароэжекторной системы является значительный расход воды и электроэнергии на ее нагрев.

Принцип работы абсорбционных холодильников

Работа абсорбционных устройств основана на циркуляции и испарении жидкого хладагента. В качестве хладагента применяется аммиак. Роль абсорбента (поглотителя) выполняет аммиачный раствор на водной основе.

Схема работы абсорбционного устройства

В охлаждающую систему аппарата добавляются водород и хромат натрия. Водород предназначен для регулирования давления системы. Хромат натрия защищает внутренние стенки трубок от коррозии.

А знаете ли Вы, что старые советские холодильники в качестве охлаждающей смеси используют фреон R12 на основе хлора. Главным недостатком является его разрушительное действие на озоновый слой Земли.

При подключении к сети питания в генераторе-кипятильнике происходит нагрев рабочей жидкости. Рабочей смесью выступает водный раствор аммиака. Раствор аммиака находится в специальном резервуаре.

Нагрев хладагента приводит к испарению аммиака. Пары аммиака поступают в конденсатор. Здесь аммиак конденсируется и превращается в жидкость.

Сжиженный аммиак поступает в испаритель. Отсюда жидкий аммиак смешивается с водородом. Разность давлений двух веществ приводит к испарению аммиака. Процесс испарения сопровождается выделением тепла и охлаждением аммиака до -4° С. Вместе с аммиаком происходит охлаждение испарителя.

Охлажденный испаритель забирает тепло окружающего пространства. После испарения аммиак поступает в адсорбер. В адсорбере находится чистая вода. Здесь аммиак смешивается с водой. Аммиачный раствор поступает в резервуар. Раствор аммиака из резервуара поступает в генератор-кипятильник и замкнутый цикл повторяется.

В качестве заменителя аммиака могут использоваться водные растворы ацетона, бромистого лития, ацетилена.

Достоинством абсорбционных приборов является бесшумность работы агрегатов.

Принцип работы саморазмораживающегося холодильника

Процесс разморозки в установках с саморазмораживающейся системой происходит автоматически.

Существуют два типа саморазмораживающихся систем:

Капельная.
Ветреная (No frost).

В аппаратах с капельной системой испаритель находится на задней стенке аппарата. Во время работы аппарата на задней стенке образуется иней. При оттаивании иней стекает по специальным желобам в нижнюю часть прибора. Нагретый до высокой температуры компрессор испаряет жидкость.

В установках с ветряной системой холодный воздух от испарителя на задней стенке задувается специальным вентилятором внутрь корпуса. Во время цикла оттаивания иней стекает по желобкам в специальное отверстие.

Промышленные холодильники

Промышленные аппараты отличаются от бытовых устройств мощностью установки и размерами охлаждающих камер. Мощность двигателя оборудования достигает нескольких десятков киловатт. Рабочая температура морозильных камер находится в диапазоне от + 5 до – 50° C.

А знаете ли Вы, что самый большой промышленный холодильник занимает 24 км2 площади. Находится этого гигант в Женеве (Швейцария) и служит для научных целей при работе адронного коллайдера.

Промышленные установки предназначены для охлаждения и глубокой заморозки большого количества продуктов. Объем морозильных камер составляет от 5 до 5000 тонн. Используются на заготовительных и перерабатывающих предприятиях.

Принцип работы инверторного холодильника

Инверторные компрессоры предназначены для аккумуляции и преобразования постоянного тока в переменный ток с напряжением 220 В. Принцип работы основан на возможности плавного регулирования оборотов вала двигателя.

Устройство инверторного двигателя

При включении инвертор быстро набирает необходимое число оборотов для создания необходимой температуры внутри корпуса. На момент достижения заданных параметров устройство переходит в режим ожидания. Как только температура внутри корпуса повышается, срабатывает датчик температуры и скорость оборотов двигателя увеличивается.

Устройство термостата холодильника

Терморегулятор предназначен для поддержания заданной температуры внутри системы. Устройство герметично впаяно с одного конца капиллярной трубки. Другим концом капиллярная трубка подсоединяется к испарителю.

Основным элементом устройства терморегулятора любого холодильника является термореле. Конструкция термореле состоит сильфона и силового рычага.

Устройство терморегулятора

Сильфоном называют гофрированную пружину, в кольцах которой находится фреон. В зависимости от температуры фреона, пружина сжимается или растягивается. При понижении температуры хладагента пружина сжимается.

А знаете ли Вы, что современные бытовые холодильники используют фреон R600a на основе изобутана. Этот хладагент не разрушает озоновый слой планеты и не вызывает парниковый эффект.

Под воздействием сжатия рычаг замыкает контакты и подключает компрессор к работе. При повышении температуры происходит растягивание пружины. Силовой рычаг размыкает цепь и мотор выключается.

Холодильник без электричества – правда или вымысел?

Житель Нигерии Мохаммед Ба Абба в 2003 году получил патент на холодильник без электричества. Устройство представляет собой глиняные горшки разной величины. Сосуды сложены друг в друга по принципу русской «матрешки».

Холодильник без электричества

Пространство между горшками заполняют влажным песком. В качестве крышки используется влажная ткань. Под действием жаркого воздуха влага из песка испаряется. Испарение воды приводит к снижению температуры внутри сосудов. Это позволяет длительное время хранить продукты на жарком климате без использования электроэнергии.

Знание устройства и принципа работы холодильника позволит выполнить несложный ремонт устройства своими руками. Если система настроена правильно, значит прибор будет работать долгие годы. При более сложных неисправностях следует обратиться к специалистам сервисных центров.

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.

Внутреннее устройство холодильника

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.

У каждого из нас дома есть . 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 - 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.

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.

Дополнительная информация