Как работает компрессорный холодильник. Как образуется холод. Одно- и двухкомпрессорные холодильники
Типы холодильников, их систем охлаждения
Первые устройства для охлаждения пищи и напитков появились несколько тысяч лет назад в Древнем Египте и Китае. В большинстве случаев древние холодильники представляли собой две емкости: меньшая с едой помещалась в большую, частично заполненную льдом или холодной водой. Очевидно, что такое устройство было доступно исключительно для богатых людей и являлось не только предметом роскоши, но и произведением искусства.
Научно-техническая революция XIX века внесла свой вклад и в технологии замораживания еды. Так, начиная с 1850 года в опытных и промышленных образцах, а с 1913 года и в бытовых холодильниках для охлаждения используются так называемые тепловые насосы - специальные устройства, переносящие тепло из рабочей (холодильной или морозильной) камеры во внешнюю среду.
Возможность длительного сохранения свежести продуктов была по достоинству оценена, поэтому к середине XX века холодильник был практически в каждой американской семье, у 30% хозяек из Западной Европы - и лишь у отдельных граждан Советского Союза, так как отец всех народов И. В. Сталин отнес холодильник к буржуазным излишествам. Маловероятно, чтобы Сталин целенаправленно старался уморить население несвежими продуктами, просто в предвоенные годы почти весь металл, необходимый в том числе и для изготовления холодильников, шел на строительство военной техники. Тем не менее начало массового производства холодильников в СССР совпало с развенчанием культа личности, поэтому, если секса в Советском Союзе не было еще долгих сорок лет до самого 1991 года, холодильники к концу 80-х годов были практически в каждой семье.
За последующие двадцать лет разгула демократии холодильники проникли на все кухни, в том числе деревенских и дачных домов. Современные хозяйки могут позволить себе покапризничать и выбрать из всего множества моделей подходящую им по цвету и размеру. Однако, несмотря на бесконечное их разнообразие, технология охлаждения и заморозки еды и напитков практически во всех холодильниках неизменна уже полвека.
Типы холодильников
Всего можно выделить четыре вида холодильных агрегатов, которые претендовали на звание домашних: компрессионный, абсорбционный, термоэлектрический и холодильник с вихревыми охладителями.
В последнем, крайне редком типе, не вышедшем за пределы прототипов и тестовых установок, охлаждение осуществляется за счет расширения сжатого компрессором воздуха в специальных камерах - вихревых охладителях . Эти устройства были надежны и безопасны, однако обладали крайне низким КПД, чудовищно шумели и поэтому практически не имели шансов на успех, особенно в быту.
Агрегаты второго типа - абсорбционные холодильники , конструкция которых была предложена Альбертом Эйнштейном - обеспечивают охлаждение рабочей камеры за счет испарения аммиака. Свое название они получили потому, что циркуляция хладагента происходит в процессе его растворения в жидкости, чаще всего в воде. Для дальнейшей работы холодильника этот раствор разделяется на воду и аммиак, после чего последний сжижается, затем испаряется и снова растворяется в воде, далее цикл повторяется с самого начала.
В отличие от вихревых холодильников абсорбционные практически бесшумны, кроме того, в большинстве конструкций также отсутствуют движущиеся части. Устройства, основанные на этом принципе, обладают достаточно экзотической для бытовых устройств особенностью - они могут работать не на электричестве, а на сжигаемом топливе, например дровах. Это позволяет брать такие холодильники, например, в поход или на пляж. Несмотря на преимущества, не обошлось и без недостатков - относительно низкая удельная производительность, а также потенциальная опасность отравления ядовитыми веществами.
Автомобильный холодильник
В основе работы термоэлектрического холодильника лежит эффект Пельтье - охлаждение места контакта двух разных проводников при прохождении электрического тока. Холодильники на таких элементах надежны, бесшумны, но достаточно дороги и крайне малоэффективны по сравнению с другими тепловыми насосами. Несмотря на это, их можно встретить в автомобильных охладителях, водных и компьютерных кулерах.
Структура элемента Пельтье
В быту наиболее распространены компрессионные холодильники . Они основаны на свойстве вещества поглощать тепло при испарении. Хладагент (безопасный газ фреон) кипит в испарителе, охлаждая тем самым воздух внутренней камеры. Для завершения цикла его нужно снова превратить в жидкость. Это происходит при повышенном давлении, создаваемом компрессором в конденсаторе, при этом выделяется тепло. Конденсаторы могут размещаться сзади как в открытом виде (знакомая всем решетка), так и в закрытом (конденсатор защищен специальной пластиной, а для эффективного теплообмена сверху предусмотрены вентиляционные отверстия). Кроме того, некоторые производители размещают конденсатор в боковых стенках, что позволяет устанавливать холодильник впритык к стене.
Компрессор - самый шумный элемент холодильника
Этот тип теплового насоса относительно прост, дешев и безопасен при бытовом применении. Недостатком конструкции является шум, создаваемый компрессором, поэтому для снижения шумовой нагрузки его размещают на специальных виброподвесах.
Одно- и двухкомпрессорные холодильники
На рынке присутствуют холодильники, оснащенные как одним, так и двумя компрессорами. В последнем случае в каждой камере (холодильной и морозильной) реализована автономная система охлаждения, что позволяет независимо регулировать температуру и отключать неиспользуемые камеры. Это может быть полезным, например, при длительном отпуске или в том случае, когда временно нет необходимости замораживать и долго хранить продукты.
В холодильниках с одним компрессором для раздельного управления работой камер используется электромагнитный клапан, регулирующий подачу хладагента к испарителям. Для потребителей это означает, что разницы по сравнению с двухкомпрессорными моделями при эксплуатации они не заметят. Единственное отличие - нельзя отключить морозильную камеру.
В целом двухкомпрессорные модели несколько дороже, менее надежны (за счет большего количества элементов и, соответственно, большей вероятности поломки), однако потенциально имеют преимущество в том, что при отказе одного компрессора второй продолжает функционировать. Остается неясным, кто будет довольствоваться одной работающей камерой из двух возможных.
Системы охлаждения
Любые холодильники, даже самые современные, требуют регулярного обслуживания. В первую очередь это связано с тем, что на испарителях намерзает иней. Всего существует несколько систем, с тем или иным успехом борющихся с этой проблемой.
Наиболее распространенной является так называемая плачущая стенка или «плачка». Холодильник с такой системой работает следующим образом: испаритель на задней стенке охлаждает холодильную камеру, но при этом на нем образуется иней. На одном из этапов работы холодильника компрессор останавливается, охлаждение прекращается и иней тает, превращаясь в воду, которая стекает по дренажной системе в специальную емкость, расположенную вблизи компрессора. При работе последнего емкость нагревается и вода испаряется. Очевидно, что при этом в холодильной камере поддерживается достаточно высокая влажность.
Знакомая всем "плачущая" стенка
Работа такой системы предполагает разморозку испарителя морозильной камеры от нескольких раз в год до одного раза в несколько лет, в зависимости от условий эксплуатации - нагрузки, влажности, частоты открытия дверцы и прочих факторов. Такие устройства теоретически более надежны, чем модели с принудительным охлаждением, поскольку система более простая.
Второй тип - смешанное охлаждение , когда в холодильной камере оттаивание происходит автоматически ("плачущая" стенка), а в морозильной - с помощью электронагревателя. В зависимости от произволителя такая комбинированая система может называться по-разному - No Frost, Frost Free и т. д.
Третья, технически более сложная, система основана на охлаждении продуктов за счет потоков холодного воздуха. Скрытый за стенкой испаритель с помощью специальных вентиляторов охлаждает обе камеры. Его температура несколько ниже, чем внутри камер, и поэтому иней намерзает только на нем, при этом оттаивание, как и в случае комбинированной системы, происходит за счет специального нагревателя. В итоге стенки камер холодильника, оснащенного такой системой, не обмерзают, что значительно облегчает уход. Маркетинговые названия - Full No Frost, Full Frost Free и т. д.
Системы No Frost впечатляют полным отсутствием инея в морозилке
Нужно отметить, что, независимо от системы охлаждения, необходимо периодически проводить гигиеническую уборку холодильника, которую достаточно легко совмещать с разморозкой.
Полки
Несмотря на свою кажущуюся простоту, большую роль в работе холодильника играют полки. Дело в том, что старые, решетчатые, полки, при всех своих многочисленных недостатках, обладали одним серьезным преимуществом - обеспечивали качественную циркуляцию воздуха, а значит, и более равномерное охлаждение.
От полок во многом зависит удобство использования холодильника
Современные полки из закаленного стекла весьма удобны, красивы и гигиеничны, но существенно затрудняют конвекцию воздуха. Поэтому многие производители оснащают свои устройства принудительной вентиляцией для обеспечения качественного перемешивания воздуха. Как правило, каждое решение получает свое маркетинговое имя и преподносится как значительное усовершенствование, например Multi Air Flow, Dynamic Air Flow и т. д.
Дополнительные функции охлаждающей системы
Некоторые модели холодильников оснащены функцией суперзаморозки - она позволяет дополнительно охлаждать морозильную камеру, для того чтобы при добавлении новых продуктов не возрастала температура и не оттаивали уже хранящиеся. Кроме того, пониженная температура обеспечивает быструю заморозку, а значит, позволяет лучше сохранить полезные свойства пищи. Нужно отметить, что аналогичная функция существует и для холодильной камеры.
Существенным расширением функциональности холодильника, безусловно, являются так называемые зоны свежести . Такая зона представляет собой отдельную камеру или ячейку (ящик), в которой поддерживается температура, близкая к нулевой. Это позволяет без заморозки длительное время сохранять свежесть продуктов, в первую очередь скоропортящихся. Оптимальным является наличие отдельной камеры, похожей на холодильную, но меньших размеров. Такое разделение позволяет эффективно поддерживать температуру и влажность.
Зоны свежести уменьшают частоту походов в магазин
Обычно пользователям предлагаются две зоны свежести:
- сухая, предназначенная для хранения мяса, птицы, рыбы, морепродуктов;
- влажная, которая идеально подходит для сохранения овощей, фруктов, зелени.
Так, по информации компании - одной из родоначальниц нулевых зон - срок хранения ягод увеличивается в 3-4 раза, картофель и яблоки останутся свежими практически три месяца, а мясо и птица продержатся целую неделю вместо нескольких дней. Это означает, что планировать свой рацион и запасы можно с гораздо большей свободой. В более простых решениях, когда зона свежести представляет собой ящик или специальное отделение внутри холодильной камеры, такой контроль температуры и влажности по понятным причинам невозможен, что снижает полезность нулевой зоны.
Льдогенератор, несомненно, порадует ваших гостей
Еще одним приятным дополнением может стать льдогенератор - специальное устройство, автоматически готовящее лед. Как правило, такие холодильники напрямую подключаются к источнику холодной воды, которая фильтруется для повышения качества льда. Нужно отметить, что в ряде случаев некоторые производители льдогенераторами могут называть специальную систему лотков, предусматривающую минимальную автоматизацию получения льда.
Классический холодильник, без системы No Frost работает следующим образом:
Мотор - компрессор (1), засасывает газообразный фреон из испарителя, сжимает его, и через фильтр (6) выталкивает в конденсатор (7).
В конденсаторе, нагретый в результате сжатия фреон остывает до комнатной температуры и окончательно переходит в жидкое состояние.
Жидкий фреон, находящийся под давлением, через отверстие капиляра (8) попадает во внутреннюю полость испарителя (5), переходит в газообразное состояние, в результате чего, отнимает тепло от стенок испарителя, а испаритель, в свою очередь, охлаждает внутреннее пространство холодильника.
Этот процесс повторяется до достижения заданной терморегулятором (3) температуры стенок испарителя.
При достижении необходимой температуры терморегулятор размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается.
Через некоторое время, температура в холодильнике (за счет воздействия внешних факторов) начинает повышаться, контакты терморегулятора замыкаются, с помощью защитно-пускового реле (2) запускается электродвигатель мотор - компрессора и весь цикл повторяется сначала (см. пункт 1)
1-Мотор-компрессор; 2-Защитно-пусковое реле;
3-Терморегулятор; 4-Внутренняя лампа освещения холодильника; 5-Испаритель;
6-Фильтр-осушитель; 7-Конденсатор; 8-Капиляр; 9-Включатель лампы
Электрическое оборудование холодильников
К электрическому оборудованию бытовых холодильников
относятся следующие приборы:
электрические нагреватели: для обогрева генератора в абсорбционных холодильных
агрегатах; для предохранения дверного проема низкотемпературной (морозильной)
камеры от выпадения конденсата (запотевания) на стенках; для обогрева испарителя
при полуавтоматическом и автоматическом удалении снежного покрова;
электродвигатель компрессора (это относится к компрессионным холодильникам);
проходные герметичные контакты для соединения обмоток электродвигателя с
внешней электропроводкой холодильника через стенку кожуха мотор-компрессора;
осветительная аппаратура, предназначенная для освещения холодильной камеры;
вентиляторы: для обдува конденсатора холодильного агрегата воздухом (при
использовании в холодильниках конденсаторов с принудительным охлаждением) и для
принудительной циркуляции воздуха в камерах холодильников.
К приборам автоматики бытовых холодильников относятся:
датчики-реле температуры (терморегуляторы) для поддержания заданной
температуры в холодильной или низкотемпературной камере бытовых холодильников;
пусковое реле для автоматического включения пусковой обмотки электродвигателя
при запуске;
защитное реле для предохранения обмоток электродвигателя от токов перегрузки;
приборы автоматики для удаления снежного покрова со стенок испарителя
Электрическая схема холодильника и принцип ее работы.
При подаче напряжения электрический ток проходит через замкнутые контакты
терморегулятора (3), кнопки размораживания (10), реле тепловой защиты (11),
катушку пускового реле (контакты пускового реле12.2 пока разомкнуты) и рабочую
обмотку электродвигателя мотор-компрессора.
Поскольку двигатель пока не вращается, ток протекающий через рабочую обмотку
мотор-компрессора в несколько раз превышает номинальный, пусковое реле (12)
устроено таким образом, что при превышении номинального значения тока замыкаются
контакты (12.2), к цепи подключается пусковая обмотка электродвигателя.
Двигатель начинает вращаться, ток в рабочей обмотке снижается, контакты
пускового реле размыкаются и двигатель продолжает работать в нормальном режиме.
Когда стенки испарителя охладятся до установленного на терморегуляторе значения,
контакты (3) разомкнуться и электродвигатель мотор-компрессора остановиться.
С течением времени температура внутри холодильника повышается, контакты
терморегулятора замыкаются и весь цикл повторяется заново.
Реле защиты предназначено для отключения двигателя при опасном повышении силы
тока. С одной стороны оно защищает двигатель от перегрева и поломки, а с другой
- Вашу квартиру от пожара.
Реле состоит из биметаллической пластины (11.1), которая при повышении
температуры изгибается и размыкает контакты (11.2), после остывания
биметаллической пластины контакты снова замыкаются.
12.1 - катушка реле; 12.2 - контакты реле
Из каких материалов изготовлен холодильник
Упрощенно представляя, холодильник состоит из изотермического шкафа и электрического оборудования (холодильного агрегата)
Корпус
Корпус является несущей конструкцией, поэтому должен быть достаточно жестким.
Его изготавливают из листовой стали толщиной 0,6-0,1 мм. Герметичность наружного
шкафа обеспечивается пастой ПВ-3 на основе хлорвиниловой смолы. Поверхность
шкафа фосфатируют, затем грунтуют и дважды покрывают белой эмалью МЛ-12-01,
ЭП-148, МЛ-242, МЛ-283 или др. Выполняют это с помощью краскопультов или в
электростатическом поле. Поверхность сервировочного столика, если таковой
имеется, покрывают полиэфирным лаком.
В последнее время для изготовления корпуса холодильника все чаще применяют ударопрочные пластики. Благодаря этому сокращается расход металла и уменьшается масса холодильного прибора.
Внутренние шкафы холодильников
Металлические внутренние шкафы из стального листа толщиной 0,7- 0,9 мм
изготавливают методом штамповки и сварки и эмалируют горячим способом
силикатно-титановой эмалью.
Пластмассовые камеры изготавливают из АБС-пластика или из ударопрочного
полистирола методом вакуум-формирования. АБС (акрилбутадиеновый стирол) обладает
высокими механическими свойствами и стойкостью по отношению к хладону (фреону).
Детали из АБС-пластика, покрытые хромом и никелем, широко применяются в
декоративных целях. АБС-пластики отечественного производства по
физико-механическим свойствам делятся на четыре группы:
АБС-0903 средней ударной вязкости;
АБС-1106Э, АБС-1308, АБС-1530, АБС-2020 повышенной ударной вязкости;
АБС-2501К, АБС-2512Э, АБС-2802Э высокой ударной вязкости;
АБС-0809Т, АБС-0804Т, АБС-1002Т повышенной теплостойкости.
АБС-пластики выпускаются в виде гранул диаметром не более 3 мм и длиной 4-5 мм
или в виде порошка и перерабатываются литьем под давлением, выдуванием,
термоформованием. Камеры у морозильников и камеры низкотемпературных отделений
холодильников металлические - из алюминия или нержавеющей стали. Стальные камеры
более долговечны, гигиеничны, но они увеличивают массу холодильника и требуют
особых способов крепления к наружному корпусу для наиболее эффективной
теплоизоляции от окружающей среды.
К преимуществам пластмассовых камер относятся технологичность изготовления,
малый коэффициент теплопроводности, меньшая масса. Однако такие камеры быстрее
стареют, со временем теряют товарный вид, менее долговечны и менее прочны по
сравнению с металлическими. В холодильниках с пластмассовыми камерами по
периметру дверного проема не устанавливают накладки, закрывающие теплоизоляцию,
так как роль накладок выполняют отбортованные края камеры.
Двери
Изготовляют из стального листа толщиной 0,8 мм методом штамповки и сварки. В
некоторых моделях холодильников двери изготовлены из древесностружечной плиты
или ударопрочного полистирола.
Дверь холодильника состоит из наружной и внутренней панелей, теплоизоляции между ними и уплотнителя. Панели двери изготовляют из ударопрочного полистирола методом вакуум-формования. Толщина листа 2-3 мм. У большинства холодильников двери открываются слева направо. В всех современных холодильниках предусмотрена перенавеска двери, т.е. возможность открывания двери справа налево. У настенных холодильников дверь двухстворчатая.
Дверь холодильника должна плотно прилегать к дверному проему, иначе теплый воздух будет проникать в камеру. Для обеспечения герметичности внутреннюю сторону двери по всему периметру окантовывают магнитным уплотнителем разного профиля. В холодильниках старых конструкций применялись резиновые уплотнители баллонного типа.
Двери в закрытом положении удерживаются с помощью механических (чаще куркового типа) или магнитных затворов. Последние наиболее распространены. При их наличии ручку двери можно расположить на разной высоте, исходя из требований технической эстетики. Замена дверных петель специальными навесками, укрепляемыми сверху и снизу двери, уменьшает общие габариты холодильника при открывании двери, что важно при установке холодильников в углу помещений.
Теплоизоляция
Теплоизоляцию применяют для защиты холодильной камеры от проникновения тепла
окружающей среды и прокладывают по стенкам, верху и дну холодильного шкафа и
холодильной камеры, а также под внутренней панелью двери. От теплоизоляционных
материалов требуется, чтобы они обладали низким коэффициентом теплопроводности,
небольшой объемной массой, малой гигроскопичностью, влагостойкостью, были
огнестойкими, долговечными, дешевыми, биостойкими, не издавали запаха, а также
были механически прочными. Для теплоизоляции шкафа и двери холодильников
применяют штапельное стекловолокно МТ-35, МТХ-5, МТХ-8, минеральный войлок,
пенополистирол ПСВ и ПСВ-С и пенополиуретан ППУ-309М.
Минеральный войлок изготовляют из минеральной ваты путем обработки ее растворами синтетических смол. Исходным сырьем для получения минеральной ваты служат минеральные породы (доломит, доломитоглинистый мергель), а также металлургические шлаки.
Стеклянный войлок - разновидность искусственного минерального войлока. Он состоит из тонких (толщина 10-12 мк) коротких стеклянных нитей, связанных синтетическими смолами. Теплоизоляция из стеклянного войлока и супертонкого волокна биостойка, не имеет запаха, обладает водоотталкивающим свойством, удобно укладывается и поэтому часто применяется.
Пенополистирол - синтетический теплоизоляционный материал. Он представляет собой легкую твердую пористую газонаполненную пластмассу с равномерно распределенными замкнутыми порами. Теплоизоляцию из пенополистирола получают вспениванием жидкого полистирола непосредственно в простенках холодильной камеры и корпуса шкафа холодильника.
Пенополиуретан - пенопласты мелкопористой жесткой структуры, полученные путем
вспучивания полиуретановых смол с применением соответствующих катализаторов и
эмульгаторов. Для повышения теплозащитных свойств в качестве вспучивающего газа
применяют хладон-11 и др. Процесс пенообразования и затвердевания пены
происходит в течение 10-15 мин при температуре до 5 °С.
Пенополиуретан обладает малой объемной массой, низким коэффициентом
теплопроводности, влагостоек. Его можно вспенивать непосредственно в холодильном
шкафу. При этом он равномерно и без воздушных полостей заполняет все
пространство в простенках, хорошо склеивается со стенками, повышая прочность
шкафа.
В зависимости от качества теплоизоляционных материалов толщина изоляции в стенках шкафа холодильника может быть от 30 до 70 мм, в двери - от 35 до 50 мм. Замена теплоизоляции из стекловолокна изоляцией из пенополиуретана позволяет при одних и тех же габаритах корпуса увеличить объем холодильника на 25%.
Затворы и уплотнители дверей
Ранее в холодильниках применялись курковые и секторные затворы дверей. В
современных холодильниках применяются магнитные запоры.
Магнитные затворы представляют собой эластичную магнитную вставку, помещенную в уплотнительный профиль на внутренней панели двери. При закрывании двери она плотно притягивается к металлическому корпусу. Исходным сырьем для получения магнитных материалов служит феррит бария ВаО в смеси с каучуками или поливиниловыми и другими смолами, придающими ему гибкость. Изготовленные ленты эластичного магнита намагничивают в магнитном поле.
Притягивая уплотнитель к шкафу по всему периметру, магнитный затвор обеспечивает хорошее уплотнение и в то же время не требует усилий для открывания двери, которое необходимо проверять динамометром с погрешностью +1 Н. Динамометр прикрепляют к ручке на расстоянии, наиболее отдаленном от шарниров. Усилие при этом должно быть направлено перпендикулярно плоскости двери.
Для дверных уплотнителей в холодильниках с курковыми и секторными затворами применяют пищевую резину, с магнитными затворами - поливинилхлоридные и полихлорвиниловые уплотнители с магнитной вставкой и магнитные уплотнители с дополнительными удерживателями. В холодильниках с механическим затвором плотное закрывание двери достигается благодаря сжатию профиля резинового уплотнителя.
В холодильниках с магнитным затвором уплотнитель притягивается к шкафу силой притяжения магнита, при этом профиль уплотнителя растягивается. Уплотнитель имеет два баллона. Баллон прямоугольного сечения, в котором находится магнитная вставка, прижимается передней плоскостью к шкафу. Толщина стенки баллона существенно влияет на силу притяжения уплотнителя и не превышает 0,45 мм. Баллон "гармошка" служит для компенсации небольшого свободного хода двери. В свободном состоянии уплотнителя "гармошка" несколько сжата и при отходе двери растягивается, препятствуя отрыву уплотнителя от шкафа. Для эффективной работы профиль баллона "гармошка" имеет небольшое сопротивление растяжению, что обеспечивается тонкими стенками баллона, а также соответствующей конфигурацией его.
Магнитные вставки узлов уплотнения делают прямоугольного сечения. Их изготовляют из эластичных многокомпонентных ферритонаполненных композиций. Улучшить магнитные, физико-химические и термомеханические свойства, а также технико-экономические показатели магнитных эластичных вставок стало возможным благодаря использованию новых полимерных композиций на основе сополимеров ЭВА.
Уплотнение двери следует проверять, не включая холодильник в сеть. Бумажная полоска шириной 50 мм и толщиной 0,08 мм, заложенная между уплотнителем двери и закрываемой поверхностью шкафа, ни в одном месте не должна свободно перемещаться.
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.
23 ноября 2005 г.Холодильник представляет из себя довольно надежный агрегат. Если холодильник не имел производственных дефектов, или Вы сумели выявить их и устранить в течении гарантийного срока, он будет работать без ремонта не менее пяти - семи лет, а отдельные экземпляры при надлежащем уходе могут продержаться и значительно дольше (см. ). Для того, чтобы отремонтировать холодильник самому, нужно представлять его устройство:
Теперь, когда мы ознакомились с устройством холодильника, предлагаем следующую последовательность действий:
- Попытаться определить неисправность. подавляющем большинстве случаев это несложно следуя инструкции по диагностике неисправностей.
- Если возможно, отремонтировать самостоятельно Человек знакомый устройством холодильника и обладающий минимальным набором инструментов в состоянии устранить большинство неисправностей не связанные с разгерметизацией системы.
- Если самостоятельный ремонт невозможен - выбрать фирму, определиться со стоимостью ремонта и вызвать мастера.
- По окончании ремонта придерживаться рекомендаций по эксплуатации холодильника.
2. Диагностика неисправностей холодильника.
Последовательность действий по выявлению вышедшей из строя детали и рекомендации по ремонту. Для компрессорных холодильников без системы No Frost.
- Проверьте напряжение в розетке, оно должно быть в диапазоне
200-240 Вольт, если это не так, холодильник работать не обязан
(хотя, некоторое время может и проработать, особенно старые модели.)
Все ремонтные работы надо проводить с отключенным от сети и размороженным холодильником!
- Холодильник не включается.
а) Проверьте, горит ли лампочка внутри холодильника, если раньше горела, а теперь не горит - неисправность в сетевом шнуре или электрической вилке (это довольно распространенная неисправность и не обязательно вызывать мастера по ремонту холодильников чтобы её устранить).
б) Если лампочка загорается первым делом надо проверить терморегулятор:
Находим два провода подходящих к терморегулятору, снимаем с клемм и соединяем между собой. Если
холодильник после этого заработает - меняем терморегулятор и ремонт закончен.в) Если терморегулятор исправен. Аналогичным образом проверяем кнопку размораживания холодильника.
г) Для дальнейшей диагностики понадобится омметр. Отсоединяем и позваниваем пусковое и защитное реле (они могут быть собраны в одном корпусе), если находим обрыв - заменяем дефектную деталь.
д) Остался электродвигатель мотор-компрессора, заменить его без участия специалиста затруднительно, но раз уж мы до него добрались стоит узнать в чем конкретно заключается неисправность. Дефектов у этого агрегата может быть три:
Обрыв обмотки;
- межвитковое замыкание обмотки;
- замыкание на корпус мотор-компресора;Как их выявлять в общем понятно: все три контакта электродвигателя должны звониться между собой и не звониться с корпусом. Если сопротивление между любыми двумя контактами меньше 20 Ом -это может говорить о межвитковом замыкании.
е) Если Вы аккуратно проделали предыдущие пункты и не нашли неисправности - это скорее всего говорит об окислении контактов в одном из соединений электросхемы холодильника. Внимательно осмотрите и зачистите все контактные группы которые Вы разбирали, восстановите схему холодильника в обратном порядке - холодильник должен заработать.
- Холодильник запускается, но через несколько секунд выключается.
а) Дефект биметаллической пластины 11.1 защитного реле: определяем неисправность и заменяем деталь.
б) Дефект катушки (или иного датчика силы тока) 12.1 пускового реле: определяем неисправность и заменяем деталь.
в) Обрыв пусковой обмотки электродвигателя 1.2: определяем неисправность и вызываем мастера по ремонту холодильников для замены мотор-компрессора. - Холодильник работает, но не морозит.
а) Утечка фреона: Определяется следующим образом - если компрессор работает и количество фреона в норме, конденсатор должен нагреваться, потрогайте его рукой (осторожно, он может нагреваться до 70 градусов), если после продолжительной работы двигателя он остается холодным, значит имеет место разгерметизация системы. Отключаем холодильник от сети и вызываем мастера.
б) Нарушение регулировки терморегулятора. Прибор можно временно заменить на заведомо исправный, если холодильник заработает в нормальном режиме - отдать неисправный терморегулятор на регулировку.
в) - Холодильник слабо морозит
а) Нарушение регулировки терморегулятора. Прибор можно временно заменить на заведомо исправный, если холодильник заработает в нормальном режиме - отдать неисправный терморегулятор на регулировку.
б) Потеряла форму и эластичность резина уплотнителя дверцы холодильника. Если дверца закрывается негерметично, в холодильник будет попадать теплый воздух, температурный режим выдерживаться не будет и мотор-компрессор будет работать с повышенной нагрузкой. Внимательно осмотрите уплотнитель, дефектный - замените. (см. также следующий пункт)
в) Дверцу холодильника повело. Регулировка геометрии дверцы осуществляется изменением натяжения двух диагональных тяг, находящихся под панелью дверцы. Подробнее о том, как отрегулировать дверцу см устранение щелей дверец холодильников
г) Снижение производительности мотор-компрессора. Это трудно диагностируемая неисправность, вызываем мастера - Холодильник сильно морозит
а) Если холодильник время от времени отключается, но температура в нем слишком низкая - немного поверните ручку терморегулятора против часовой стрелки, если это не помогает - см.
б) Забыта в нажатом положении кнопка быстрой заморозки - выключите её.
3. Советы по эксплуатации холодильника
Многие неисправности приводящие впоследствии к дорогостоящему
ремонту холодильника возникают в результате неправильной эксплуатации агрегата.
Здесь мы приведем некоторые простые советы:
а) Если холодильник по каким либо причинам был выключен, подождите пять минут прежде чем снова его включать. Этот процесс можно автоматизировать см
б) Если холодильник был разморожен, не загружайте его продуктами прежде чем он не отработает пустым один цикл и не отключится.
в) Не устанавливайте указатель терморегулятора дальше середины шкалы, значительного выигрыша по температуре это не даст, а двигатель будет работать в напряженном режиме.
г) На некоторых холодильниках в глубине холодильной камеры (на задней стенке) расположен "плачущий испаритель". Не прислоняйте к нему продукты и не забывайте прочищать расположенный под ним сток для воды.
д) При размораживании холодильника недопустимо отковыривать лед используя твердые предметы, размораживайте только теплой водой.
е) На некоторых холодильниках есть кнопка "быстрой заморозки" (обычно желтого цвета) эта кнопка замыкает контакты терморегулятора и двигатель работает не отключаясь. Не забывайте эту кнопку в нажатом состоянии.
ж) Не храните в холодильнике растительное масло, маслу это не требуется, а резина уплотнителя дверцы холодильника теряет эластичность.
з) Не ставьте холодильник около отопительных приборов.
Всего хорошего, пишите to © 2005
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.
