Как работает холодильник — принцип действия простыми словами

Когда владелец четко представляет, какой принцип работы у холодильного агрегата, у него есть возможность продлить эксплуатационный срок бытового прибора. Понять – как устроен холодильник и за счет чего происходит охлаждение несложно, так как фактически во всех моделях бытовых холодильников он одинаков и базируется на простейших физических процессах. Про то, какой принцип работы холодильников, какие особенности он имеет, как происходит охлаждение внутри камер и как предотвратить преждевременные поломки бытового агрегата, далее в материале.

Принцип функционирования разных видов агрегатов

Холодильная техника применяется во множестве сфер деятельности и без нее уже нельзя представить быт и полноценное функционирование производственных цехов на заводах, предприятиях, организациях общепита, торговых павильонах и подобном. В зависимости от конкретного предназначения и сферы применения, существует классификация холодильного оснащения по видам:

• вихревые;
• абсорбционные;
• компрессорные;
• термоэлектрические.

Справка! Компрессорное холодильное оборудование – наиболее распространенное и у него наивысший КПД (коэффициент полезного действия), который стремится к 100%. Именно поэтому в основном выпускают компрессионные холодильники и морозильники.

Абсорбционное холодильное оборудование

В абсорбционных моделях по охладительному контуру циркулирует пара веществ – абсорбент и хладагент. В качестве хладагента в подавляющем числе вариантов применяют аммиак, но может использоваться и другое вещество:

• метанол;
• ацетилен;
• бромистого лития раствор;
• фреон.

Абсорбент – это жидкость, у которой поглотительная возможность достаточно высокая. В качестве нее может выступать вода, серная кислота и другое. Принцип функционирования абсорбционного агрегата заключается в абсорбции, то есть – поглощении одного вещества иным. Конструкция представлена ведущими узлами:

• генератором;
• насосом;
• регулирующими вентилями;
• абсорбером;
• испарительным элементом.

Компоненты системы соединяются трубками, при помощи которых реализуется замкнутый в кольцо единый контур. Процесс охлаждения становится возможен благодаря тепловой энергии и выглядит следующим образом:

1. Хладагент, который растворен в жидкости, идет к испарителю.
2. Из концентрированного раствора хладагента и жидкости отделяются закипающие при 33 ̊С аммиачные пары, которые охлаждают объект.
3. Вещество поступает в абсорбер, где вновь поглощается абсорбентом.
4. Насос качает раствор в генератор, подогреваемый определенным тепловым источником.
5. Вещество начинает кипеть и образуемые пары аммиака идут в конденсатор.
6. Хладагент начинает остывать и переходит в жидкое агрегатное состояние.
7. Рабочая жидкость следует через регулирующий вентиль, подвергается процессу сжатия и идет в испарительный элемент.

По итогу аммиак, который циркулирует в замкнутом охладительном контуре, принимает тепло из охлаждаемой камеры попадая в испарительный элемент и передает его внешней среде, присутствуя в конденсаторе. Циклы идут постоянно.

По причине невозможности выключения агрегата, в плане энергопотребления он не экономичен. Когда такое холодильное оборудование становится неисправным, провести его ремонт в большинстве случаев невозможно.

Внимание! Абсорбционные холодильники фактически не зависят от скачков напряжения в сети. Компактные параметры позволяют с легкостью размещать агрегат в любом удобном помещении.

В конструкции устройства отсутствуют трущиеся и движущиеся компоненты, что делает их фактически бесшумными. Такие агрегаты подходят для строений, где электросеть постоянно испытывает пиковые нагрузки или где регулярные перебои с поступлением электроэнергии.

Принцип абсорбции по большей части реализован в промышленных охладительных установках, малых автохолодильниках. Гораздо реже эти устройства применяют в бытовых целях, но тогда агрегат работает на газу.

Принцип функционирования термоэлектрических устройств

Понижение температурных значений в холодильниках термоэлектрического вида происходит благодаря специализированной системе, которая откачивает тепло за счет эффекта Пельтье. То есть – теплота поглощается в зоне перемыкания пары различных проводников в момент, когда через них идет ток.

Конструкция агрегата представлена термоэлектрическими компонентами в виде куба, которые изготовлены из металла. Они соединены в одну электросхему. Вместе с ходом тока из одного компонента в иной перемещается и тепло.

Пластина из алюминия забирает его из внутренней части и отдает кубическим рабочим частям, выполняющим передачу стабилизатору. Там, за счет вентилятора, тепло продуцируется вовне. Согласно такому принципу функционируют переносные малые холодильники, а также сумки с охлаждающим действием.

Справка! В подавляющей части термоэлектрических агрегатов при смене полярности запитки возможно получить не только охлаждение, но и нагрев до 60 С. Такая функция используется для подогрева пищевых продуктов в случае необходимости.

Такие термоэлектрические модели применяются в качестве автохолодильников, на кемпинге, яхтах, моторных лодках. То есть, везде, где невозможно использовать оборудование другого типа, но присутствует возможность подсоединить термоэлектрический холодильник к сети с напряжением 12 В.

В термоэлектрических устройствах предусматривается специализированный аварийный механизм, отключающий их от сети при перегреве рабочих элементов или при отказе вентиляционной системы. К позитивным сторонам таких устройств возможно причислить высокий уровень надежности и достаточно низкие показатели шума во время функционирования агрегатов. Но, присутствуют и отрицательные моменты – высокая стоимость, увеличенный расход энергопотребления даже по сравнению с абсорбционными холодильниками, а также чрезмерная восприимчивость температуры окружающей среды.

Принцип функционирования вихревых охладителей

В агрегатах такого вида присутствует компрессор, который сжимает воздух. Он впоследствии расширяется в смонтированных блоках вихревых охладителей. Объект понижает температуру по причине расширения сжатого воздуха. Вихревые устройства безопасные и долговечные, а также у них нет необходимости в электричестве и отсутствуют движущиеся компоненты. Кроме указанного, в вихревых установках отсутствуют опасные химические соединения во внутренней части конструкции.

Широкое распространение вихревых охладителей нет, присутствуют только тестовые модели. Это обусловлено повышенным расходом воздуха, высокой шумностью функционирования и достаточно низкой производительностью холода. Иногда вихревые охладители применяются на производствах, но нечасто.

Компрессорные агрегаты

Наиболее распространенный вид холодильного оборудования, который присутствует фактически в каждом доме. Такие агрегаты не потребляют чрезмерно много электроэнергии и фактически безопасны во время эксплуатации. Удачные варианты конструкций способны функционировать без сбоев на протяжении 10 лет и свыше.

Стандартный бытовой холодильник – ориентированный вертикально шкаф, в котором зачастую две или одна створка. Корпус изготавливают из листовой жесткой стали, толщина которой порядка 0,6 мм. Некоторые модели оснащены пластиковым корпусом, который снижает массу несущей части.

Для хорошей герметизации агрегата используют специализированную пасту с повышенным содержанием хлорвиниловой смолы. Поверхность корпуса грунтуется и покрывается качественной эмалью. При изготовлении внутренних отделений из металла применяют так называемый метод штамповки, а шкафы из пластика собирают путем вакуумного формования. Дверцы изготовлены из листовой стали, а по краям зафиксирован резиновый плотный уплотнитель, который предотвращает прохождение воздуха из окружающей среды вовнутрь устройства. Между наружной и внутренней стенками агрегата обязательно кладут теплоизоляционный слой, защищающий камеру от тепла и предотвращающий выход холода изнутри. В качестве теплоизоляционного материала применяют следующее:

• стеклянный войлок;
• пенополистирол;
• минеральную вату;
• пенополиуретан.

Внутренняя часть традиционно разделена на пару функциональных зон – морозильную и холодильную. Согласно форме компоновки холодильного шкафа различают такие:

• однокамерные;
• двухкамерные;
• многокамерные.

Отдельным типом выступают холодильные шкафы Side-by-Side, которые обладают двумя, тремя или свыше камерами. Однокамерные холодильники снабжены единственной створкой, а в верхней зоне присутствует морозильный отсек со своей дверью, оборудованной открывающимся или откидным механизмом. В нижней части присутствует отдел с регулируемыми положениями полок по высоте. В камерах монтируются осветительные устройства с обыкновенной лампочкой накаливания или светодиодом.

Справка! Агрегаты Сайд бай Сайд (бок о бок) гораздо шире и вместительнее других видов конструкций. Каждый из отсеков занимает пространство во всю высоту холодильного оборудования и располагаются параллельно.

В двухкамерных устройствах внутренние шкафы заизолированы и отделены собственной створкой. Отделы, в них расположенные, способны быть азиатскими или европейскими. В случае азиатского вида верхнее расположение морозильника, а при европейском – камера присутствует внизу.

Как работают и из чего состоят компрессорные холодильники

Холодильное оборудование компрессионного вида не вырабатывают холод, а охлаждают непосредственно объект забирая у него внутреннее тепло и передавая его вовне. Такие агрегаты холодят за счет функционирования таких узлов и элементов:

• хладагент;
• радиатор испарителя;
• терморегулирующее устройство;
• компрессор;
• конденсатор.

Как хладагент применяют различные марки фреона, который является смесью газов с повышенным показателем текучести и достаточно низкими значениями испарения и кипения. Эта смесь перемещается по замкнутому контуру, перенося тепло по разным участкам системы. В бытовых агрегатах зачастую используют безопасный фреон 12.

Компрессор – главная часть холодильника, линейный или инверторный, он провоцирует принудительную циркуляцию хладагента в системе за счет нагнетания давления. Компрессор сжимает пары фреона и перемещает их в требуемом направлении. В технике способна быть пара или один компрессор. Вибрации, образующиеся при функционировании, поглощает наружная или внутренняя подвеска.

Конденсатор – это решетка змеевик, закрепленная на боковой или задней стенке холодильного шкафа. Они могут обладать разной конструкцией, но всегда отвечают за единственную функцию – охлаждают нагретые пары хладагента до выставленных температурных значений благодаря конденсации (сжижению) фреона и рассеивания тепла по окружающему пространству.

Испаритель – тонкий трубопровод из алюминия, который спаян стальными пластинками. Он контактирует с внутренними отделами холодильного шкафа, отводит поглощенное из прибора тепло и значительно снижает температурные показатели в камерах.

Терморегулирующий вентиль требуется для поддержания рабочих показателей давления хладагента на конкретном уровне. Крупные узлы холодильник связаны между собой трубчатой системой, которая образует замкнутый герметичный контур.

Работа однокомпрессорных двухкамерных агрегатов

В холодильнике с двумя камерами но одним компрессором монтирована пара испарителей, хотя по существу они являются различными частями одного компонента. Первый испаритель расположен в морозильнике, а второй – в холодильной камере. Фреон, после прохода через осушительный фильтр сперва отправляется в первый испаритель, а потом – во второй.

При поступлении в морозильную камеру хладагент забирает тепло из нее и нагревателя и потом поступает в холодильное отделение, где забирает тепло уже из него. Благодаря тому, что температура фреона несколько возросла после прохождения через морозильную камеру, в основном отсеке значения градусника не способны снизиться более, чем до 0 ̊С.

Функционирование двухкомпрессорной техники

В холодильном оборудовании с парой компрессоров каждый из них функционирует независимо. Первый компрессор гарантирует функционирование охладительного контура для морозильной камеры, а другой – гарантирует снижение температурных значений в основном отделе.

В холодильных двухкомпрессорных агрегатах в каждой из камер присутствует отдельный испаритель. Эти компоненты между собой ничем не соединены. Благодаря раздельным охладительным контурам подобные холодильники отличаются от однокомпрессорных более продолжительным эксплуатационным периодом.

Последовательность цикла функционирования

Оптимальные температурные показания для продолжительного хранения пищевых продуктов в компрессорных агрегатах создаются во время рабочих циклов, которые осуществляются последовательно – один за другим. Они идут таким образом:

1. При подсоединении агрегата к сети включается компрессор, который сжимает пары фреона, заставляя возрастать их температурные значения и давление.
2. За счет повышенного давления горячий фреон в газообразном виде переходит в конденсатор.
3. Идя по змеевику пар избавляется от накопленного тепла, отдавая его внешней среде и плавно достигает температуры в помещении, превращаясь обратно в жидкость.
4. Жидкий хладагент идет в осушительный фильтр, забирающий лишнюю влагу.
5. Фреон посредством капиллярной трубки избавляется от избыточного давления.
6. Когда хладагент полностью остыл, он вновь приобретает газообразное состояние.
7. Охлажденный пар идет в испарительный элемент и забирает тепло из внутренних отделений холодильника.
8. Температурные показатели фреона возрастают, он вновь поступает в компрессор.
9. Когда температура достигла необходимого значения в камерах, двигатель останавливается и электрическая цепь размыкается.
10. При росте температуры в камерах контакты вновь замыкаются и электромотор компрессора запускается при помощи пуско-защитного реле.

Справка! Рабочий цикл повторяется до того времени, пока температурные значения, выставленные пользователем, не будут достигнуты. Когда температура возрастает, рабочие циклы вновь запускаются.

Принцип работы саморазморозки

Существует два варианта разморозки холодильного оборудования – капельная (Direct Cool) и Ноу Фрост (No Frost). Капельный вариант функционирует исключительно в охладительном отсеке и не может быть применен в случае морозильной камеры. Оттаивание Ноу Фрост может присутствовать как в холодильном отсеке, так и в морозильной камере.

В капельном варианте системы испаритель зафиксирован в задней стенке холодильного отсека и понижает ее температуру. Она, в собственную очередь, холодит воздух в отсеке. При подобном расположении на стенке со временем возникает конденсат и собирается в замерзающие капли. Периодически капельная система отключается и наледь стаивает. Капли жидкости стекают в них и поступают в специализированный желоб. По нему они идут в поддон, где испаряются под действием тепла, которое выделяется компрессором в периоды функционирования.

Принцип функционирования холодильного оборудования с системой Ноу Фрост такой:

1. За задней стенкой основной камеры и морозилкой присутствует испаритель, в котором хладагент закипает и охлаждает ближайший воздух.
2. Там же зафиксировано несколько или единственный вентилятор, который холодный воздух «прогоняет» по отделению с продуктами, а лед образуется только на испарителе, но никак не на стенах камеры.
3. На испарителе также зафиксирован 1-3 ТЭНа, которые запускаются или согласно сигналу специализированного датчика, или же несколько раз за сутки. При включении ТЭНа наморозь стаивает и стекает в специализированный поддон.

При подобных системах не надо размораживать холодильный агрегат вручную, как это было со старыми моделями.

Обыкновенные и инверторные агрегаты

Существует два варианта компрессоров – инверторные и обыкновенные. Разница в них заключена во внутреннем устройстве и режиме функционирования. Старые холодильники ранее всегда оборудовались только линейными (обыкновенными) компрессорами, но сейчас начинают распространяться инверторные.

Обыкновенный линейный вариант компрессора функционирует в режиме пуск-стоп. К примеру, когда температурные показатели в камере возросли на 1 ̊С свыше необходимой, компрессор запускается и холодильное оборудование начинает морозить. Как только значения температуры доросли до установленных, компрессор отключается.

Инверторный компрессор функционирует постоянно, но на малых оборотах. Он поддерживает температурные значения на установленном уровне. При этом общее энергопотребление у инверторного компрессора меньше, по сравнению с обыкновенным линейным.

Внимание! Достоинством линейного компрессора выступает отсутствие нагрузки при выключении и запуске, поэтому его эксплуатационный период более продолжительный, чем у инверторного. Также, холодильное оборудование в случае установленных компрессоров инверторного типа стоит дороже.

Итоги

В устройстве холодильного оборудования нет ничего сложного, независимо от того, какой вид рассматривается – компрессорный, абсорбционный, вихревой или термоэлектрический. Каждый из видов имеет собственные достоинства и негативные стороны и используется для конкретных целей. Но, наиболее распространенная разновидность холодильников – компрессорные. Агрегаты именно этого типа в основном используются в бытовых целях. Их устройство просто, они работают благодаря действию простейших физических законов.

Хладагент, который присутствует в герметичном трубопроводе, под действием компрессора поступает в другие элементы, параллельно отдавая и забирая тепло, а также охлаждая внутреннее пространство камер. Когда трубопровод утратил герметичность – холодильник не морозит, также как и в случае поломки какой-либо детали. Знание о том, как работают главные узлы агрегата, позволяет продлить эксплуатационный период бытовой техники.

Источники:

https://sovet-ingenera.com/tech/xolodilniki/princip-raboty-xolodilnika.html

https://vteple.xyz/princip-raboty-holodilnika/#lwptoc12

https://cosmo-frost.ru/xolodilniki/kak-rabotaet-xolodilnik-principy-cikly-rezhimy/

Видео: Принцип работы холодильника (№1)

Видео: Принцип работы холодильника (№2)

Принцип работы холодильника: кратко и понятно

Обычный бытовой холодильник знаком всем, но далеко не все знают принцип его работы или хотя бы название основных частей. Не вдаваясь глубоко в технические детали и основы кратко опишем принцип работы холодильника, стараясь объяснить всё лёгким и понятным языком.

Главным устройством любой модели холодильника является компрессор. Основное его назначение осуществлять циркуляцию вещества, которое называется фреон. Фреон — это хладагент имеющий два агрегатных состояния: жидкое и газообразное. Внутри холодильника фреон циркулирует по трубкам, подключённым к компрессору, который сжимает и перекачивает пары фреона.

Выходит хладагент из компрессора в нагнетающую трубку, на выходе создаётся большое давление из-за чего эта трубка сильно нагревается. Приложив к ней руку, особенно в момент работы компрессорного двигателя, можно обжечься, по этой причине не касайтесь трубки.

Части и устройство холодильника

Есть в холодильнике и такой элемент, как контур обогрева. Расположен он внутри корпуса дверцы морозильной камеры. Сделано это с целью обеспечить эластичность уплотнителя, который обеспечивает герметичность морозилки. Поскольку при отрицательной температуре, которая обеспеченна в морозилке, уплотнитель менее эластичен, а отсюда получается меньшая плотность прилегания дверцы к морозильной камере.

Ещё одна техническая составляющая холодильника это конденсатор. Если кратко, то собой он представляет решётку, которая размещена на задней части холодильника. Функция конденсатора — превратить нагретый фреон, имеющий газообразное состояние, в холодный и жидкий. Хладагент проходя по трубкам конденсатора остывает образовывая капли, такой процесс называется конденсацией. Как несложно догадаться конденсатор получил своё название благодаря данному физическому процессу.

Помимо описанных компонентов в холодильниках есть и следующие элементы:

1. фильтр-осушитель;
2. капиллярная трубка;
3. испаритель;
4. всасывающая трубка.

Первый элемент нужен для от фильтровки влаги, которая есть во фреоне на момент заправки его в систему холодильника. Следующий по списку элемент капиллярная трубка, которая нужна для обеспечения разницы давлений в системе. Кратко скажем, что она разделяет систему на холодные и горячие трубки. Сама трубка из-за своей толщины больше похожа на провод, не зная того что это на самом деле трубка, действительно можно её воспринять как оголённые провод.

Испаритель — это именно та часть холодильника, которая образует холод. Представляет он из себя трубки, имеющие отрицательную температуру когда компрессор работает. В испарителе фреон который был в жидком виде в капиллярных трубках, переходит в газообразное состояние. То есть, в испарителе жидкий хладагент начинает испаряться, что и приводит к образованию холода внутри холодильника. Всасывающая трубка по факту это просто окончание трубки испарителя которая входит в компрессор.

Такой круговорот фреона является причинной появления холода внутри холодильника. Вот так кратко можно рассказать о принципе работы холодильника. Вещь — несложная, но технологичная. Современная техника дополнительно напичкана электроникой, которая для основной задачи холодильника ненужна. Она регулирует и контролирует работу основных узлов агрегата.

Устройство холодильника. Типы холодильников

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  

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».

                                                                                                                        рис. 1

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:

1. мотор — компрессора;
2. теплового контура;
3. конденсатора \змеевика\;
4. цеолитового фильтра;
5. капиллярной трубки малого сечения;
6. испарителя холодильной камеры;
7. испарителя морозильной камеры;
8. нагнетательной трубки.

рис.2

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.

принцип работы, внутреннее устройство, схема работы

Принципиально устройство холодильника представляет собой закрытую термоизолированную камеру, в которой поддерживается постоянная низкая температура. Если бы это была идеальная адиабатическая система, не допускающая обмена энергией с окружающей средой, то достаточно было бы в камеру положить кусок льда. И чем больше он будет по отношению к объему камеры, тем ниже опустится температура продуктов, когда система достигнет термодинамического равновесия. Но реально таких изолированных систем нет, и холодильные агрегаты используют внешние источники энергии, чтобы создать в камере стабильную низкую температуру. А как они это делают, зависит от принципа работы.

Виды холодильников

Есть четыре вида холодильников, которые отличаются принципом действия. По мере распространенности их можно расположить в следующем порядке:

• компрессорные;
• абсорбционные;
• термоэлектрические;
• вихревые.

Компрессорные холодильные установки

Принцип работы холодильника этого типа основан на использовании обратного цикла Карно. В замкнутом герметичном контуре между испарителем и конденсатором циркулирует хладагент, изменяя при этом свое агрегатное состояние.

В испаритель, который находится внутри холодильной камеры, хладагент (в данном случае — фреон) попадает в жидком состоянии. Там, в условиях низкого давления, он расширяется, «вскипает» и отбирает тепло у стенок испарителя, а те охлаждают воздух в камере.

Из испарителя газообразный фреон засасывается компрессором, сжимается, попадает в конденсатор, остывает, отдает в окружающую среду избыточное тепло через радиаторную решетку и конденсируется.

Затем цикл повторяется.

Абсорбционный холодильник

Работа этого типа холодильника построена на том же принципе, что и компрессорного — снижение температуры за счет испарения хладагента. Но имеет другую схему перехода агрегатных состояний.

Справка. Здесь в качестве хладагента используют жидкость с низкой температурой кипения, способную растворяться в воде. А в качестве «привода», который обеспечивает циркуляцию хладагента, выступает нагреватель («котел»).

Чаще всего в качестве хладагента используется аммиак, а цикл работы холодильника выглядит так:

1. Водный раствор аммиака разогревается в генераторе (десорбере).
2. Аммиак вскипает быстрее воды, поэтому образуются его концентрированные пары, которые поступают в конденсатор. Там пары охлаждаются, аммиак переходит в жидкое состояние и поступает через дроссель в испаритель.
3. В испарителе в результате низкого давления аммиак «закипает», превращается в газ и отбирает тепло из холодильной камеры.
4. Затем парожидкостная аммиачная смесь поступает в абсорбер, где она растворяется в воде.
5. Из абсорбера раствор попадает в генератор. Цикл повторяется.

Недостаток — низкая хладопроизводительность и долговечность холодильника. Достоинство — возможность работать не только от электричества, но и на энергии сжигания топлива (например, сжиженного газа).

Термоэлектрический холодильник

Работа такого типа холодильника основана на свойствах биметаллической пары контактов. При прохождении тока через любую пару проводников (или полупроводников) из разнородных металлов в зоне контакта образуется разность потенциалов (эффект Пельтье). Благодаря этому здесь возникает свое «внутреннее» контактное электромагнитное поле. Если ток совпадает с его направлением, то у проводника с высоким потенциалом отбирается часть тепловой энергии, и он остывает. А второй проводник нагревается.

Недостатки термоэлектрического холодильника — низкая холодопроизводительность и дороговизна. Основная сфера применения — переносные сумки-холодильники.

В заключение раздела о четвертом типе — вихревых холодильниках. Здесь также используются компрессоры, но они работают с воздухом. Их задача — доставить сжатый воздух в охладительную камеру низкого давления, где он расширяется и отбирает тепло у окружающей среды. Недостатки этого типа — низкий КПД, высокий уровень шума и большие габариты.

Устройство компрессорного холодильника

Конструктивно компрессорный холодильник состоит из следующих элементов и узлов:

• Герметичные холодильная и морозильная камеры, закрывающиеся дверкой с резиновым уплотнителем.
• Испаритель. У однокамерного холодильника он выполнен в виде «морозилки», стенки которой сделаны из спаянных пластин профилированного листового металла. В холодильном отсеке двухкамерного холодильника – это плоский щитовой радиатор с «проложенным» в нем канале для хладагента. В морозильной камере двухкамерного холодильника испаритель обычно делают в виде змеевика с «оперением» в виде ребристого радиатора.
• Конденсатор. Установлен снаружи на задней стенке. Представляет собой змеевик с закрепленным к нему решетчатым радиатором.
• Фильтр-осушитель. Необходим для очистки хладагента от влаги и механических частиц. Влага попадает в систему извне разными путями: диффузия, недостаточная герметичность соединений трубопроводов и компрессора, во время заправки фреоном. А механические примеси появляются в результате коррозии трубопроводов.
• Дроссель или капилляр. Выполняет функцию терморегулирующего расширительного вентиля. Нужен для создания низкого давления в испарителе.
• Мотор-компрессор. Отвечает за циркуляцию хладагента в системе, вместе с дросселем обеспечивает разность давлений в испарителе и конденсаторе. У бытовых холодильников наиболее распространены поршневые компрессоры, реже роторные. Оба варианта по принципу действия относятся к объемному типу. По устройству компрессор холодильника представляет собой герметичный моноблок, внутри которого находится рабочая камера, впускные и выпускные клапаны, двигатель.
• Датчик температуры. Участвует в управлении холодильником. У обычных холодильников с асинхронным двигателем или электромагнитным (линейным) приводом он подает «команду» на реле, которое запускает или отключает мотор. У инверторных холодильников (с электродвигателем постоянного тока) от его показаний зависит частота вращения ротора.
• Пусковое реле. Обязательный узел для компрессоров бытовых холодильников с асинхронным двигателем и питанием от сети 220 В. Чтобы «раскрутить» неподвижный ротор, у статора, кроме рабочей обмотки, есть вспомогательная — пусковая. На нее кратковременно подается напряжение, которое сдвинуто по фазе относительно рабочей обмотки. Именно эта разность фаз обмоток статора индуцирует в замкнутом контуре ротора электродвижущую силу и создает первоначальный крутящий момент. Для вращающегося ротора в таком поле уже необходимости нет, поэтому с помощью электромагнитного реле или позистора стартовая обмотка отключается.
• Блок управления. У «простых» моделей может быть электромеханическим — например, терморегулятор и кнопка оттаивания у холодильника Бирюса-2. У современных образцов управление электронное, и за него отвечает микропроцессор.

Некоторые особенности компрессорных холодильников

У некоторых моделей холодильников есть дополнительный, регенеративный теплообменник. В нем происходит теплообмен между жидким хладагентом после конденсатора (перед подачей в дроссель) и газообразным хладагентом после испарителя (перед подачей в компрессор). В результате теплообмена «холодный» пар из испарителя нагревается, а жидкость дополнительно охлаждается. Это увеличивает эффективность работы холодильника — «доохлаждение» жидкого хладагента увеличивает производительность системы. А «перегрев» пара перед компрессором необходим для его безопасной работы — предотвращает проникновение в компрессор жидкого хладагента.

Другая особенность — количество камер.

Справка. У старых моделей двухкамерных холодильников на оба отсека работал один компрессор. И чтобы обеспечить эффективное охлаждение морозилки, ее объем делали намного меньше, чем у холодильной камеры.

Большинство современных моделей имеют две камеры и два компрессора. Это дает возможность независимого управления работой каждой камеры, что уже ведет к повышению энергоэффективности холодильника. У обычных систем типа Combi объем морозильной камеры может достигать половины полезного объема, и она обычно располагается снизу. А у холодильников типа Side-by-side обе камеры одинаковы, и они расположены рядом друг с другом.

Трехкамерные холодильники имеют дополнительный отсек с нулевой температурой. Он предназначен для хранения продуктов, которым «противопоказан» режим заморозки из-за содержащейся в них воде.фильт

В отдельную категорию выделяют системы «No Frost». В них реализован принцип динамической системы охлаждения камеры. В отличие от статической системы охлаждения, циркуляция воздуха в камере происходит с помощью встроенного вентилятора. Это обеспечивает равномерное охлаждение всего объема и предотвращает появление наледи на испарителе.

Видео: принцип работы холодильника

Видео: устройство компрессионного холодильника

Как устроен холодильник (19 фото) » Триникси

Вот этот «черный ящик» и есть основной агрегат холодильной установки. Компрессор кондиционера от него мало чем отличается.

Хладагент — он же фреон, имеет множество модификаций. В настоящее время в бытовых холодильниках используется R600a, а в кондиционерах R410a.

На этой схеме наглядно показан принцип работы холодильной установки. Стрелочки показывают направление движения фреона в системе.

Наверняка каждый из вас когда-то трогал черную решетку сзади у холодильника — она называется конденсатор (3). Во время работы компрессора(1) он будет всегда горячим — там находится газообразный фреон под довольно высоким давлением. Компрессор бытового холодильника может накачать до 12 атмосфер.

Вот здесь фреон будет охлаждаться и превращаться в жидкость, чтобы потом через специальную трубку попасть в испаритель. Назначение конденсатора — собрать фреон под высоким давлением, охладить его и превратить в жидкость.

На выходе из конденсатора фреон пройдет через специальный фильтр. Фильтр имеет наполнитель из специального силикагеля, который задерживает влагу и механические примеси. Срок службы наполнителя достаточный, чтобы холодильник проработал несколько лет.

А если холодильник перестал работать — одной из причин может быть неисправный фильтр. Он попросту перестает выполнять свою функцию и забивается металлическими опилками от износа компрессора или подгоревшим маслом.

После фильтра начинается самое интересное. Фреон попадает в капиллярную трубку и начинает терять давление. Одновременно он начинает ЗАКИПАТЬ! Это происходит из-за особенностей фреона — у него ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ температура кипения! Например, у фреона R404а — это МИНУС 47градусов.

Полученная на выходе из капиллярки паро-жидкостная смесь поступает в испаритель. Этот процесс называется дросселяция — резкий перепад давления через малое сечение капиллярной трубки. Они могут быть диаметром от 1,5мм до 0,3мм и длина трубки зависит от модификации фреона и типа компрессора.

Дальше — испаритель. Выглядеть он может по разному. В старых моделях — это морозильная камера (как на картинке). В новых моделях испаритель спрятан в задней стенке и обдувается вентиляторами (система No Frost). Поэтому современные холодильник практически не требуют разморозки.

В испарителе фреон будет кипеть, пока полностью не превратится в пар. При этом он забирает тепло из камеры холодильника, охлаждая находящиеся там продукты. А дальше фреон ждет снова компрессор, который запустит его по кругу: конденсатор-фильтр-капиллярка-испаритель.

Чтобы компрессор не сгорел и в вашем холодильнике была нужная вам температура в нем имеется вот такое устройство. Это термореле, которое отключает компрессор по достижении заданной температуры.

Знакомая штучка? Это всем известный бытовой кондиционер. Но если быть точным — то это только его внутренний блок, который размещен в квартире. Это — испаритель (по аналогии с холодильником). То есть в данном случае помещение и будет являться холодильной камерой.

А это наружный блок, в котором собственно находится компрессор и конденсатор. А управляете всем этим хозяйством вы, посредством пульта. Во внутреннем блоке находится система распределения воздушных потоков и вентилятор. В наружном блоке — еще один вентилятор и электронный блок управления компрессором.

Вот собственно и всё про бытовой холодильник и кондиционер. Но есть еще и «супер-холодильник» — система выносного холода.

Все мы ходим в магазины и видели там длинные ряды витрин. Все они работают от централизованной системы выносного холода, поэтому вы никогда не увидите у них привычные черные решетки (как у домашнего холодильника).

агрегат — компрессорный блок и конденсатор, находится вне торгового зала. А вся система спрятана от посторонних глаз.

В отличие от бытовых холодильников — это уже целая компрессорная станция. И таких должно быть две. Зачем? Ответ очень прост — есть два вида продукции: охлажденная и замороженная. Так вот для каждого вида продукции и устанавливают свою централь с компрессорной группой и конденсатором

Для компрессоров строится специальное помещение в подсобке магазина и попасть туда может только обслуживающий персонал (механик по холодильному оборудованию) организации, которая занимается обслуживанием и ремонтом такого оборудования.

Так как холодильная централь имеет много потребителей (витрин), то и фреона требуется достаточно много. А «излишки» собираются в ресивер. Вот он на картинке — вертикальный бочонок черного цвета. Ресивер стабилизирует количество фреона в системе и «хранит» неиспользуемый.

Фильтр в таких системах будет посерьезней, чем у бытового агрегата и ставится в каждой витрине. Увидеть устройство витрины вам не позволят декоративные накладки и полки. Но в принципе оно мало чем будет отличаться от системы NoFrost

Это испаритель промышленного холодильника. Примерно то же самое находится внутри задней стенки холодильника NoFrost. Плюс к этому еще и мощные вентиляторы, которые выдувают холодный воздух в охлаждаемую камеру. За счет конвекции испаритель практически не успевает обмерзать и почти не требует разморозки.

За режимом оттайки следит электроника с помощью температурных датчиков. Вот он — тонкий черный проводок с «капелькой» в самом верху. И если система работает правильно — испаритель будет оставаться чистым.

Это основное отличие магазинной витрины — ТРВ (терморегулирующий вентиль). Он заменяет в витрине капиллярную трубку и отвечает за количество фреона, поступающее в испаритель витрины.

Проходя мимо витрин можно заметить вот такие электронные табло. Это микропроцессор, который управляет температурным режимом. Он намного точнее, чем термореле в бытовом холодильнике, и имеет несколько настраиваемых функций.

А этот непонятный прибор — соленоидный клапан. Он необходим для перекрытия подачи фреона в испаритель витрины, когда процессор дает команду на оттайку. Увидеть его так же невозможно, потому что он спрятан под самой нижней полкой витрины и находится рядом с испарителем.

Наверное многие замечали вот такие устройства возле крупных магазинов? Это и есть конденсатор установки выносного холода. И чем больше в магазине витрин — тем больше будет конденсатор. Соответственно и количество фреона в таких системах измеряется уже десятками килограмм.

Так же система выносного холода имеет еще много разных устройств от механических до электронных, которые помогают ей стабильно работать в любое время года. А «самое главное устройство» — это грамотный механик-холодильщик, который сумеет настроить систему на правильный режим работы и будет поддерживать её работоспособность в течение всего срока эксплуатации.

Теперь вы знаете, как работают холодильник, кондиционер и витрины в магазинах.

как работает устройство, схема конденсатора, как утроен испаритель принципиально

Холодильник является неотъемлемой частью современного быта

Содержание материала:

Устройство холодильника: из чего состоит прибор

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.

Охлаждение в холодильнике происходит за счет отвода тепла наружу

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.

Некоторые холодильники имеют раздельные контуры для каждой камеры

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.

В основном надежность холодильника зависит от качества компрессора

Из изображения на схеме можно понять следующее:

1. Фреон попадает в камеру для испарения, и проходя сквозь нее забирает из холодильного пространства тепло;
2. Хладагент перемещается в компрессор, а тот, в свою очередь, перегоняет его в конденсатор;
3. Проходя сквозь вышеуказанную систему, находящихся в холодильнике фреон, остывает, и превращается в жидкое вещество;
4. Остывавший хладагент попадает в испаритель, и во время прохода в трубку большего диаметра, превращается в газообразную смесь;
5. 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 периодически требует наружной очистки, так как ухудшается процесс теплообмена

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.

В современных бытовых холодильниках испаритель интегрирован в заднюю стенку

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.

Примеры испарителя холодильника (фото)

Холодильники. Виды и особенности. Устройство и работа

Холодильником называют устройство, поддерживающее низкую температуру внутри его корпуса. Это устройство имеет широкую область использования. В быту холодильники применяются для сохранности пищевых продуктов от порчи.

Конструкция и принцип работы

Устройство холодильника изображено на рисунке.

Принцип действия морозильных камер и холодильников ничем не отличается. Охлаждение происходит путем циркуляции специального газа внутри системы. Этот газ называют хладагентом, в качестве которого обычно применяют фреон.

Хладагент закачивается в компрессор (11), в котором сжимается. Далее он под давлением переходит в конденсатор (14), находящийся сзади устройства. Проходя через тонкие конденсаторные трубки, газ охлаждается и переходит в жидкое состояние, затем фильтруется в специальном фильтре и через трубку проникает в испаритель (16), выполненный в виде охлаждающих пластин, и находящийся сзади холодильника за корпусом. Испаритель связан трубками с морозильной камерой.

Температура кипения фреона менее ноля градусов. Он закипает в испарителе, и отнимает часть тепла из морозильной камеры, охлаждая продукты. Во время кипения жидкий фреон в испарителе переходит в газообразное состояние и поступает снова в компрессор. Вся система охлаждения герметична. Процесс снижения температуры в морозильной камере продолжается до достижения заданного параметра, при котором специальный регулятор отключает компрессор.

Классификация

Существует много видов холодильников, которые можно разделить по признакам.

По способу охлаждения:

• Компрессорные.
• Абсорбционные.
• Термоэлектрические.

Компрессорные холодильники

Это наиболее распространенный вид холодильников, которые используются практически в каждом доме. Основу его конструкции составляет компрессор, который выполняет циркуляцию хладагента в виде газа. При этом применяется свойство газа резко нагреваться во время сжатия, и быстро охлаждаться при расширении. Конструкция и работа этого устройства рассмотрена выше.

Существуют конструкции холодильников, оснащенных двумя компрессорами для повышенного отведения тепла от морозильной камеры и среднего охлаждения в отсеке для хранения продуктов с положительной температурой.

Абсорбционные

Такие устройства не слишком распространены. Их иногда используют водители в дальних рейсах. В качестве хладагента в этом устройстве работает раствор аммиака. Если рассматривать принцип его работы, то действие происходит так:

• В зоне разграничения раствор аммиака нагревается, и аммиак испаряется.
• Газ поступает в испаритель, в котором он расширяется и забирает тепло из отсека хранения продуктов.
• В это же время оставшийся раствор проходит в камеру абсорбции.
• После прохождения испарителя аммиак нагревается и поступает в абсорбционную камеру, в которой смешивается со слабым раствором аммиака, увеличивая его концентрацию. Место смешивания может обдуваться вентиляторами, либо охлаждаться естественным образом.

Образованный за один цикл раствор снова поступает в камеру нагревания, и циркуляция продолжается до достижения заданной температуры, необходимой для охлаждения продуктов.

У этой конструкции много недостатков, ограничивающих сферу применения. Концентрированный раствор аммиака слишком опасен для человека. Изготовители создают специальную защиту, которая защищает устройство от испарения аммиака в воздух. Эффективность работы абсорбционной установки невелика, охлаждение происходит медленно, что не дает возможности создавать большие камеры для заморозки.

Достоинствами абсорбционного охлаждающего устройства является то, что источником тепла могут служить электронагревательные ТЭНы, горючий газ, выхлопные газы автомобиля.

Термоэлектрические

В таких конструкциях используется принцип прямого поглощения тепла. В этом устройстве нет системы циркуляции, хладагента, различных переходов жидкости в газ и т.д. Охладителем служит полупроводниковая пластина, которая называется элементом Пельтье, и работает по следующему принципу: под действием электричества одна сторона пластины (элемента Пельтье) охлаждается, забирая тепло из камеры, а другая нагревается.

Недостатки

• Рабочий ток ограничен для предотвращения перегрузки блока питания.
• Существует предел разницы температур между внешней средой и камерой охлаждения. Например, если этот параметр равен 20 градусам, то летом при 30-градусной жаре продукты смогут охладиться только до +10 градусов.
• Существует также наименьшая температура, меньше которой элемент Пельтье не сможет охладиться. Дорогостоящие термоэлектрические установки способны охлаждать продукты только до -6 градусов.
• Тепло отводится медленно.

Эти недостатки не способствуют снижению популярности термоэлектрических холодильников, которые часто используются автомобилистами, а также путешественниками и туристами на природе.

По способу установки:

• Настольные устройства изготавливаются небольших габаритов, удобных для хранения продуктов и напитков в небольшом объеме.

• Настенные модели изготавливаются в виде навесных шкафов различных габаритов. Их удобно встраивать в интерьер кухонного гарнитура.

• Напольный вариант холодильника является наиболее популярным и знакомым всем людям. Они бывают с несколькими камерами и с разным числом дверок, с несколькими компрессорами. Этот вид имеет много исполнений.

• Встраиваемые модели используются в быту довольно редко. Его недостатком является обеспечение притока воздуха для охлаждения. При встраивании в мебель или другое место — это условие обеспечить не всегда удается.

По количеству камер:

• Однокамерные холодильники имеют небольшую стоимость, оснащены одной дверцей и небольшой морозильной камерой. Они нуждаются в своевременном размораживании.
• Двухкамерные модели производятся с разными исполнениями объемов холодильного и морозильного отделения. Если корпус оснащен двумя дверцами, то температура сохраняется дольше.
• Трехкамерные устройства появились недавно. Их достоинством является наличие вспомогательной температурной зоны для хранения продуктов.
• 4-х и 5-ти камерные могут оснащаться баром, влажной и сухой зоной свежести. Эти модели относятся к дорогостоящей технике.

Технические характеристики

Если вам необходимо приобрести холодильник, то для правильного выбора следует ознакомиться с параметрами этого устройства.

Размеры

• Маленькие холодильники имеют высоту не более 1,5 метров и ширину не больше 59 см. Они удобны для использования в офисе или на даче. Часто такие охлаждающие устройства устанавливают в квартирах для посуточной сдачи в аренду, либо в номерах гостиниц. Существуют холодильники с ограниченным функционалом (минибары для охлаждения напитков).
• Стандартные. Такие холодильники изготавливают шириной до 60 см и высотой до 1,8 метра. Это наиболее удобные устройства, разработанные для средней кухни, и для семьи из трех человек.
• Европейский стандарт. Размеры достигают 0,8 м в ширину и 2 метров в высоту. Это хороший вариант для большой просторной квартиры.
• Большие холодильники предназначены для семьи из 4-5 человек, оснащены несколькими дверцами, подходят для хранения любых продуктов, удобны в пользовании, так как имеют разделение на отсеки для разных типов продуктов. Высота их может достигать 2,1 метра, ширина 0,9 м.

Объем

Существует понятие полезного объема камеры, который может значительно отличаться от общего объема. Это связано с большими перегородками.

• 50 литров имеют объем небольшие модели высотой до 0,9 м, в работе они довольно шумные, и требуют частой разморозки.
• 350 литров чаще всего имеют двухкамерные холодильники, морозильная камера у них от 50 до 160 литров.
• 400 литров полезного объема имеют обычно трехкамерные холодильники с выдвижными ящиками.
• 500-800 литров имеют объем двухдверные большие шкафы с множеством дополнительных функций. Стоимость таких моделей довольно высока, и зависит от бренда производителя, объема и функциональности.

Холодильные камеры

• Для кратковременного хранения. В такой конструкции продукты можно хранить от 3 до 5 суток.
• Для длительного хранения. В них продукты можно хранить значительно дольше, но перед этим их заранее замораживают. Если в магазине хозяйка часто приобретает уже замороженные мясные или рыбные продукты, то такие камеры наиболее подходящие для хранения.
• Для охлаждения или заморозки. В их отделах можно хранить разные продукты, купленные в незамороженном виде.
• Для быстрой заморозки. Шоковое замораживание происходит за 1-1,5 часа. Если вы часто своими руками готовите продукты, которые необходимо быстро замораживать, то эта камера будет оптимальным выбором.

Морозильные камеры

Условно температурный режим в морозильных камерах обозначают звездочками:

• * — температура до -6 градусов, продукты можно хранить до 1 недели. Для длительного хранения пищи эта камера не подходи.
• ** — температура в камере достигает -12 градусов, и продукты можно хранить до одного месяца.
• *** — эта камера уже подходит для длительного хранения до трех месяцев, и температура в ней опускается до -18 градусов.
• **** — в такой морозильной камере температура может достигать -24 градусов, и продукты способны сохранять свои вкусовые качества до 1 года. Можно выполнять заготовку рыбы, мяса или ягод.

Системы размораживания

• Ручная. Это наиболее простая и дешевая система разморозки. При этом размораживается морозильная и холодильная камеры. Компрессор отключают, ледяной налет тает, и стекает в отведенную емкость.
• «No Frost». Эта система применяется в дорогостоящих моделях, и переводится с английского как «без инея». Она может использоваться как в морозильных, так и в холодильных камерах. Во время работы холодильника на стенках камеры не образуется ледяного и снежного налета, холодный воздух распределяется равномерно по объему камеры с помощью специального вентилятора.

Дополнительные функции

• Сохранение холода. При отсутствии электроэнергии холод долго сохраняется.
• Антибактериальное покрытие. На стенках камеры применяют особое покрытие с содержанием серебра, не допускающее размножение бактерий.
• Телевизор. Эта опция применяется только в больших дорогостоящих конструкциях. Размер экрана телевизора не более 15 дюймов.
• Генератор льда.
• Защита от детей. Эта функция позволяет заблокировать панель управления или дверцу холодильника.
• Зона свежести. Имеется отдельный отсек с нулевой температурой.
• Индикатор открытой двери. Подается звуковой или световой сигнал, если вы забыли закрыть дверцу холодильника.
• Встроенные часы.
• Режим «отпуск». Если вас долго не будет дома, а в холодильнике нет продуктов, то не нужно оставлять дверцу открытой для проветривания. Достаточно включить этот режим, и холодильник будет самостоятельно поддерживать температуру около +15 градусов, и вентилировать камеры.

Похожие темы: