Как работает холодильник: принцип и схемы действия простыми словами - kupihome.ru

Как работает холодильник: принцип и схемы действия простыми словами

Простыми словами о том, как работает холодильник

Холодильное оборудование работает по простой схеме, но не все её понимают. Я поделюсь тем, из каких компонентов состоит прибор, как функционирует. Вы узнаете, как устроен механизм работы оборудования с одним и двумя моторами.

Принцип работы холодильника для новичка

Само оборудование не создаёт холода, оно функционирует как тепловой насос. Технология охлаждения простыми словами состоит в следующем: прибор передаёт тепло из отсека в комнату. Для выполнения данной задачи оборудование снабжено такими составляющими:

  • 1 или 2 компрессора;
  • конденсатор, он же внешний радиатор;
  • испаритель;
  • фреон.

Испаряясь, любая жидкость становится холоднее. При сжатии и конденсации греется. Наглядно расскажу на примерах:

  1. Хладагент, нагретый до +5 градусов, проникает в компрессор.
  2. Он сжимает его до жидкого состояния.
  3. При конденсации агент греется до +40 градусов.
  4. Затем под влиянием давления агент переходит в конденсатор, там он остывает до +25 градусов.
  5. Хладагент проникает в испаритель. Там он расширяется и кипит.
  6. Фреон остывает до 0 градусов и охлаждает камеру холодильного оборудования.
  7. Забирая тепло у основного отсека, у фреона повышается температура до +5 градусов.
  8. Процесс повторяется.

Этого позволяют достичь физические качества агента. Температура его закипания значительно ниже 0 градусов, потому он кипит и трансформируется в пары.

Устройство холодильника и принцип работы

Жидкая рабочая масса перетекает в испаритель и сразу расширяется, преобразовавшись в газообразную структуру. Её температурные показатели снижаются, и он становится прохладнее микроклимата внутри прибора. В итоге отметка на градуснике в отделе укорачивается, а фреон нагревается.

Компрессор

Двигатель холодильного оборудования делится на инверторный и линейный. За счёт запуска компрессора хладагент движется по трубкам, образуя охлаждение в отделениях. Механизм способен создать разницу давления между нагнетательной и приёмной трубкой для хорошей циркуляции агента. От функционирования компрессора зависит вся работа холодильника.

Конденсатор (внешний радиатор)

Изменение температуры в помещении становится причинами разных процессов, приводящих к появлению влаги. Конденсатор – важный элемент системы, представляет собой трубку толщиной до 5 мм. Его функция заключается в отведении тёплого воздуха от рабочей жидкости в помещение. Во многих моделях конденсатор размещается сзади прибора, поскольку механическое воздействие может его повредить.

Испаритель

За охлаждение окружающей среды отвечает испаритель рабочей жидкости. Деталь размещается с внешней стороны или внутри морозилки. Она снижает степень влияния окружающей среды на внутренний климат.

Капиллярная трубка

В оборудовании применяется газ, обеспечивающий падение температуры в основной камере и морозилке. Для понижения давления используется капиллярная трубка. Её толщина равна 1,5-3 мм. Находится между конденсатором и испарительным отсеком.

Фильтр-осушитель

Состояние газа в холодильнике должно оставаться неизменным. Иногда в него проникает вода, удаляющаяся специальным фильтром. В его роли выступает трубка, толщина которой 10-20 мм. Концы осушителя вставлены в капиллярную трубку и конденсатор. Обеспечена высокая степень герметизации.

Внутри фильтра находится цеолит, который является минеральным веществом с пористой текстурой. Элемент не попадает в системы благодаря установке сетки. Даже при продолжительном использовании осуществлять замену трубки не нужно.

Важно. Некоторые фирмы предусмотрели возможность замены фильтра, чтобы убрать старый материал и разместить новый.

Терморегулирующий вентиль (ТРВ, докипатель)

Докипатель требуется для поддержания нужного давления в испарительном отделе через жидкую рабочую смесь и регулировки расхода фреона в зависимости от температурного режима. Вентиль монтируют по направлению распространения фреона. Хладагент после докипателя расширяется, в итоге возникает внезапное уменьшение давления и температуры холодильного отсека. Фреон начинает кипеть и постепенно забирает тёплые воздушные массы у камеры.

Внутри корпуса вентиля имеется отверстие, в него помещается форсунка или сопло. Основное предназначение заключается в поддержании того необходимого объёма хладагента, который подаётся в испаритель.

ТРВ проводит поддержку постоянного перегревания паров фреона при выходе из испарительного отсека. Вентиль – идеальный механизм расширения для оборудования и сплит-систем. Он позволяет сопоставить скорость испарения с потоком хладагента.

Терморегулятор

Термостат контролирует температуру в рефрижераторе и отправляет сигналы мотору, приводя его в режим включения или выключения в зависимости от степени охлаждения в приборе. Функционирование несложное – на одной стороне терморегулятора располагается герметично запаянная трубка с фреоном. С другого конца находятся контакты электрической цепи, через которую осуществляется управление мотором.

У терморегулятора имеется пружинка. Она сжимает и разжимает контакты. Именно от работы пружины зависит, как хорошо они будут выполнять свою задачу. Сила натягивания регулируется ручкой переключения.

Принцип работы двухкамерного холодильника

Устройство с двумя камерами отличается от однокамерного тем, что в каждом его отсеке присутствует свой испаритель. Также в таком приборе оба отдела расположены отдельно друг от друга. В двухкамерных моделях морозилка находится внизу, а основной отсек – вверху.

С одним компрессором

В бытовой жизни чаще всего эксплуатируют приборы с одним мотором. Использование такого агрегата обходится хозяевам дешевле. Его работа всегда связана с одновременным охлаждением обоих отсеков.

С двумя компрессорами

Двухкамерное оборудование функционирует просто — сначала рабочая газовая масса снижает температуру в испарителе морозилки до установленного минуса. Потом агент переходит в испарительный отдел основной камеры. Когда испаритель дойдёт до нужной минусовой температуры, включается терморегулятор, который останавливает функционирование компрессора.

Важно. В приспособлениях с двумя камерами можно выключать одно отделение, в функционировании которого хозяин не нуждается.

Как работает саморазморозка

С появлением на рынках холодильников, оборудованных специальными системами предотвращения появления льда в камерах, проблемы с заледенением стали неактуальны.

Капельная система (Direct Cool)

На задней поверхности прибора расположен испаритель. Там циркулирует хладагент. Он позволяет достичь нужной температуры камеры. В момент заморозки появляется тонкий слой льда, похожий на иней. Это объясняется тем, что на более холодной поверхности вода конденсируется.

При отключении мотора лёд тает и течёт в испаритель через отверстие. Потом цикл повторяется. Капельная система функционирует автоматически, чередуя процессы заморозки и оттаивания. Благодаря этому толстый слой льда исчезает. Поддерживаемая оптимальная влажность, которая гарантирует долгий срок хранения продуктов, работает отлично.

Важно. Холодильник размораживается до 4 раз в день через одинаковое количество времени. В технике сохраняется сухой климат.

Принцип работы холодильника Ноу Фрост

Выражение переводится «без инея». В устройство вмонтирован вентилятор, передающий холод от испарителя, который помещается в морозильную камеру. Сначала прохладный поток распространяется по морозилке, потом перетекает через отверстия в холодильный отсек.

Благодаря циркуляции воздуха температура равномерно распределяется по прибору. Чтобы убрать лёд, используется нагреватель, расположенный под испарителем. Он включается несколько раз в сутки по таймеру. Вода выходит наружу.

Инверторные и обычные холодильники

Инверторные приборы так названы из-за принципа функционирования компрессора. Они отличаются от линейных моторов тем, что можно менять частоту оборотов компрессора. То есть агрегат может переключаться с одного режима работы на другой.

Читать еще:  Как сделать лодочный мотор из триммера своими руками

Управляющий блок холодильника меняет переменный ток в постоянный, потом меняет его снова в переменный, но с другой частотой. Процесс называется инвертированием. Такие изменения помогают проводить точную регулировку выходных параметров нагрузки.

Информация о принципах функционирования и механизмах холодильника может пригодиться, если вдруг техника сломается. Хозяин сможет определить место поломки или избежать её появления.

Принцип работы холодильника

По принципу действия можно выделить четыре типа холодильников. Два типа, находящихся первыми в списке, из-за высокой стоимости и низкого коэффициента отдачи особого распространения не получили, в отличие от оставшихся двух типов. Итак, работать холодильник может по принципу:

  • вихревого охлаждения;
  • абсорбции;
  • термоэлектричества;
  • компрессии.

Холодильные установки, применяемые в быту и на производствах, могут быть компрессионными, термоэлектрическими или абсорбционными. Имея некоторые довольно существенные различия, работают они по схожему принципу: в холодильной камере температура снижается благодаря поглощению тепла жидким и испаряющимся охладительным агентом. В холодильнике компрессионного типа в качестве хладагента обычно используется фреон, в абсорбционном – аммиак.

Основные элементы холодильника

Ни один холодильник не сможет работать, если в нем отсутствует хотя бы один из основных конструкционных элементов:

  • Охладительный агент. В его роли выступает газ, движущийся по замкнутому кругу и переносящий тепло.
  • Конденсатор. Устройство, выводящее тепло наружу из холодильной камеры. Представлен в виде решетки на задней части холодильника.
  • Компрессор – мотор, нагнетающий давление и заставляющий газ двигаться по замкнутой системе.
  • Испаритель – устройство, которое удаляет тепло. В большинстве холодильников в качестве испарителя используется задняя стенка.

Принцип работы компрессионного холодильника

Фреон, применяемый в качестве хладагента, подается на осушающий фильтр, который очистит газ от различных твердых частиц и соберет из него всю лишнюю влагу. Дегидрированный и очищенный фреон затем вытечет по капиллярной трубке, которая представляет собой некую границу, разделяющую зоны с высоким и низким давлением. Поступая из трубки в испаритель, где давление снижается с приблизительно 9 атмосфер до 0,1 атмосферы, фреон закипает из-за теплоты тех продуктов, которые были оставлены в камере для охлаждения. Любая жидкость, закипая, испаряется, и фреон не становится исключением: его пары засасывает компрессор, и весь цикл начинается сначала.

Особое внимание стоит уделить механизмам действия каждого элемента холодильника, ведь именно от них и зависит вся работа холодильной машины. Компрессор включает в себя саму компрессионную установку и небольшой электродвигатель, которые спрятаны в герметичном корпусе. Именно компрессор можно назвать ключевым устройством, обеспечивающим охлаждение, – его постоянная работа по перегонке фреона гарантирует работу всего цикла.

Конденсаторы на холодильник устанавливаются двух типов:

  • щитовой или листотрубный, который похож на лист металла с посаженным на него змеевиком;
  • ребристотрубный, представляющий собой змеевик с ребрами.

К примеру, Indesit NBS 18 AA является компрессионным холодильником.

Двухкомпрессионный холодильник – просто одна из разновидностей устройств этого типа, то есть обычный холодильник с морозильной камерой. Один из компрессоров работает на охлаждение «морозилки», второй – на холодильную камеру. Благодаря этому температура в каждой камере может регулироваться отдельно. Недостатком такого холодильника будет повышенное потребление им электроэнергии.

Электросистема в компрессионном холодильнике и принцип ее работы

После подключения холодильника к сети ток электричества проходит сквозь замкнутый контакт в терморегуляторе, кнопку заморозки/размораживания, катушку реле пуска и попадает на электродвигатель компрессора. Так как мотор еще не запущен, электроток, протекающий через его обмотку, превышает предельно допустимый в несколько раз, тем самым замыкает контакты и включает «стартер», размыкая контакты реле пуска. После охлаждения испарителя до значения, которое установлено на регуляторе температуры, контакты размыкаются и двигатель прекращает работу. Когда температура в холодильной камере повышается до фиксированного показателя, цикл начинается снова.

В зависимости от конструкции того или иного холодильника электросистема может быть выполнена различным образом: реле защиты и пуска могут быть объединены, кнопка размораживания может полностью отсутствовать, часто добавляются те или иные элементы. Однако данная схема является основой работы устройства компрессорного типа без технологии «no frost». Применяется, к примеру, в холодильнике LG GL-M 492 GQQL.

Принцип работы абсорбционного холодильника

Абсорбция – это процесс поглощения некого вещества другим веществом. Так, влага может вбирать аммиак, из-за чего образуется нашатырь, влагу же вбирает, к примеру, соль. По такому же принципу работают и холодильники абсорбционного типа. Если изначально холодильные установки такого типа появились из-за изучения возможности использования жидкого топлива, с развитием промышленности компрессионные установки практически вытеснили их с рынка. Однако затем появлялись все новые и новые технологии, и сегодня оба принципа работы на равных используются при производстве холодильных машин.

Вместо компрессора на абсорбционных холодильниках используется своего рода «котел», который нагревается из-за воздействия электрического тока. В котле находится аммиак, который превращается в пар из-за нагрева, а соответственно, и повышает давление в устройстве. Под действием простых законов физики пары аммиака движутся к конденсатору, где охлаждаются и снова переходят в жидкое состояние. Сама же схема работы практически идентична схеме компрессионного холодильника. Абсорбционный холодильник работает гораздо тише своего компрессионного «собрата», не зависит от скачков напряжения в сети и не имеет легко выходящих из строя подвижных частей. Но он обладает и своими недостатками: расход электрической энергии несколько повышается, что ведет за собой финансовые затраты.

По этому принципу действия работают холодильники «Морозко».

Принцип работы термоэлектрического холодильника

Чтобы снизить температуру в холодильной камере, тепло из нее выкачивается специальной системой. Обеспечивает это известный эффект Пелтье. В холодильниках данного типа установлены термоэлектрические элементы кубической формы, созданные из различных металлов и объединенные электричеством. Когда электроток переходит из одного металла в другой, вместе с ним переходит и тепло. Пластина из алюминия поглощает тепло из продуктов в холодильнике, а кубические элементы передают его в стабилизатор, в свою очередь, рассеивающий его наружу через вентилятор. Большая часть переносных холодильников Nord работает именно по этому принципу.

Каждый из этих типов имеет свои положительные и отрицательные стороны, на учете которых и должен основываться выбор холодильного устройства для домашних или промышленных нужд.

Принцип работы холодильника: устройство и схема

Все знают что такое холодильник и для чего он нужен современной семье, но не каждый догадывается о принципах работы холодильника. Принцип охлаждения продуктов зависит от типа техники, который благодаря широкому ассортименту брендов каждый человек может выбрать самостоятельно, исходя из своих нужд и предпочтений. В этой статье мы расскажем об устройстве холодильника.

Что такое холодильник

Это аппараты, поддерживающие низкую температуру в теплоизолированной камере. Техника может быть как встраиваемой, так и отдельностоящей. Большинство современных домашних холодильников имеют морозильные отделения, за исключением холодильников для вина. На представленной ниже схеме холодильника указаны основные элементы и его принцип работы:

Схема работы холодильника

Кто изобрел холодильник

В древние времена скоропортящиеся продукты размещали в помещениях, наполненных снегом и колотым льдом. Прототип современного холодильника появился лишь в 1803 г в США. Томас Мур — это тот, кто придумал холодильник. В начале XVIII века Томас занимался поставками сливочного масла в Вашингтон и у него была необходимость сохранения свежести своего товара при длительных транспортировках. Устройство, изготовленное из тонких стальных пластин и помещенное в специальную бадью, засыпанную сверху льдом, было названо рефрижератором. Доподлинно неизвестно как выглядело его изобретение, нам удалось найти фотографии двух версий. Какая из них действительно была изобретена Муром — остаётся загадкой.

Читать еще:  Как выбрать соковыжималку для яблок: виды, какая самая лучшая, мощные отечественные и импортные модели

В 1850 г. врач Джон Гори (по другой версии его фамилия пишется с двумя «р» — Горри) продемонстрировал прибор с компрессором, способный охлаждаться самостоятельно и производить лёд, по сути это была морозильная камера. Сначала подобная техника использовалась лишь в промышленности. Первый домашний холодильник работающий от сети начал продаваться только в 1913 г., но именно Гори считается человеком, кто изобрел холодильник.

Машина для производства льда Гори Док Браун из трилогии «Назад в Будущее» тоже изобрёл холодильник

Почему холодильники так называются? В русском языке слово холодильник имеет один корень со словом «холод», также как и «кипятильник» — «кипятить», «грелка» — «греть» и «светильник» — «светить». В английском языке для описания этого предмета используют два слова: refrigerator и fridge

Назначение холодильника

Бытовые холодильники предназначены для охлаждения и хранения в охлажденном состоянии готовых блюд, полуфабрикатов и скоропортящихся продуктов. Техника с низкотемпературными отделениями также позволяет замораживать продукцию и изготавливать пищевой лед.

Как устроен холодильник

Современные холодильники производятся в виде изотермических шкафов, работающих от электричества. Задумывались ли вы как устроен ваш холодильник? Чтобы понять принцип функционирования этих устройств, нужно разобраться из чего состоит холодильник и в предназначении его деталей и элементов. Устройство холодильника в наши дни крайне технологичное, в корпусе аппарата используются современные разработки. Причём, каким бы ни был ваш холодильник, отличия в конструкции и устройстве белорусского холодильника Атлант, скромного однокомпрессорного Норда или «широкоплечего монстра» Либхер типа Side by Side не очень большие.

Основа аппарата должна быть прочной и жесткой. Если корпус изготавливается из листовой стали , толщина пластин варьируется от 0,6 до 1 мм. Но в современном производстве чаще всего используется более дешевый по сравнению с металлом ударопрочный пластик , ведь такой аппарат удобнее транспортировать из-за меньшего веса. Благодаря многообразию цветов и вариантом отделки, строение холодильника и его внешний вид можно легко подобрать под свой вкус.

Проем камер перекрывают две панели — наружная и внутренняя, объединенные в единый массив с теплоизоляционным материалом внутри . Дверь надежно удерживается в закрытом положении благодаря магнитам .

В более старых моделях для фиксации двери использовались курковые затворы.

Дверь

Уплотнители дверей

Чтобы в камеру не попадал теплый воздух, ее дверца должна быть герметичной . Нужный эффект обеспечивает расположенный по периметру внутренней панели уплотнительный профиль . Внутри него спрятан эластичный магнитный элемент, изготовленный из бария и смол. Он отвечает за плотное прилегание двери к корпусу .

Уплотнитель

Внутренние полки и шкафы

Внутри корпуса холодильника находятся шкафы, изготовленные из ударопрочного пластика или покрытой силикатно-титановой краской листовой стали. Современный ABC-пластик отличается эстетичностью, износостойкостью и устойчивостью к воздействию фреона .

Внутренняя поверхность низкотемпературных отделений прибора чаще всего производится из нержавеющей стали или алюминия . Стальные шкафы считаются наиболее гигиеничными, но их наличие увеличивает общий вес оборудования. Пластик имеет небольшую массу и низкий коэффициент теплопроводности, но в условиях низких температур его поверхность быстрее теряет свой первоначальный внешний вид.

Электродвигатель (компрессор)

Электрический двигатель поддерживает функционирование холодильника. За счет перемещения хладагента компрессором, излишки тепла выводятся наружу, и на каждом из участков системы поддерживается оптимальное давление . Существуют двухкомпрессорные модели, в которых один компрессор отвечает за холодильную камеру, а второй за морозильную. Такие холодильники удобно размораживать: можно отключить только морозилку, а продукты из неё переложить в холодильник на время разморозки.

Компрессор

Конденсатор

Эта деталь чаще всего выполняется в форме змеевика и располагается на задней стенке устройства снаружи. Конденсатор отвечает за превращение фреона из газа в жидкость . Хладагент поступает в трубку, остывает до комнатной температуры и продвигается к капилляру. Излишки тепла при этом выводятся при помощи конвекции.

Конденсатор

Это трубка, через которую проходит хладагент на пути к испарителю. Давление фреона при сужении капиллярной трубки понижается , из-за чего он на определенном этапе успевает закипеть и испариться .

Испаритель

Деталь имеет форму трубки и может располагаться как в самой камере, так и внутри стенки корпуса. При прохождении по испарителю фреон переходит в газообразную форму и поглощает тепло, выделяя при этом холод . В результате камера, как и находящаяся в ней продукция, охлаждается.

Испаритель Испаритель располагается на задней стенке изнутри, в отличие от конденсатора, который расположен снаружи

Фильтр-осушитель

Отвечает за очищение фреона от различных загрязнений , неизбежно накапливающихся в процессе использования техники. Это позволяет не допустить возникновения в капилляре засора, столкнувшись с которым хладагент может замерзнуть.

Фильтр-осушитель

Докипатель

Емкость докипателя нужна для принудительного доведения до точки кипения хладагента , который не успел испариться и остался в жидком состоянии. При отсутствии докипателя жидкость попала бы в компрессор и вывела его из строя. В большинстве приборов устройство спрятано внутри стенок морозильной камеры. Это связано с тем, что при повторном закипании фреона происходит дополнительное поглощение тепла.

Докипатель

Терморегулятор

В холодильник встроен датчик, который контролирует температуру в камерах. В случае ее повышения терморегулятор замыкает электрическую цепь, запуская компрессор, способный охладить воздух . Когда температура нормализуется, цепь размыкается, выключая компрессор.

Терморегулятор

Защитное пусковое реле

Без этой детали не обходится ни одно охлаждающее устройство. Защитное реле обеспечивает включение компрессора в момент замыкания электрической цепи и своевременную остановку работы мотора .

Пусковое реле

Основные типы охлаждающих систем

Выделяют следующие виды охлаждающих систем:

  1. Абсорбционные. В качестве хладагента используется аммиак, продвигающийся в результате его нагревания.
  2. Компрессионные. Движение рабочей жидкости осуществляется благодаря изменению давления на разных участках системы, которое регулируется компрессором.
  3. Пароэжекторные. Экологичные установки, где вместо хладагента используется вода.
  4. Термоэлектрические. Тепло поглощается в результате контакта двух проводников при прохождении по ним тока.

Принцип работы холодильника

Сейчас в продаже можно найти несколько разновидностей холодильников, отличающихся друг от друга принципом функционирования. Давайте рассмотрим принципы работы холодильника для новичков, простым языком.

Принцип работы абсорбционных холодильников

Такая техника не имеет компрессора , а в качестве хладагента используется аммиак, который при попадании в абсорбер растворяется в воде. Принцип действия абсорбционных холодильника следующий: готовый раствор переходит сначала в десорбер, выполняющий роль испарителя, а затем в дефлегматор, где охлаждается и разделяется на отдельные составляющие. После прохождения конденсатора аммиак становится жидкостью, которая через абсорбер вновь попадает в испаритель.

В быту абсорбционные холодильники встречаются нечасто, так как они выходят из строя быстрее, чем модели с компрессором, а аммиак ядовит.

Принцип работы саморазмораживающегося холодильника

В технике с капельной системой испаритель располагается на задней стенке камеры. Образующийся иней тает и по желобам стекает в поддон , который находится в нижней части техники. После этого жидкость испаряется при помощи компрессора.

Читать еще:  Ремонт поломок жк, lcd и лед телевизоров своими руками

Капельную систему еще называют «плачущей стенкой»

Промышленные холодильники

Принцип работы холодильника, предназначенного для промышленного использования, не отличается бытового, но промышленные агрегаты обладают куда большей мощностью, которая может достигать несколько десятков кВт . В камерах поддерживается температура от +5 до -50 C. Промышленные холодильники должны вмещать большое количество продукции — от 5 до 5000 тонн. Это позволяет использовать технику на перерабатывающих и заготовительных предприятиях.

Принцип работы инверторного холодильника

Электродвигатель стандартного компрессора то запускается, то выключается, испытывая при этом значительные нагрузки. Инверторная установка обеспечивает непрерывную работу мотора , изменяется лишь скорость его вращения. Такой режим позволяет сэкономить электроэнергию и снизить износостойкость отдельных деталей прибора.

Линейный компрессор более экономичный

Принцип работы холодильника ноу фрост с одним компрессором

Главный недостаток обычных холодильников для дома — превращение попадающей в камеру влаги в иней, который покрывает внутренние стенки прибора, перегружает компрессор и препятствует нормальному процессу охлаждения.

При наличии системы No Frost влага не замерзает, поэтому необходимость в регулярной разморозке холодильника отсутствует. Система предполагает наличие вентилятора, который располагается за испарителем и обеспечивает равномерное охлаждение продукции воздушными потоками. При этом на стенках испарителя скапливается конденсат , постепенно начинающий превращаться в иней. Благодаря специальному таймеру периодически включается ТЭН и лед тает . Образовавшаяся жидкость по трубкам перемещается в размещенный вне камеры поддон, откуда испаряется естественным путем.

Холодильники с системой «Ноу Фрост» реже нуждаются в уходе. Единственный их недостаток — сравнительно быстрое пересыхание продуктов из-за циркулирующего внутри камеры воздуха.

Устройство термостата холодильника

Оптимальный климат в камере прибора поддерживает термостат. В некоторых моделях его можно найти в небольшой пластиковой коробке, расположенной внутри корпуса. Чтобы увидеть устройство, придется открутить и снять одну из стенок. В новых моделях терморегуляторы размещены снаружи, например, над дверцей.

С одной стороны детали есть трубка, ведущая к испарителю, а с другой — клеммы для присоединения проводов. В случае повышения температуры в камере хладагент расширяется, а давление в трубке увеличивается . В результате замыкаются контакты и запускается компрессор. При снижении температуры происходит обратный процесс — давление снижается, контакты размыкаются и компрессор останавливается. Современные холодильники оборудованы электронным термостатом, состоящим из блока управления с таймером и датчиков.

Холодильник предназначен для охлаждения продуктов как в бытовых, так и в промышленных условиях. Ответственно подойдя к выбору его типа и разобравшись в принципе устройства охлаждающей системы, можно сделать процесс эксплуатации прибора максимально комфортным.

Устройство и принцип работы холодильной установки

Сегодня в охлаждении нуждается огромное количество продуктов, а еще без холода невозможно реализовать многие технологические процессы. То есть с необходимостью применения холодильных установок мы сталкиваемся в быту, в торговле, на производстве. Далеко не всегда удается использовать естественное охлаждение, ведь оно сможет понизить температуру лишь до параметров окружающего воздуха.

На выручку приходят холодильные установки. Их действие основано на реализации несложных физических процессов испарения и конденсации. К преимуществам машинного охлаждения относится поддержание в автоматическом порядке постоянных низких температур, оптимальных для определенного вида продукта. Также немаловажными являются незначительные удельные эксплуатационные, ремонтные затраты и расходы на своевременное техническое обслуживание.

Как работает холодильная машина

Для получения холода используется свойство холодильного агента корректировать собственную температуру кипения при изменении давления. Чтобы превратить жидкость в пар, к ней подводится определенное количество теплоты. Аналогично конденсация парообразной среды наблюдается при отборе тепла. На этих простых правилах и основывается принцип работы холодильной установки.

Это оборудование включает в себя четыре узла:

  • компрессор
  • конденсатор
  • терморегулирующий вентиль
  • испаритель

Между собой все эти узлы соединяются в замкнутый технологический цикл при помощи трубопроводной обвязки. По этому контуру подается холодильный агент. Это вещество, наделенное способностью кипеть при низких отрицательных температурах. Этот параметр зависит от давления парообразного хладагента в трубках испарителя. Более низкое давление соответствует низкой температуре кипения. Процесс парообразования будет сопровождаться отнятием тепла от той окружающей среды, в которую помещено теплообменное оборудование, что сопровождается ее охлаждением.

При кипении образуются пары хладагента. Они поступают на линию всасывания компрессора, сжимаются им и поступают в теплообменник-конденсатор. Степень сжатия зависит от температуры конденсации. В данном технологическом процессе наблюдается повышение температуры и давления рабочего продукта. Компрессором создают такие выходные параметры, при которых становится возможным переход пара в жидкую среду. Существуют специальные таблицы и диаграммы для определения давления, соответствующего определенной температуре. Это относится к процессу кипения и конденсации паров рабочей среды.

Конденсатор – это теплообменник, в котором горячие пары хладагента охлаждаются до температуры конденсации и переходят из пара в жидкость. Это происходит путем отбора от теплообменника тепла окружающим воздухом. Процесс реализуется при помощи естественной или же искусственной вентиляции. Второй вариант зачастую применяется в промышленных холодильных машинах.

После конденсатора жидкая рабочая среда поступает в терморегулирующий вентиль (дроссель). При его срабатывании давление и температура понижается рабочих параметров испарителя. Технологический процесс вновь идет по кругу. Чтобы получить холод необходимо подобрать температуру кипения хладагента, ниже параметров охлаждаемой среды.

На рисунке представлена схема простейшей установки, рассмотрев которую можно наглядно представить принцип работы холодильной машины. Из обозначений:

  • «И» — испаритель
  • «К» -компрессор
  • «КС» — конденсатор
  • «Д» — дроссельный вентиль

Стрелочками указано направление технологического процесса.

Помимо перечисленных основных узлов, холодильная машина оснащается приборами автоматики, фильтрами, осушителями и иными устройствами. Благодаря им установка максимально автоматизируется, обеспечивая эффективную работу с минимальным контролем со стороны человека.

В качестве холодильного агента сегодня в основном используются различные фреоны. Часть из них постепенно выводится из употребления ввиду негативного воздействия на окружающую среду. Доказано, что некоторые фреоны разрушают озоновый слой. Им на смену пришли новые, безопасные продукты, такие как R134а, R417а и пропан. Аммиак применяется лишь в масштабных промышленных установках.

Теоретический и реальный цикл холодильной установки

На этом рисунке представлен теоретический цикл простейшей холодильной установки. Видно, что в испарителе происходит не только непосредственно испарение, но и перегрев пара. А в конденсаторе пар превращается в жидкость и несколько переохлаждается. Это необходимо в целях повышения энергоэффективности технологического процесса.

Левая часть кривой – это жидкость в состоянии насыщения, а правая – насыщенный пар. То, что между ними – паро-жидкостная смесь. На линии D-A` происходит изменение теплосодержания холодильного агента, сопровождающееся выделением тепла. А вот отрезок В-С` наоборот, указывает на выделение холода в процессе кипения рабочей среды в трубках испарителя.

Реальный рабочий цикл отличается от теоретического ввиду наличия потерь давления на трубопроводной обвязке компрессора, а также на его клапанах.

Чтобы компенсировать данные потери работа сжатия должна быть увеличена, что снизит эффективности цикла. Данный параметр определяется отношением холодильной мощности, выделяемой в испарителе к мощности, потребляемой компрессором и электрической сети. Эффективность работы установки – это сравнительный параметр. Он не указывает непосредственно на производительность холодильника. Если данный параметр 3,3, это будет указывать, что на единицу электроэнергии, потребляемой установкой, приходится 3,3 единицы произведенного ею холода. Чем больше этот показатель, тем выше эффективность установки.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector