Устройство, а также принцип работы холодильника поверхностно изучается на уроках физики, однако, не каждый взрослый человек представляет, как работает холодильник? Рассмотрение и анализ основных технических аспектов поможет на практике продлить срок эксплуатации и улучшить работу бытового холодильника.
Устройство компрессионного холодильника
Устройство холодильника лучше всего рассматривать на примере компрессионного образца, поскольку в быту чаще всего используются именно такие аппараты:
- – устройство, которое с помощью поршня проталкивает хладагент (газ), создавая разное давление на разных участках системы;
- Испаритель – емкость, в которую попадает разжиженный газ, впитывающий тепло из холодильной камеры;
- Конденсатор – емкость, в которой сжатый газ отдает тепло в окружающее пространство;
- Терморегулирующий вентиль – устройство поддерживающее необходимое давление хладагента;
- Хладагент – смесь газов (чаще всего используют фреон), которая под воздействием работы компрессора циркулирует в системе, забирая и отдавая тепло на разных ее участках.
Работа холодильника
Устройство холодильника, а также принцип работы холодильника с одной камерой можно понять, просмотрев соответствующее видео:
Самым важным аспектом в понимании работы компрессионного аппарата является то, что он не создает холод как таковой. Холод возникает вследствие отбора тепла внутри устройства и отправки его наружу. Эту функцию выполняет фреон. Попадая в испаритель, который обычно состоит из алюминиевых трубок или, спаянных между собой пластин, пары фреона поглощают тепло.
Это нужно знать: в холодильниках старого образца корпус испарителя одновременно является корпусом морозильной камеры. При размораживании этой камеры нельзя пользоваться острыми предметами для устранения льда, поскольку через пробитый корпус испарителя весь фреон выветрится. Холодильник без хладагента становится нерабочим и подлежит дорогостоящему ремонту.Далее под воздействием компрессора пары фреона покидают испаритель и переходят в конденсатор (система из трубок, которые располагаются внутри стенок и на задней части агрегата). В конденсаторе хладагент остывает, постепенно становясь жидким. По пути в испаритель газовая смесь осушается в фильтре-осушителе, а также проходит через капиллярную трубку. На входе в испаритель за счет увеличения внутреннего диаметра трубки давление падает и газ становится парообразным. Цикл повторяется до тех пор, пока не будет достигнута необходимая температура.
Как работает компрессор?
При помощи поршня компрессор перегоняет хладагент из одной системы трубок в другую, попеременно меняя физическое состояние фреона. При подаче хладагента в конденсатор компрессор его сильно сжимает, отчего фреон нагревается. Пройдя длинный путь по лабиринту трубок конденсатора, охлажденный фреон через расширенную трубку попадает в испаритель. От резкой перемены давления хладагент быстро охлаждается. Теперь пары фреона способны поглотить определенную дозу тепла и перейти в систему трубок конденсатора.
В бытовых приборах используют полностью герметичные корпуса компрессоров, которые не пропускают рабочую газовую смесь. С целью герметичности электродвигатель, который приводит в движение поршень, тоже располагается внутри корпуса компрессора. Все трущиеся детали внутри мотор-компрессора смазаны специальным маслом.
Электрическая схема холодильника может стать полезной для тех, кто готов к самостоятельной диагностике и ремонту холодильника:
Устройство и принцип работы двухкамерного холодильника
Устройство двухкамерного холодильника отличается от однокамерного тем, что в каждом отсеке есть свой испаритель. В отличие от предшественников, в двухкамерных аппаратах оба отсека изолированы друг от друга. В таких устройствах морозилка, как правило, располагается, внизу, а холодильная часть – вверху. Принцип работы двухкамерного холодильника заключается в том, что рабочая газовая смесь сначала остужает испаритель морозилки до определенной минусовой температуры. Только после этого фреон переходит в испаритель холодильного отсека. После того, как испаритель холодильной камеры достигнет определенной минусовой температуры срабатывает терморегулятор, останавливающий работу мотора.
В быту чаще используются двухкамерные аппараты с одним компрессором. В агрегатах с двумя моторами принцип работы холодильника существенно не меняется, просто один компрессор работает на морозилку, другой – на холодильную камеру. Принято считать, что работа холодильника с одним компрессором более экономична, но на деле это не всегда так. Ведь в аппарате с двумя моторами можно отключать одну из камер, в работе которой нет нужды. Работа двухкамерного холодильника с одним компрессором всегда предполагает одновременное охлаждение обеих камер.
Холодильник и температура внешней среды
В инструкции по эксплуатации большинства бытовых холодильников указано при какой температуре лучше всего его эксплуатировать. Минимально допустимым показателем является температура +5 по Цельсию. Может ли холодильник работать в условиях холода, особенно, на морозе? Рассмотрим возможные проблемы:
- Неправильная работа термостата. В обычных условиях терморегулятор разрывает электрическую цепь при достижении необходимой температуры. Когда воздух внутри прогреется, термостат снова замкнет электрическую цепь, и мотор возобновит свою работу. В условиях минусовой температуры внешней среды термостат, скорее всего, повторно не включит компрессор, так как теплу внутри камеры попросту неоткуда взяться;
- Затрудненный запуск компрессора. В старых аппаратах чаще всего применялись хладагенты R12 и R22. Для нормальной работы использовались рефрижераторные масла, которые при температуре ниже +5С становятся слишком густыми, а это значит, что запуск и движение поршня будет затруднительным;
- Возникновение эффекта «влажного хода». Поскольку тепла в холодильнике нет, то нарушается работа испарителя. В компрессор поступает насыщенный каплями пар. В результате продолжительной работы в таких условиях вся механика мотора будет повреждена.
Простыми словами, щадящее отношение к устройству значительно продлит срок его работы.
Принцип работы абсорбционного холодильника
В абсорбционном аппарате охлаждение связано с испарением рабочей смеси. Чаще всего таким веществом является аммиак. Передвижение хладагента происходит в результате растворения аммиака в воде. Из абсорбера раствор аммиака поступает в десорбер, а далее – в дефлегматор, в котором смесь разделяется на первоначальные составляющие. В конденсаторе аммиак становится жидким и снова направляется в испаритель.
Перемещение жидкости обеспечивают струйные насосы. Кроме воды и аммиака в системе присутствует водород или другой инертный газ.
Чаще всего абсорбционный холодильник востребован там, где невозможно использовать обычный компрессионный аналог. В быту такие аппараты применяются редко, так как они сравнительно недолговечны, а хладагент представляет собой ядовитое вещество.
Режим работы и отдыха компрессионного холодильника
Многим пользователям интересен вопрос: сколько должен работать холодильник? Единственно верным критерием нормальной работы домашнего аппарата является достаточная степень заморозки и охлаждения продуктов в нем.
Сколько холодильник может работать, а сколько должен отдыхать не прописано ни в одной инструкции, однако, существует понятие «оптимального коэффициента рабочего времени». Для его вычисления продолжительность рабочего цикла разделяют на сумму рабочего и нерабочего цикла. Так, например, холодильник, проработавший 15 минут с дальнейшим 25-минутным отдыхом, будет иметь коэффициент 15/(15+25) = 0,37. Чем меньше этот коэффициент, тем лучше работает холодильник. Если в результате подсчета получится число меньше 0,2, то, скорее всего, неправильно выставлена температура в холодильнике. Коэффициент больше 0,6 означает, что герметичность агрегата нарушена.
Как работает холодильник No Frost?
В холодильниках с системой no frost («без инея») есть только один испаритель, который спрятан в морозилке за пластиковой стенкой. Холод от него передается при помощи вентилятора, который расположен за испарителем. Через технологические отверстия холодный воздух поступает в морозильную, а далее – в холодильную камеру.
Вконтакте
Как известно главная функция холодильника это охлаждение продуктов и напитков.
Раньше холодильники выглядели достаточно не привлекательно, а также не всегда вписывались в интерьер. Их функциональность и вместительность также была очень ограничена и оставляла желать лучшего.
Старые модели холодильников
Сейчас же ситуация изменилась и теперь уже холодильники являются чуть ли не самой главной деталью в интерьере. Функциональность холодильников с каждым годом становиться более объёмной, а вместительность постоянно оптимизируется в том числе из счёт уменьшения основных узлов холодильника, таких как компрессор и т.д.
Современные модели бытовых холодильников
Единственное остаётся неизменным, это обслуживание и , но для выполнение ремонта необходимо знать его устройство и принцип работы.
Принцип работы холодильника.
Принцип работа любого холодильника в том числе и бытового, основана на принципе изменения состояния жидкости, лёд в воду, вода в пар а пар в лёд и так далее по кругу.
Рис.1 Принцип работы холодильника
Как показано на рисунке №1, принцип основан на движении хладагента от конденсатора к капилляру, от капилляра до испарителя, от испарителя до компрессора, а от компрессора к конденсатору. При прохождении хладагента по кругу, он подвергается высокому и низкому давлению в следствии чего изменяется его состояние.
Основные узлы и детали холодильника:
- Компрессор - основной элемент в каждом холодильнике это его, который выполняет закачку и перегон хладагента (фреона) в конденсатор, а также высасывает из испарителя пары хладагента (фреона). Хладагент (Фреон) - газ (без цвета и запаха), При воздействии на него температуры или давления он изменяет свои свойства.
- Конденсатор - артерия холодильника она представляет собой металлическую трубка с малым внешним диаметром, приблизительно 5 мм. Как правило она исполнена в виде змейки. Она соединена с тонкими металлическими прутиками по всей ширине через каждые 10-15 мм. В системе конденсатора происходит сжатие фреона, после чего он приобретает жидкое состояние. Также в конденсаторе или возле него крепят фильтры-осушители - устройство на вид цилиндр, концы которого заужены. Его основное назначение - сушка фреона, а также задержка и фильтрация мусора, который образуется процессе эксплуатации.
- Испаритель - Несёт в себе одну из основных функций. За счёт того что в него осуществляется впрыск фреона после чего в последствии и происходит охлаждение фреона до низкой температуры. Всю систему испарителя называют агрегатом холодильника.
- Реле - пускозащитное реле обычно размещено на компрессоре или возле него. Принцип работы реле холодильника для запуска и обеспечения работы компрессора, а также служит для защиты от перегрузок сети.
- Термометры - сейчас их называют блоком управления, обычно такие блоки сочетаются индикацию температуры, замораживания и размораживания, ледоколом и многим другим. Его основное назначение это контроль и информирование о работе холодильника и работе всех его функций.
- Предохранители - размещаются обычно рядом с блоком управления и зачастую они подключены к термометрам и другим датчикам. Служат они для защиты всего блока управления и всех электронных устройств холодильника от перенапряжения или скачков напряжения в сети.
- Полки - полки, как может показаться на первый взгляд что основной функции в работе холодильника они не несут, но это не так. Они выполняют роль изоляционных перекрытий для морозильных камер для сдерживания холода внутри морозильных камеры.
- Уплотнители - резиновые прокладки с магнитными держателями. Служат уплотнители для герметизации отсеков холодильника от внешнего воздействия и препятствуют попаданию воздуха во внутрь камер.
- Крыльчатки - выполняют функцию обычного вентилятора или вытяжки. Она регулирует воздухообмен и циркуляцию воздуха в камере холодильника.
- Лампы - обеспечивают освещение для удобного использования холодильника в ночное время.
Необходимо отметить что вся система соединена между собой медными трубками - которые осуществляют подачу хладагента (фреона) из одного устройства в другое.
Чтобы произвести ремонт любой бытовой техники, необходимо знать, как она устроена, дабы не причинить вред устройству в процессе его эксплуатации. В данной статье мы расскажем о том, каков принцип работы и устройство холодильника, и опишем его элементы конструкции.
Устройство холодильника основанного на работе компрессора
В современном быту, в основном, эксплуатируются агрегаты, работающие с компрессором, поэтому мы будем рассматривать именно данный принцип действия холодильника. Состоят они из следующих элементов:
- компрессор – данное устройство при помощи поршня нагнетает хладагент в виде газа, также оно создает различное давление на разных участках;
- испарительная камера – это небольшая емкость, в которую попадает «жидкий» газ, и он впитывает тепло пришедшее из камеры холодильника;
- конденсатор – в данной камере газообразное вещество отдает свое тепло в окружающее ее пространство;
- терморегулятор – поддерживает необходимую температуру, в холодильной камере, которая задается согласно выбранному режиму;
- хладагенты – это химическая смесь различных газов, циркулирующая по системе холодильника при помощи компрессора, и в определенных участках отдает или забирает тепло. Чаще всего в данной системе применяется «Фреон».
Принцип работы агрегата
Самое важное для понимания того, как работает холодильник, нужно понять факт того, что данный аппарат компрессного типа сам «создает» холод. Он возникает благодаря протекающему процессу внутри системы агрегата – хладагент отдает свое тепло, которое впоследствии выбрасывается во внешнюю среду. Как и говорилось выше, самым распространённым веществом для этого является «Фреон», который применяется в схемах данных холодильников.
Так вот, работа холодильника устроена на циклах, которые протекают следующим образом:
- фреон попадает в испарительную камеру, и проходя через нее забирает из холодильной камеры тепло;
- далее хладагент идет в компрессор, который перегоняет его в конденсатор;
- проходя через вышеуказанную систему, состоящей из спиралей, находящихся в стенках холодильника, фреон проходит цикл остывания и превращается в жидкообразный элемент;
- остывавший хладагент поступает в испаритель, и во время перехода в трубку большего диаметра, он превращается в газообразную смесь, за счет понижения давления, после чего он вновь забирает тепло из холодильной камеры.
Данный цикл будет повторяться до тех пор, пока в холодильнике не образуется необходимая температура, заданная системной программой. Как только она упадет ниже запрограммированной отметки, цикл вновь возобновится.
Устройство компрессора в холодильнике
Это, пожалуй, самая важная деталь, благодаря которой охлаждающий хладагент циркулирует по системе. В современных холодильниках применяется инверторное управление устройством, тем самым создатели добились продление жизни «двигателя» агрегата.
Для более эффективной функциональности применяют пускозащитное реле, которое направлено на защиту компрессора от перегрева. Оно отвечает за активирующий фактор пусковой обмотки. Так как компрессор имеет несинхронный вид работы, внутри него деталь из металла нагревается по мере работы, когда он достигает определенной температуры, реле произведет отключение системы, дабы предотвратить перегрев.
Двухкамерные холодильники
Единственное, что можно отметить, так это то, что на каждую камеру идет свой испарительный элемент, и эти оба отсека полностью изолированы друг от друга. Сам принцип работы двухкамерного агрегата заключается в том, что фреон, перед тем как поступить в камеру холодильника, сначала остужается испарителем в морозильной камере до определенной отметки, и только после остужения он поступает в вышеуказанный отсек, где забирает тепло, и все происходит по уже описанному выше циклу работы. Как только будет достигнута нужная температура, система останавливает компрессор холодильника.
Сегодня в быту намного чаще применяются двухкамерные агрегаты, в которых применяется один компрессор на всю систему. Однако имеются и двухкомпрессорные агрегаты с каждым отдельным «двигателем» на холодильную и морозильную камеры. Это позволяет выключать отдельный ненужный компрессор в случае необходимости и прекратить работу одной из камер без вреда работоспособности.
Абсорбционный холодильник
Принцип работы в данных агрегатах связан с тем, что они испаряют свою рабочую смесь. Зачастую для этого применяют аммиак. Циркуляция хладагента осуществляется при помощи его растворения в водной среде. После чего данная смесь элементов поступает в систему, и когда она попадет в так называемый дефлегматор, она разделяется на две первоначальные составляющие. Когда после данной реакции, аммиак будет использован, он попадает в конденсатор, где превращается в жидкость, и цикл вновь повторяется.
Однако данные типы холодильников в быту применяются крайне редко, так как сам по себе аммиак является ядовитым. Они используется как альтернативная замена компрессорным агрегатам, если не имеется возможность их установить.
Заключение
Мы рассказали вам о том, каков принцип работы и устройство холодильника, какие они бывают по типам, и как протекает процесс работы. Данная статья сможет объяснить Вам, как устроен ваш агрегат, и поспособствует пониманию правильной эксплуатации устройства.
У каждого из нас дома есть . Сложно себе представить, что еще каких-то 80 лет назад этот бытовой прибор еще не изобрели. Но далеко не каждый задумывается об устройстве и принципе действия холодильника. А ведь это очень интересный и познавательный момент: знания о том, как работает ваш холодильник, всегда могут пригодиться в случае каких-либо неисправностей или поломки, а также помогут выбрать хорошую модель при покупке.
Принцип работы бытового холодильника
Работа обычного бытового холодильника основывается на действии хладагента (чаще всего это фреон). Это газообразное вещество перемещается по замкнутому контуру, меняя свою температуру. Достигая под давлением точки кипения (а у фреона это от -30 до -150°С), он испаряется и отнимает тепло у стенок испарителя. В результате этого температура внутри камеры снижается в среднем до 6°С.
«Помогают» работе хладагента такие составляющие холодильника, как компрессор (создает нужное давление), испаритель (забирает тепло изнутри холодильной камеры), конденсатор (отдает тепло в окружающую среду) и дросселирующие отверстия (вентиль терморегуляции и капилляр).
Отдельно следует сказать о принципе работы компрессора холодильника. Он предназначен для того, чтобы регулировать перепады давления в системе. Компрессор затягивает испаренный хладагент, сжимает его и выталкивает обратно в конденсатор. При этом температура фреона повышается, и он опять превращается в жидкость. Работает холодильный компрессор за счет электродвигателя, который располагается внутри его корпуса. Как правило, в холодильниках используются герметичные поршневые компрессоры.
Таким образом, принцип действия холодильника можно коротко описать как процесс отдачи внутреннего тепла в окружающую среду, в результате которого воздух в камере охлаждается. Этот процесс носит название «цикл Карно». Именно благодаря ему продукты, которые мы храним в холодильнике, долгое время не портятся благодаря постоянно поддерживаемой низкой температуре.
Также следует отметить, что в разных местах холодильника температура также различна, и этот факт можно использовать для хранения разных продуктов. В дорогих современных холодильниках типа Side-by-Side существует четкое разделение на зоны: это обычное холодильное отделение, «нулевая зона» (biofresh) для мяса, рыбы, сыров, колбас и овощей, морозильная камера и зона так называемой суперзаморозки. Последняя характеризуется очень быстрым (в течении нескольких минут) замораживанием продукта до -36°С. В результате образуется кристаллическая решетка принципиально иной формы, при этом сохраняется больше полезных веществ, чем при обычной заморозке.
Принцип работы холодильника ноу фрост
Холодильники с системой ноу-фрост (no frost) работают по такому же принципу, но определенное отличие существует в системах разморозки. Обычные бытовые холодильники с испарителем капельного типа необходимо периодически размораживать, чтобы иней, намерзший на стенке камеры, не мешал дальнейшей работе агрегата.
Вам не придется беспокоиться об этом, если ваш холодильник оснащен системой ноу фрост. Благодаря непрерывному процессу циркуляции холодного воздуха внутри камеры влага, намерзающая на стенках, оттаивает и стекает в поддон, откуда она вновь испаряется.
Холодильники - это приборы нового поколения, более удобные в пользовании, чем старые модели с капельной системой. Они менее энергозатратны, а охлаждение продуктов в них происходит более равномерно. Однако и у них есть свои недостатки, основанные на описанном выше принципе работы. Из-за того, что в камере постоянно циркулирует воздух, он забирает влагу из продуктов питания, которые со временем высыхают. Поэтому в ноу-фрост продукты следует хранить только в закрытых емкостях.
Теперь, зная о том, как должен работать холодильник, у вас не будет проблем с выбором и покупкой нового агрегата и его эксплуатацией.
