Холодильник

Как работает холодильник: устройство и принцип работы основных типов холодильников

Как работает холодильник: устройство и принцип работы основных типов холодильников

Четкое понимание устройства и процессов, происходящих внутри холодильной установки, помогает продлить срок службы оборудования. Понять принцип работы холодильника несложно. В любой модели он заключается в формировании холодной среды за счет поглощения тепла внутри объекта и последующего выведения его за пределы агрегата.

Все о том, как работают холодильники с разными принципами работы, вы узнаете из представленной нами статьи. Мы поговорим о функциях устройства и связанных с ним правилах эксплуатации. Наши советы помогут уберечь холодильные машины от преждевременного выхода из строя, и избавят вас от необходимости ремонта.

Принцип работы основных типов холодильников

Холодильное оборудование используется во многих сферах бизнеса. Без него не обойтись в повседневной жизни, невозможно представить себе полноценную работу производственных цехов на предприятиях, торговых площадках и предприятиях общественного питания.

В зависимости от назначения и области применения различают несколько основных типов устройств: абсорбционные, вихревые, термоэлектрические и компрессорные.

Тип компрессора является наиболее распространенным, поэтому мы рассмотрим его подробнее в следующем разделе. Теперь обозначим основные различия между всеми 4 конструкциями.

Функционирование абсорбционной техники

В системе установок абсорбционного типа циркулируют два вещества – хладагент и абсорбент. Функции теплоносителя обычно выполняет аммиак, реже – ацетилен, метанол, фреон или раствор бромида лития.

Абсорбент представляет собой жидкость, обладающую достаточной поглощающей способностью. Это может быть серная кислота, вода и т.п.

Конструкция абсорбционного холодильника

Вся работа оборудования основана на принципе абсорбции, который предполагает поглощение одного вещества другим. Конструкция состоит из нескольких ведущих агрегатов – испарителя, абсорбера, конденсатора, регулирующих клапанов, генератора, насоса

Элементы системы соединяются трубами, с помощью которых образуется единый замкнутый контур. Охлаждение камер происходит за счет тепловой энергии.

Процесс осуществляется следующим образом:

  • растворенный в жидкости хладагент проникает в испаритель;
  • из концентрированного раствора выделяются пары аммиака, кипящие при 33 градусах, охлаждая предмет;
  • вещество переходит в поглотитель, где снова поглощается абсорбентом;
  • насос закачивает раствор в генератор, обогреваемый специальным источником тепла;
  • вещество закипает и выделяющиеся пары аммиака поступают в конденсатор;
  • хладагент охлаждается и становится жидким;
  • рабочая жидкость проходит через регулирующий клапан, сжимается и направляется в испаритель.

В результате аммиак, циркулирующий по замкнутому контуру, забирает тепло у охлаждаемой камеры и поступает в испаритель. И выделяет его во внешнюю среду, пока он находится в конденсаторе. Петли воспроизводятся непрерывно.

Поскольку устройство нельзя выключить, оно неэкономично и имеет повышенное энергопотребление. Если такое оборудование выйдет из строя, отремонтировать его, скорее всего, не удастся.

Преимущества абсорбционных установок

Зависимость блоков поглощения от изменения напряжения, тока и других параметров в электрической сети минимальна. Компактные размеры позволяют легко установить их в любом удобном месте

В конструкции агрегатов отсутствуют крупные движущиеся или трущиеся элементы, поэтому они имеют низкий уровень шума. Устройства актуальны для зданий, электрические сети которых подвергаются постоянным пиковым нагрузкам, и мест, где нет постоянного электроснабжения.

Принцип абсорбции реализован в промышленных холодильных установках, небольших холодильниках для автомобилей и офисных помещений. Иногда его можно встретить в некоторых бытовых моделях, работающих на природном газе.

Принцип действия термоэлектрических моделей

снижение температуры в камере термоэлектрического холодильника достигается с помощью специальной системы, откачивающей тепло по эффекту Пельтье. Он предполагает поглощение тепла в области соединения двух разных проводников при прохождении через них электрического тока.

Конструкция холодильников состоит из термоэлектрических элементов кубической формы, изготовленных из металлов. Они объединены электрической схемой. Когда ток движется от одного элемента к другому, перемещается и тепло.

Алюминиевая пластина поглощает его из внутреннего пространства, а затем передает кубическим рабочим частям, которые, в свою очередь, перенаправляют его на стабилизатор. Там, благодаря вентилятору, он выбрасывается. По такому принципу работают портативные мини-холодильники и сумки с охлаждающим эффектом.

Термоэлектрический холодильник

В большинстве моделей термоэлектрических холодильников при изменении полярности тока можно получать не только холод, но и тепло – до 60 градусов Цельсия. Эта функция используется для разогрева пищи

Читайте статью:  Маленький холодильник в чем преимущества

Данное оборудование используется в кемпинге, при обустройстве автомобилей, яхт и моторных лодок, а также часто устанавливается в каютах и ​​других местах, где есть возможность обеспечить питание устройства напряжением 12 В.

Термоэлектрические изделия имеют специальный аварийный механизм, отключающий их в случае перегрева рабочих частей или выхода из строя системы вентиляции.

К преимуществам такого способа работы относятся высокая надежность и достаточно низкий уровень шума при работе устройств. К недостаткам можно отнести высокую стоимость и чувствительность к внешним температурам.

Особенности оборудования на вихревых охладителях

Устройства этой категории оснащены компрессором. Он сжимает воздух, который далее расширяется в установленных вихревых охладителях. Объект охлаждается за счет внезапного расширения сжатого воздуха.

Принцип работы вихревого оборудования

Устройства Vortex долговечны и безопасны: не требуют электричества, не имеют движущихся элементов и не содержат во внутренней конструктивной системе опасных химических соединений

Метод вихревого охладителя не получил широкого распространения и ограничивался только опытными образцами. Это связано с высоким потреблением воздуха, очень шумной работой и относительно низкой охлаждающей способностью. Иногда устройства используются на промышленных предприятиях.

Обзор компрессорной техники

Компрессорные холодильники – самый распространенный вид техники в быту. Их можно найти практически в каждом доме – они не потребляют слишком много энергии и безопасны в использовании. Самые удачные модели от надежных производителей служат своим владельцам более 10 лет. Давайте рассмотрим их структуру и принципы, по которым они работают.

Особенности внутреннего устройства

Классический бытовой холодильник представляет собой вертикально ориентированный шкаф, оснащенный одной или двумя дверцами. Корпус изготовлен из жесткой листовой стали толщиной ок. 0,6 мм или прочный пластик, что снижает вес несущей конструкции.

Для качественной герметизации изделия используется паста с высоким содержанием винилхлоридной смолы. Поверхность грунтуется и покрывается качественной эмалью из краскопультов. При производстве внутренних металлических помещений используется так называемый метод штамповки, пластиковые шкафы изготавливаются методом вакуумного литья.

Дверной блок

Двери агрегата состоят из стальных пластин. По краям вставлена ​​толстая резиновая прокладка, предотвращающая проникновение наружного воздуха. В некоторые модификации встроены магнитные шторки

Между внутренней и внешней стенками изделия необходимо уложить слой теплоизоляции, который защищает камеру от тепла, пытающегося проникнуть из окружающей среды, и предотвращает потерю холода, образующегося внутри. Для этих целей хорошо подойдет минеральный или стеклянный фетр, пенополистирол и пенополиуретан.

Внутреннее пространство традиционно разделено на две функциональные зоны: охлаждающую и морозильную.

По форме планировки выделяют:

  • один-;
  • два-;
  • многокамерные агрегаты.

В отдельный тип выделяют устройства Side-by-Side, включающие две, три или четыре камеры.

Однокамерные агрегаты оснащены одной дверью. В верхней части оборудования расположена морозильная камера со своей дверью с механизмом складывания или открывания, в нижней части – холодильная камера с регулируемыми по высоте полками.

В камерах устанавливается осветительное оборудование со светодиодами или обычной лампой накаливания, чтобы видеть, что на самом деле находится в холодильнике.

Холодильник Бок о Бок

Устройства, выполненные по типу «бок о бок», намного крупнее и шире своих аналогов. Оба отделения занимают место по всей высоте оборудования. Они расположены параллельно друг другу

В двухкамерных агрегатах внутренние шкафы утеплены и разделены отдельными дверцами. Расположение отделений в них может быть европейским или азиатским. Первый вариант предполагает нижнюю компоновку морозильной камеры, второй – верхнюю.

Составляющие элементы конструкции

Холодильные установки компрессорного типа не производят холод. Они охлаждают объект, поглощая внутреннее тепло и передавая его наружу.

Процедура холодной штамповки включает в себя следующие компоненты:

  • охлаждающая жидкость;
  • конденсатор;
  • испарительный радиатор;
  • компрессорное оборудование;
  • клапан термостата.

В качестве охлаждающей жидкости, используемой для заполнения системы охлаждения, выступают различные марки фреона – смеси газов с высокой текучестью и достаточно низкими температурами кипения/испарения. Смесь движется по замкнутому контуру, передавая тепло через разные части цикла.

Хладагент - Фреон12

В большинстве случаев в качестве рабочего элемента бытовых холодильных машин производители используют фреон 12. Этот бесцветный газ с едва заметным специфическим запахом не токсичен для человека и не влияет на вкус и свойства хранящихся в камерах продуктов

Читайте статью:  Бежевый холодильник в интерьере кухни

Компрессор – центральная часть конструкции любого холодильника. Это инверторное или линейное устройство, провоцирующее принудительную циркуляцию газа в системе, повышая давление. Проще говоря, компрессор холодильника сжимает пары фреона и заставляет его двигаться в нужном направлении.

Оборудование может быть оснащено одним или двумя компрессорами. Вибрации, возникающие во время работы, поглощаются внешней или внутренней подвеской. В моделях с парой компрессоров за каждую камеру отвечает отдельный блок.

Классификация компрессоров предусматривает два подтипа:

  1. Динамичный. Заставляет хладагент двигаться за счет движущей силы лопастей центробежного или осевого вентилятора. Он имеет простую конструкцию, но из-за низкого КПД и быстрого износа под действием крутящего момента редко применяется в бытовой технике.
  2. Объем. Он сжимает рабочую жидкость с помощью специального механического устройства с приводом от электродвигателя. Он может быть поршневым или роторным. По большей части это компрессоры, которые устанавливаются в холодильниках.

Поршневое устройство представлено в виде электродвигателя с вертикальным валом, заключенного в прочный металлический корпус. Когда реле стартера подает питание, оно подает питание на коленчатый вал и прикрепленный к нему поршень, пока они не начнут двигаться.

К установке подключена система открывания и закрывания клапанов. В результате пары фреона вытягиваются из испарителя и перекачиваются в конденсатор.

Поршневой компрессор холодильника

При поломке поршневого компрессора ремонт возможен только при использовании специализированного профессионального оборудования. Любая разборка в бытовых условиях чревата потерей герметичности и невозможностью дальнейшей эксплуатации

В ротационных механизмах необходимое давление поддерживается двумя роторами, движущимися друг против друга. Фреон поступает в верхний карман, расположенный в начале валов, сжимается и выходит через нижнее отверстие малого диаметра. Для уменьшения трения в пространство между осями подается масло.

Конденсаторы выполнены в виде змеевиковой решетки, которая крепится на задней или боковой стенке оборудования.

Они имеют разную конструкцию, но всегда отвечают за одну и ту же задачу: охлаждение паров горячего газа до заданной температуры путем конденсации вещества и распространения тепла в помещении. Они могут быть панельными или ребристо-трубчатыми.

Блок сжатия испаряется

Испаритель состоит из тонкого алюминиевого трубопровода и сваренных стальных пластин. Он контактирует с внутренними пространствами холодильника, эффективно отводит поглощенное тепло от прибора и существенно снижает температуру в шкафах

Термостатический клапан необходим для поддержания давления рабочей жидкости на определенном уровне. Крупные агрегаты устройства соединяются друг с другом посредством системы труб, образующих герметично замкнутое кольцо.

Последовательность рабочего цикла

Оптимальная температура для длительного хранения продуктов питания в компрессионных установках создается в ходе рабочих циклов, выполняемых один за другим.

Они продолжаются следующим образом:

  • при подключении устройства к электрической сети запускается компрессор, сжимающий пары фреона, синхронно повышая давление и температуру;
  • под действием избыточного давления горячая рабочая жидкость, находящаяся в газообразном агрегатном состоянии, поступает в бак конденсатора;
  • двигаясь по длинной металлической трубе, пар отдает накопленное тепло во внешнюю среду, равномерно охлаждается до комнатной температуры и превращается в жидкость;
  • жидкая рабочая жидкость проходит через фильтр-осушитель, поглощающий излишнюю влагу;
  • хладагент проникает через узкую капиллярную трубку, на выходе из которой давление снижается;
  • вещество охлаждается и превращается в газ;
  • охлажденный пар достигает испарителя и, проходя по каналам, отбирает тепло из внутренних пространств холодильной установки;
  • температура фреона повышается, и он отправляется обратно в компрессор.

Если говорить простыми словами о том, как работает компрессорный холодильник, то процесс выглядит так: компрессор перегоняет хладагент по замкнутому кругу. Фреон, в свою очередь, благодаря специальным устройствам меняет свое агрегатное состояние, собирает тепло внутри и передает его наружу.

Схема компрессорного холодильника

Рабочий цикл системы повторяется до тех пор, пока не будут достигнуты значения температуры, заданные системными программами, и продолжается снова при регистрации повышения

Читайте статью:  Холодильники Vestfrost: отзывы, обзор 5-ки популярных моделей + на что смотреть перед покупкой

После охлаждения до необходимых параметров термостат останавливает двигатель и размыкает электрическую цепь.

Когда температура в камерах начинает повышаться, контакты снова замыкаются и двигатель компрессора включается защитным пусковым реле. Именно поэтому во время работы холодильника постоянно появляется и снова затихает гул мотора.

Рекомендации по эксплуатации и уходу

В эксплуатации оборудования нет ничего сложного: оно работает в автоматическом режиме круглосуточно. Единственное, что необходимо сделать при первом включении и периодически регулировать в процессе работы – это установить оптимальный температурный режим при конкретных обстоятельствах.

желаемая температура устанавливается термостатом. В электромеханической системе значения устанавливаются на глаз или с учетом рекомендаций, указанных в инструкции производителя. При этом следует учитывать тип и количество хранящихся в холодильнике продуктов.

Кнопка управления обычно представляет собой круглый механизм с несколькими делениями, либо, в более современных и дорогих моделях, управление может осуществляться с помощью сенсорной панели.

Механический регулятор температуры в холодильнике

Чтобы оценить степень замерзания, специалисты рекомендуют сначала поставить регулятор в среднее положение, а через некоторое время при необходимости повернуть его вправо или влево

Каждая отметка на такой ручке соответствует определенному температурному режиму: чем больше деление, тем ниже температура. Электронное устройство позволяет устанавливать температуру с максимальной точностью до 1 градуса с помощью поворотного регулятора или кнопок.

Например, установите в морозильной камере температуру -14 градусов. Все введенные параметры будут отображаться на цифровом дисплее.

Чтобы продлить срок службы домашнего холодильника, следует не только понимать его устройство, но и правильно за ним ухаживать. Отсутствие надлежащего обслуживания и неправильная эксплуатация могут привести к быстрому износу важных деталей и плохой работе.

Избежать нежелательных последствий можно, соблюдая ряд правил:

  1. Регулярно очищайте конденсатор от грязи, пыли и паутины в моделях с открытой металлической решеткой на задней стенке. Для этого нужно использовать обычную слегка влажную тряпку или пылесос с небольшой насадкой.
  2. Установите оборудование правильно. Следите за тем, чтобы расстояние между конденсатором и стеной в помещении было не менее 10 см. Эта мера поможет обеспечить беспрепятственную циркуляцию воздушных масс.
  3. Своевременно оттаивайте и не допускайте образования чрезмерного слоя снега на стенках камер. При этом для удаления ледяной корки запрещается использовать ножи и другие острые предметы, которыми можно легко повредить и вывести из строя испаритель.

Также необходимо учитывать, что холодильник нельзя размещать рядом с отопительными агрегатами или в местах, где возможен прямой контакт с солнечными лучами. Чрезмерное воздействие внешнего тепла плохо влияет на работу основных узлов и общую производительность устройства.

Процесс чистки холодильника

Для очистки деталей изделия из нержавеющей стали подходят только специальные средства, рекомендованные производителем в инструкции к устройству

Если вы планируете перевозить с места на место, лучше всего перевозить оборудование в грузовике с высоким фургоном, закрепив его в строго вертикальном положении.

Таким образом можно предотвратить поломки и утечки масла из компрессора, попадающие непосредственно в контур циркуляции охлаждающей жидкости.

Выводы и полезное видео по теме

Видео №1. Как работает охлаждающий агрегат:

Видео №2. Подробное объяснение конструкции компрессионного холодильника:

Видео №3. Информация по работе абсорбционных машин:

Хотя холодильное оборудование работает исправно, потребители редко интересуются его дизайном. Однако пренебрегать этими знаниями не следует. Они очень ценны, поскольку позволяют быстро найти причину поломки и локализовать проблемное место, предотвращая серьезные неисправности.

Оставляйте комментарии, размещайте тематические фотографии и задавайте вопросы по теме статьи в блоке ниже. Расскажите, как вы разобрались с устройством собственного холодильника. Поделитесь, как вы применяете свои знания в области проектирования холодильного оборудования на практике.

Как работает холодильник | самое простое объяснение

Яндекс.Метрика