Немало копий поломано разъяснением принципа выработки холода, но решили сегодня послать очередное войско. Авось, не пройдут материал даром, старания понапрасну. Принцип работы холодильника основывается на способности фреона легко менять агрегатное состояние, отдавая, забирая тепло. Не всегда использовался этот класс веществ. Применяли аммиак, другие агрессивные среды. В 30-х годах прошлого века открыли фреоны, относительно безопасные для человека, эффективные. В результате другое сегодня забыто, хладагенты называются цифрами, маркируемыми префиксом R. Сегодня мир осваивает изобутан, концентрации рабочие малы, безопасность для озонового слоя велика. Правда, вещество взрывоопасно. Обсудим принцип работы холодильника.
Холодильник после магазинного рандеву
Как работает холодильник
Начнем обсуждение принципов работы холодильника компрессором. Сердце! Главное здесь. Мотор холодильника обычно стоит асинхронный, поэтому для работы часто требуется пускозащитное реле. В обязанности устройства входит подключение пусковой обмотки, только на время старта. Нагревается внутренняя биметаллическая пластина, конденсатор отключается от пусковой обмотки, функционирует единственно рабочая. По схожей системе работает защита против перегрева: двигатель холодильника работает слишком долго, тепловой эффект тока разгибает очередную биметаллическую пластину, рвущую контакт, давая обмоткам отдохнуть.
Такая схема позволит работать холодильнику эффективно, обеспечит неплохой пусковой момент. Понятно, внутри прибора фреон, который не то чтобы с удовольствием циркулирует по контуру, поршень требует затраты некоторых усилий. Здесь помните:
Из холодильника изымается мотор — пускозащитное реле идет в комплекте. Нельзя брать другое реле, другого двигателя, с высокой степенью вероятности нарушает нормальную работу, рано или поздно вызывает сгорание обмоток.
У двигателей холодильников индивидуальные пусковые требования. Мощность также отличается, следовательно, тип, нагрев биметаллической пластины реле не остаются постоянными. Написаны специальные справочники, где посмотрим, какие двигатели холодильников бывают, какие типы реле соответствуют. Кстати, на сайте выкладывали перечень, надеемся, порадовал читателей. Современные двигатели холодильников обладают инверторным управлением, коленвала больше не содержат. Движение вала линейное, прилепили остряки названный эпитет компрессорам.
Внутри находится катушка, снабженная сердечником, движущимся поступательно согласно закону переменного тока, подаваемого на проволоку. Несмотря на кажущуюся несуразность (сходство с электробритвами) моторы, как показывает практика, максимально удовлетворяют целям. Кроме того наиболее эффективно реализуется инверторное управление, помогая снизить уровень шума, продлить жизнь. Недаром Samsung дает 10 лет гарантии на моторы холодильников. Напомним:
В результате появляется следующая схема:
- Входное напряжение выпрямляется.
- Нарезается силовым ключом нужными длительностями.
- Работой заправляет генератор тактовых импульсов.
Простейшая схема, скорее относящаяся к импульсному блоку питания, суть равно остается: присутствует напряжение 50 Гц, затем становящееся напряжением другой частоты. Результатом видим изменение скорости движения поршня, отчего фреон начинает двигаться ускоренно, замедленно. Что это дает?
Фреон холодильников
Сердце перекачивает кровь, компрессор - фреон. Смысл: требуется создать высокое давление на конденсоре (на задней стенке холодильника), низкое на испарителе. В результате на первом начинает сжижаться хладагент, со второго активно испаряется. В первом случае выделяется большое количество тепла, которое достается кухне, во втором случае поглощается энергия, конфискуемая из холодильного отделения. В результате холодильник морозит. Быстрее движется кровь, бодрее самочувствие человека, больше разница перепадов давлений конденсор-испаритель, больше холода, а значит — компрессору придется попотеть.
Встроенный таймер холодильника
Итак, показали зависимость выработки холода от скорости работы компрессора, теперь рассмотрим методику получения разницы давлений. Знаете, Ютуб крутят ролик: человек в ластах осваивает водный стадион. Забегает достаточно далеко от берега. Быстрота бега первый фактор, вторым назовем увеличенную площадь опоры. В холодильнике ситуация аналогичная. Резвое кручение ротора двигателя бессильно фреону обеспечить нужную разницу давлений. Бессильно напрямую — помогает важное дополнение жилам циркуляции хладагента, капиллярная трубка. Ход очень тонкий, ставится после конденсора. В результате давление здесь быстро растет, фреон разом становится жидкостью. Моментально отдает энергию. Формируется принцип действия холодильника.
Какое-то тепло набрано испарителем. Не поверите, в вакууме испаряется даже вода, лед улетучивается… сублимация. Подобный процесс идет за задней стенкой морозилки (холодильной камеры), где создается компрессором разрежение. Жидкий фреон понемногу втекает через капиллярную трубку и улетучивается. Даже при малой температуре, которая царит в испарителе, умудряется отобрать тепло замерзшего металла. В связи с этим пора упомянуть одну деталь, без которой устройство холодильника никак неполно. Фильтр-осушитель (иногда называют ресивером).
Фильтр-осушитель холодильника
Итак, видим близ конденсора высокие температуры — вода быстро становится паром. Откуда берется во фреоновом контуре, остается загадкой даже для мастеров, однако известно доподлинно: без жидкости половина ремонтников холодильного оборудования лишится работы.
Полезная жидкость, пытаясь покинуть капиллярную трубку, образует ледяную пробку, намертво закупоривающую работу агрегата. Если помните, давление по эту сторону невысокое, вакуум не может прошибить нарост кристаллов застывшей влаги.
В результате получается, компрессор работает на полную катушку, разница давлений между конденсором и испарителем невероятная, толку — нуль, фреон не циркулирует. Некому переносить тепло с места на место.
Характерная особенность неисправности в этом случае, что неполадка пропадает, если выключить холодильник на время. Затем коллизия начинается сызнова. Вызвано тем, что пробка тает, нарастая снова. Поэтому фильтр-осушитель трудится возле конденсора, забрать побольше воды. Внутри находится тривиальный силикагель, многим знакомый по ботинкам, одежде. Пакетики, заполненные шариками, забирающие влагу. Постепенно фильтр-осушитель вырабатывает ресурс, пары воды продолжают третировать фреоновый контур холодильника. Кстати, при перезаправке деталь подлежит обязательной замене.
Фильтр-осушитель выглядит утолщением медной трубки, которое невозможно не заметить. Однако частенько укрыт слоем пенополиуретана. В этом случае к детали требуется еще пробиться. Все зависит от разновидности холодильников. Однако сложная система была бы грудой железа, не существуй термостата, занимающегося измерением условий камер, выдающего команду включения и выключения компрессора.
Термостат холодильника
Обычно термостат построен на основе измерения давления. Понятно, что холодный воздух тяжелее, следовательно, можно определить достаточно ли давит мембрану. Доступ к чувствительному элементу ведется через трубку. Винтом подтягивается натяжение мембраны. В результате получаем такие небольшие «карманные часы», у которых вместо цепочки длинная трубка. Лишний отрез укладывается между стенками, заборное отверстие проводится в рабочую камеру.
Современные термостаты гораздо более примитивны. Унылая термопара, от величины ЭДС которой зависит, что предпримет электронная плата холодильника в следующий момент. Понятно, такая схема в отличие от предыдущей требует наличия питания, что несколько усложняет процесс регулировки. Зато ремонт превращается в настоящее развлечение: главное найти термопару с подходящими характеристиками, не требуется драть половину холодильника, чтобы тянуть трубку. Упрощает жизнь мастеров.
Закончили рассказ про то, как работает холодильник, упомянули аспекты устройства прибора.
Работа холодильников, будь они простыми моделями или навороченными, основана на одном базовом принципе. Зная его и устройство холодильника, несложно обеспечить хранителю продуктов оптимальные условия эксплуатации, что продлит срок его службы. Эти знания также пригодятся, когда потребуется устранить мелкие, а в ряде случаев и крупные неисправности своими силами.
Холодильник ATLANT XM-4008-022.
Любой современный холодильный агрегат состоит из следующих частей:
- поршневого компрессора, который обеспечивает циркуляцию хладагента;
- испарителя расположенного внутри холодильника, забирающего тепло из камеры;
- конденсатора (охладителя) размещённого на задней или боковой стенке агрегата, отводящего тепло в окружающую среду;
- терморегулирующего вентиля, поддерживающего давление на необходимом уровне;
- хладагента (как правило, фреон), который циркулирует внутри трубопроводов, перенося тепло от испарителя к охладителю.
Схема холодильника ATLANT МХМ 1709-00.
Устройство двухкамерного холодильника Атлант.
Как образуется холод
Принцип работы холодильника основан на том, что хладагент, попадая в испаритель, резко расширяется, переходя в газообразное состояние. Поэтому его температура падает, и он становится холоднее воздуха в камере. В результате температура в ней понижается, а фреон становится теплей.
В отличие от современных холодильников, у которых испаритель изготовлен в виде отдельно расположенных трубок из алюминия или пластин, в старых моделях для этой цели использованы стенки камеры.
Поэтому в процессе размораживания нельзя применять острые предметы для скалывания льда, так как при повреждении стенки произойдёт утечка хладагента. Для восстановления работоспособности агрегата потребуется дорогостоящее заполнение системы циркуляции хладагентом.
Затем газообразный фреон, пройдя через фильтр-осушитель, сжимается компрессором и попадает в охладитель. Остывая, он становится жидким и через капиллярную трубку опять подаётся в испаритель. Повторение циклов происходит до достижения заданной температуры.
Капиллярная трубка — это важная деталь в любом холодильнике. Она выполняет главную задачу – передачу хладагента (фреона) в испаритель холодильного агрегата. Капиллярная трубка – это, такая труба, которая создает разницу в давлении между испарителем и конденсатором. При помощи капилляра происходит подача в испаритель нужного количества фреона.
Его по праву называют сердцем холодильного агрегата. Его задачей является создание разницы давления между нагнетательной и приёмной трубками для обеспечения надёжной циркуляции хладагента. Поэтому от того, как работает компрессор — зависит функциональность всего агрегата. Для бытовых рефрижераторов применяют герметично закрытые корпусы, в которые помещены компрессор и электромотор. Для смазки подвижных частей используется специальное масло.
Два компрессора двухкамерного холодильника Атлант.
Защита электродвигателя осуществляется с помощью пускозащитного реле, которое подключает пусковую обмотку во время запуска и отключает мотор при перегреве. Для защиты компрессора от попадания влаги служит фильтр-осушитель. Инверторный компрессор в холодильнике, который установлен на современных моделях, позволяет значительно продлить срок службы агрегата.
Кроме этого, использование инвертора позволяет снизить уровень шума.
При желании можно подсчитать эффективность работы компрессора. Для этого нужно засечь время работы Т1 и время отдыха Т2. Затем Т1/(Т1 + Т2) = эффективность. При значениях менее 0,2 требуется корректировка заданной температуры в камере в сторону понижения. Если выше 0,6 — неисправен уплотнитель двери или она перекошена.
Магнитная лента на холодильнике и её замена.
Несмотря на объединяющий их принцип работы — различия всё-таки есть. В большинстве однокамерных холодильников испаритель размещён в морозильном отсеке. В перегородке между ним и остальным объёмом камеры сделаны окна со шторками, которыми регулируется приток холодного воздуха. Надёжно, эффективно и проще некуда!
Двухкамерный холодильник, на котором есть только один компрессор, имеет по испарителю в каждой камере. Поначалу хладагент поступает в испаритель морозилки. После понижения в ней температуры фреон переходит в испаритель холодильной камеры. Когда температура в ней достигает заданного терморегулятором значения, отключается компрессор.
С недавних пор стали популярны модели с двумя компрессорами, каждый из которых предназначен для работы с одной камерой. Это позволяет устанавливать в каждой камере свою температуру. На первый взгляд кажется, что холодильный агрегат с одним компрессором экономичней. Однако это не совсем так, поскольку при необходимости у двухмоторных моделей возможно отключение одной камеры без ущерба для работы другой, что недопустимо у холодильников с одним компрессором.
Некоторые производители вместо второго компрессора применили клапана, управляемые электромагнитными катушками. Они устанавливаются на трубках, через которые фреон поступает в испарители. Это позволяет раздельно устанавливать температуру в камерах и отключать любую их них.
Электрическая схема холодильника Атлант 1709-02, 1700-02.
А1 – блок индикации В4-01-4,8 блок индикации М4-01-4,8, В1 – терморегулятор К-59 L2174, терморегулятор ТАМ 133-1М, EL –лампа освещения холодильной камеры, S1 – выключатель ВМ-4,8 , S2-выключатель, B2- терморегулятор К-56 L1954, терморегулятор Там145-2м-29-2,0-4,8-9-А, R1-нагреватель замораживания HX -01, RH1-тепловое реле компрессора, RA1-пусковое реле компрессора, CO1 – электродвигатель компрессора
Влияние температуры окружающего воздуха
Зная, как работает холодильник, нетрудно догадаться, что ставить его около отопительных приборов нельзя, так как нарушится работа конденсатора. Простейшая логика подсказывает, что холодильник на морозе будет работать лучше. Однако это неверно, так как придётся столкнуться с несколькими проблемами:
- Перестанет работать терморегулятор. В обычных условиях он включает компрессор при повышении температуры в камере. В условиях мороза приток тёплого воздуха извне невозможен.
- Тяжёлый пуск компрессора. Масло в нём на морозе станет вязким и осложнит передвижение поршня.
- Попадание в компрессор влаги. Из-за отсутствия притока тёплого воздуха нарушится функционирование испарителя. В результате поступающие в компрессор пары фреона будут насыщены каплями. При продолжительной работе в таком режиме компрессор прикажет долго жить.
Принцип действия абсорбционных холодильников
В этих агрегатах, работающих на принципе испарения хладагента, которым является аммиак, нет компрессора. Циркуляция поддерживается за счёт растворения его в воде, производимого в абсорбере. После чего аммиачный раствор направляется в десорбер, а затем в дефлегматор, где происходит разделение раствора на составляющие.
После прохода конденсатора аммиак переходит в жидкое состояние и через абсорбер возвращается в испаритель. Если сказать понятными словами абсорбер — это ёмкость для создания и хранения раствора, десорбер — испаритель, дефлегматор — охладитель. Для улучшения рабочих характеристик в раствор добавляется водород или иной инертный газ.
В быту холодильники этого вида встречаются крайне редко, так как недолговечны по сравнению с компрессионными моделями, а аммиак ядовит.
Холодильники с системой No Frost
В дословном переводе название системы означает: “без инея”. Это достигается с помощью встроенного вентилятора, который передаёт холод от единственного испарителя, размещённого в морозилке. Сначала холодный воздух распространяется внутри морозильной камеры, а затем через отверстия переходит в холодильный отсек.
За счёт циркуляции воздуха достигается равномерное распределение температуры в камерах. Для удаления наледи используется электронагреватель, находящийся под испарителем, который включается по сигналу таймера несколько раз в сутки. Образующаяся вода выводится наружу. В остальном устройство и принцип работы те же, что у обычных моделей.
Режим быстрой заморозки
Этой функцией обладает, например, холодильник Атлант и многие другие двухкамерные модели. Чтобы обеспечить быстрое замораживание продуктов, в этом режиме компрессор холодильника работает непрерывно, пока не будет нажата кнопка отключения функции. В моделях с электронным управлением отключение производится автоматически. Не рекомендуется пользоваться этим режимом более 3 суток.
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.
Главным функционирующим элементом в устройстве любого холодильника является компрессор, который работает, перегоняя хладагент через конденсатор и испаритель.
Стал привычной частью жизни любого человека. Обычно такое оборудование работает бесперебойно, но следует только случиться неожиданной поломке, как его владелец теряется и впадает в панику. Причина этому – незнание внутреннего механизма агрегата. Несмотря на расхождение в строении, каждое современное устройство имеет общие черты. Поэтому, изучив основные детали конструкции, можно рассчитывать на самостоятельное обследование и ее ремонт.
Особенности конструкции
Для полноценной работы холодильника необходим фреон. Этот газ быстро меняет свои состояния, что позволяет ему успешно понижать температуру, тем самым способствуя бережному сохранению продуктов. Безопасность этого хладагента неоднократно подтверждалась практикой, поэтому беспокоиться о токсичности этого вещества не стоит. Холодильник – надежный агрегат, безупречно выдерживающий 5–10 лет беспрерывной работы. Обычный классический холодильник – это шкаф изотермического типа, работающий от электричества. Герметичность его стенок обеспечивает листовая сталь с внешним эмалевым покрытием или ударопрочный пластик. Каждый из таких агрегатов имеет следующее устройство.
Дверь представлена двумя панелями, соединенными изнутри теплоизолирующей вставкой, которую чаще всего размещают по стенкам, в нижней части, у дна или вдоль внутренней части дверного полотна. Для этого используют пенополистирол, пенополиуретан, минеральное волокно, стекловолокно. Магнитный уплотнитель, зафиксированный аналогичным способом, удерживает створку максимально плотно.
Компрессор – главная часть холодильника, предназначенная для закачки и перегона хладагента в конденсатор с последующим вытягиванием его паров из испарителя.
Современные холодильники оборудуют 1 или 2 такими элементами, а хладагент – вещество, вбирающее в себя тепло, такую функцию выполняет фреон.
Конденсатор имеет вид изогнутой трубки с диаметром в 5 мм. Такой змеевик постепенно соединяется с металлическим прутиком, в этой части фреон приобретает жидкое состояние, а тепло перемещается в окружающую среду.
Фильтр осушитель в виде цилиндрического прибора с зауженными краями устанавливается в конденсатор или около него. Его назначение – выводить влагу из системы и обеспечить фреону безупречную чистоту.
Испаритель действует совершенно по-другому, чем конденсатор: в процессе преобразования фреона в жидкое вещество происходит поглощение тепла и холодильник начинает вырабатывать холод. Его устанавливают в камерах или стенках любого агрегата.
Капиллярные медные трубки понижают давление фреона, их устанавливают в пространстве между испарителем и конденсатором. Пусковое реле обеспечивает постоянную работу компрессора и предохраняет холодильник от случайной поломки в результате скачка напряжения. Температурные датчики регулируют показатели тепла и холода в самой камере. При достижении определенных значений они приостанавливают работу компрессора.
Крыльчатки перемешают воздух по камере холодильника. Лампа загорается в момент открывания и гаснет при закрывании дверки, позволяя наиболее экономно расходовать энергию.
Принцип функционирования бытовых холодильников
Работа основана на беспрерывном действии хладагента, в роли которого выступает фреон. Этот газ обеспечивает круговое движение с изменением температуры. Давление приводит к закипанию вещества, после чего оно переходит в парообразное состояние и вбирает в себя тепло от стенок испарителя. Такое действие приводит к снижению температуры в камере на несколько градусов.
Любой агрегат прекрасно работает при наличии у него компрессора, поддерживающего давление в нужных границах, испаряющего устройства, вбирающего тепло в холодильной камере, конденсатора, выбрасывающего накопленную энергию вовне, дросселирующих отверстий – терморегулирующего вентиля и капилляров.
Компрессор холодильника контролирует любые изменения в давлении системы. Он втягивает хладагент, доведенный до газообразного состояния, давит на него и выбрасывает назад в конденсатор. Это приводит к повышению температуры фреона, после этого вещество вновь превращается в жидкое состояние. Компрессор прекрасно работает за счет установленного внутри корпуса электродвигателя. Без этой детали невозможно нормальное функционирование агрегата.
Инверторный тип управления, свойственный современным холодильникам, обещает длительную и легкую эксплуатацию, а устройство обеспечит бесшумность работы. Наличие пускозащитного реле повышает работоспособность агрегата. Эта деталь активирует пусковую обмотку в момент подключения прибора и защищает компрессор от перегрева. По мере нагревания металлической детали в самом корпусе происходит автоматическое отключение системы.
Поэтому действие любого холодильника основано на передаче внутреннего тепла в окружающий воздух и постепенном охлаждении камеры. Этот эффект любой человек наблюдает в процессе ежедневного использования агрегата. Охлаждающее устройство поддерживает внутри корпуса постоянную температуру, что позволяет хранить продукты без опасения за их качество.
К сведению, любой современный холодильник имеет неодинаковую температуру в разных отделениях. Практически в каждом из агрегатов есть камера для заморозки, зона для , яиц, мясных продуктов.
Устройства с одной и двумя камерами
Охлаждающее устройство может иметь неодинаковое число камер. Однокамерные агрегаты действуют за счет испарений фреона, проникающих из морозильного отделения в холодильный отсек. Вначале пар поступает в конденсатор, затем он превращается в жидкость и, проходя сквозь фильтр и капиллярную трубку, оказывается в емкости испарителя. Постепенное закипание фреона приводит к охлаждению холодильника. Цикличность охлаждения происходит до того момента, пока температурные показания не будут достаточными, после чего компрессор отключится.
Сегодня в охлаждении нуждается огромное количество продуктов, а еще без холода невозможно реализовать многие технологические процессы. То есть с необходимостью применения холодильных установок мы сталкиваемся в быту, в торговле, на производстве. Далеко не всегда удается использовать естественное охлаждение, ведь оно сможет понизить температуру лишь до параметров окружающего воздуха.
На выручку приходят холодильные установки. Их действие основано на реализации несложных физических процессов испарения и конденсации. К преимуществам машинного охлаждения относится поддержание в автоматическом порядке постоянных низких температур, оптимальных для определенного вида продукта. Также немаловажными являются незначительные удельные эксплуатационные, ремонтные затраты и расходы на своевременное техническое обслуживание.
Для получения холода используется свойство холодильного агента корректировать собственную температуру кипения при изменении давления. Чтобы превратить жидкость в пар, к ней подводится определенное количество теплоты. Аналогично конденсация парообразной среды наблюдается при отборе тепла. На этих простых правилах и основывается принцип работы холодильной установки.
Это оборудование включает в себя четыре узла:
- компрессор
- конденсатор
- терморегулирующий вентиль
- испаритель
Между собой все эти узлы соединяются в замкнутый технологический цикл при помощи трубопроводной обвязки. По этому контуру подается холодильный агент. Это вещество, наделенное способностью кипеть при низких отрицательных температурах. Этот параметр зависит от давления парообразного хладагента в трубках испарителя. Более низкое давление соответствует низкой температуре кипения. Процесс парообразования будет сопровождаться отнятием тепла от той окружающей среды, в которую помещено теплообменное оборудование, что сопровождается ее охлаждением.
При кипении образуются пары хладагента. Они поступают на линию всасывания компрессора, сжимаются им и поступают в теплообменник-конденсатор. Степень сжатия зависит от температуры конденсации. В данном технологическом процессе наблюдается повышение температуры и давления рабочего продукта. Компрессором создают такие выходные параметры, при которых становится возможным переход пара в жидкую среду. Существуют специальные таблицы и диаграммы для определения давления, соответствующего определенной температуре. Это относится к процессу кипения и конденсации паров рабочей среды.
Конденсатор – это теплообменник, в котором горячие пары хладагента охлаждаются до температуры конденсации и переходят из пара в жидкость. Это происходит путем отбора от теплообменника тепла окружающим воздухом. Процесс реализуется при помощи естественной или же искусственной вентиляции. Второй вариант зачастую применяется в промышленных холодильных машинах.
После конденсатора жидкая рабочая среда поступает в терморегулирующий вентиль (дроссель). При его срабатывании давление и температура понижается рабочих параметров испарителя. Технологический процесс вновь идет по кругу. Чтобы получить холод необходимо подобрать температуру кипения хладагента, ниже параметров охлаждаемой среды.
На рисунке представлена схема простейшей установки, рассмотрев которую можно наглядно представить принцип работы холодильной машины. Из обозначений:
- «И» — испаритель
- «К» -компрессор
- «КС» — конденсатор
- «Д» — дроссельный вентиль
Стрелочками указано направление технологического процесса.
Помимо перечисленных основных узлов, холодильная машина оснащается приборами автоматики, фильтрами, осушителями и иными устройствами. Благодаря им установка максимально автоматизируется, обеспечивая эффективную работу с минимальным контролем со стороны человека.
В качестве холодильного агента сегодня в основном используются различные фреоны. Часть из них постепенно выводится из употребления ввиду негативного воздействия на окружающую среду. Доказано, что некоторые фреоны разрушают озоновый слой. Им на смену пришли новые, безопасные продукты, такие как R134а, R417а и пропан. Аммиак применяется лишь в масштабных промышленных установках.
Теоретический и реальный цикл холодильной установки
На этом рисунке представлен теоретический цикл простейшей холодильной установки. Видно, что в испарителе происходит не только непосредственно испарение, но и перегрев пара. А в конденсаторе пар превращается в жидкость и несколько переохлаждается. Это необходимо в целях повышения энергоэффективности технологического процесса.
Левая часть кривой – это жидкость в состоянии насыщения, а правая – насыщенный пар. То, что между ними – паро-жидкостная смесь. На линии D-A` происходит изменение теплосодержания холодильного агента, сопровождающееся выделением тепла. А вот отрезок В-С` наоборот, указывает на выделение холода в процессе кипения рабочей среды в трубках испарителя.
Реальный рабочий цикл отличается от теоретического ввиду наличия потерь давления на трубопроводной обвязке компрессора, а также на его клапанах.
Чтобы компенсировать данные потери работа сжатия должна быть увеличена, что снизит эффективности цикла. Данный параметр определяется отношением холодильной мощности, выделяемой в испарителе к мощности, потребляемой компрессором и электрической сети. Эффективность работы установки – это сравнительный параметр. Он не указывает непосредственно на производительность холодильника. Если данный параметр 3,3, это будет указывать, что на единицу электроэнергии, потребляемой установкой, приходится 3,3 единицы произведенного ею холода. Чем больше этот показатель, тем выше эффективность установки.
Устройство и принцип работы холодильной установки
