Как работает холодильник: принципы, циклы, режимы. Из чего состоит холодильник

Для герметизации изделия используется паста с высоким содержанием хлорвиниловой смолы. Поверхности грунтуются и покрываются высококачественной эмалью из распылителя. Для изготовления внутренних металлических отсеков используется так называемый метод сверления, в то время как пластиковые шкафы производятся методом вакуумной формовки.

Как устроен и работает бытовой холодильник

Чтобы не растеряться при поломке кухонного оборудования, современной хозяйке необходимо понимать, как работают холодильник, микроволновая печь, кухонные и другие помощники. Назначение холодильника — сохранять свежесть продуктов, и его работа должна быть бесперебойной, поскольку может не быть возможности немедленно вызвать техника для ремонта. Понимание того, как работает ваш бытовой холодильник, поможет вам сэкономить время и деньги, а некоторые неисправности можно устранить самостоятельно.

Всем известно, что морозильные камеры сохраняют продукты холодными, охлажденными и замороженными и не дают им быстро испортиться. Однако мало кто имеет четкое представление о том, откуда берется холодный воздух внутри холодильника, как холодильный агрегат производит холодный воздух и почему холодильники иногда отключаются. На самом деле, охлажденный воздух не появляется из ниоткуда. Снижение его температуры происходит непосредственно в камере во время работы холодильного агрегата (рис. 1). Для получения дополнительной информации см. статью о том, как регулировать температуру в холодильнике.

Рис. 1.1 — Испаритель, 2 — Конденсатор, 3 — Фильтр-осушитель, 4 — Капиллярная трубка, 5 — Компрессор

Рабочая панель холодильника состоит из четырех частей.

Компрессор — это сердце системы. Хладагент циркулирует по нескольким узким трубкам, некоторые из которых видны на задней наружной стенке холодильника. Другая часть скрыта под панелью внутри квартиры в современных моделях, в то время как в старых холодильниках она образует стенку морозильного отделения или просто установлена на крыше отделения. Во время работы компрессор, как и любой двигатель, сильно нагревается и время от времени нуждается в отдыхе. Для предотвращения повреждения от перегрева имеется внутреннее реле, которое размыкает электрическую цепь, когда двигатель достигает определенной температуры. В этот момент компрессор отключается.

Трубки на внешней стенке холодильника — это конденсаторы. Его назначение — отводить тепло в окружающую среду. Компрессор нагнетает хладагент и под давлением выталкивает его в конденсатор. В результате газообразный материал (фреон, изобутан) сжижается и очень интенсивно нагревается. Это избыточное тепло должно быть рассеяно во внешней среде, чтобы сам хладагент охладился до комнатной температуры.

В инструкциях по эксплуатации холодильников обычно указывается, что они должны располагаться вдали от отопительных приборов.

Зная, как работает холодильник, думающий владелец старается обеспечить прибору оптимальные условия, чтобы компрессор и конденсатор легко охлаждались. Это помогает ему прослужить дольше.

Существует еще одна часть системы труб, в которую поступает сжиженный газ, чтобы охладиться в камере. Это называется испарителем. Он отделяется от конденсатора с помощью фильтра-осушителя и капиллярных трубок. Это заставляет компрессор проталкивать сжиженный хладагент в испаритель, хотя весь сжиженный хладагент не может пройти через него одновременно. Как только они оказываются там, небольшое количество фреона закипает, быстро расширяется и снова движется вместе с газом. Во время этого процесса поглощается большое количество тепла. Трубы в камере сами по себе охлаждают воздух в холодильнике. Затем хладагент возвращается в компрессор, и весь круг начинается сначала.

Однокамерный и двухкамерный холодильник

Холодильные агрегаты во всех моделях современных холодильников устроены по одним и тем же принципам. Однако существуют различия в работе различных модификаций. Она заключается в характеристиках потока хладагента в холодильниках с одной или двумя камерами.

Охладитель камеры работает в соответствии с вышеупомянутой геометрией. Независимо от того, находится ли испаритель непосредственно внутри камеры или нет, принцип работы одинаков, так как испаритель скрыт за стеной без подвеса и заморозки камеры. Однако если морозильная камера находится выше или ниже холодильной камеры, холодильнику требуется отдельный компрессор. Принцип работы морозильной камеры остается прежним.

Холодильная камера, температура которой не опускается ниже 0°C, начинает работать только после того, как морозильная камера достаточно охладится и будет выключена. В этот момент хладагент из холодильной системы начинает поступать в коллер морозильной камеры при температуре плюс и уже на этом уровне проходит цикл конденсации и испарения. Поэтому на вопрос о том, сколько времени должно пройти до активации холодильника, ответить невозможно. Все зависит от объема холодильника и регулировки термостата.

Что такое быстрая заморозка?

Эти слова используются для определения одной из двух функций замораживания квартир. В зависимости от модификаций, холодильник в этом режиме может работать более длительное время без необходимости отключения компрессора. Таким образом, можно быстро заморозить большое количество продуктов.

Когда включается режим быстрой заморозки, на столе конкретной камеры включается индикаторная лампочка, указывающая на то, что компрессор работает и холодильник функционирует. Помните, что автоматического отключения в этом случае не происходит, и срок службы устройства сокращается при длительной принудительной работе устройства.

Не включайте функцию быстрой заморозки более чем на 72 часа.

Ручная деактивация отключит адаптацию панели и выключит двигатель компрессора.

Современные модели холодильников отличаются исключительной гибкостью. Современные домохозяйки не знакомы с такими видами бытовой техники, как холодильники. Капельные системы охлаждения и фризеры для льда значительно облегчили жизнь, но основные принципы работы этих устройств остаются прежними.

В 1857 году австралиец Джеймс Харрисон начал использовать охлаждающие камеры в своей пивоварне и мясоперерабатывающей промышленности.

Однокамерный и двухкамерный холодильник

Несмотря на одинаковую конструкцию, существуют различия в принципах работы. Более старые двухкамерные модели имеют один испаритель в обеих камерах. Таким образом, во время размораживания лед удаляется механически, и если испаритель ударить, то весь холодильник разрушится.

Новый двухкамерный шкаф имеет две квартиры, каждая со своим испарителем. Две квартиры изолированы. Как правило, в них зона замораживания находится внизу, а зона охлаждения — вверху.

Поскольку холодильник имеет нулевые температурные зоны (читайте, какие бывают зоны свежей температуры в холодильнике), заморозка охлаждается в морозильном отделении на определенном уровне, а затем перемещается в верхнее отделение. При достижении нормального уровня срабатывает термостат, и пусковое реле выключает двигатель.

Наиболее популярны моторные устройства, но также популярны и два компрессора. Последний работает аналогичным образом, с отдельным компрессором для каждой камеры.

Однако температуру можно регулировать как индивидуально, так и в двух квартирах. Такие устройства («Минск» 126, 128 и 130) имеются в продаже и оснащены электромагнитными клапанами. В холодильнике прерывается подача фреона. Охлаждение основано на адаптации регулятора температуры.

Более сложные конструкции предусматривают установку специальных датчиков, которые измеряют внешнюю температуру и регулируют ее в отсеке.

Как долго работает компрессор

Точные показания не указаны в инструкции. Самое главное, мощность двигателя должна быть достаточной для нормальной заморозки продуктов. Общие факторы производительности включают. 15/(15+25) = 0,37, если устройство работает 15 минут и отдыхает 25 минут.

Если рассчитанное значение меньше 0,2, необходимо отрегулировать термостат. Значение выше 0,6 означает, что камера негерметична.

Абсорбционный холодильник

В этой конструкции рабочая жидкость (аммиак) испаряется. Хладагент циркулирует в системе за счет растворения аммиака в воде. Затем жидкость перемещается на расширение, а затем на отход, где она снова разделяется на воду и аммиак.

Этот тип холодильника редко используется в домашних условиях, так как в его основе лежат токсичные компоненты.

Алюминиевая пластина поглощает его из внутреннего отсека и передает кубической части, которая перенаправляет его на стабилизатор. Там, благодаря вентилятору, он помещается. Это начало портативных мини-холодильников и холодильников.

Как работает холодильник

Основной принцип работы каждого холодильника основан на двух функциях.

1. Вывод тепловой энергии из устройства в окружающее пространство.
2. Концентрация холода внутри корпуса прибора.

Он отводит тепло с помощью хладагента под названием фреон. Это эссан, фторид и хлор на основе газа. Фреон обладает уникальной способностью превращаться из газа во влагу. Переход от одной ситуации к другой осуществляется путем изменения давления.

Система охлаждения работает следующим образом. Компрессор всасывает фреон внутрь. Внутри устройства работает электродвигатель. Двигатель приводит в движение плунжер. Когда поршень движется, газ сжимается.

Принципиальная схема холодильника

Процесс сжатия газа состоит из двух этапов. На первом этапе набирается поршень. При движении плунжера открывается входной клапан. Фреон поступает в газовую камеру через открытый порт.

На втором этапе плунжер движется в противоположном направлении. Двигаясь назад, поршень сжимает газ. Сжатый фреон толкает тарелку выходного клапана. В камере внезапно повышается давление. По мере увеличения давления газ нагревается до 100 °C. Выходной клапан открывается, позволяя газу выйти.

Нагретый фреон поступает из камеры во внешний теплообменник (конденсатор). Проходя через конденсатор, фреон отдает тепло наружу. В конце конденсатора температура газа снижается до 55°C.

Знаете ли вы, что в первых холодильниках в качестве хладагента использовался диоксид серы? Эти устройства были очень опасны из-за риска утечек в системе.

В процессе теплообмена газ конденсируется. Фреон переходит из газообразного состояния в жидкое.

Из конденсатора жидкий фреон поступает в фильтр-осушитель. Здесь влага поглощается специальными абсорбирующими материалами. Газ фреона поступает из фильтра в капиллярную трубку.

Капиллярная трубка действует как своего рода пробка (блок). Давление газа падает на входе в трубу. Хладагент превращается в жидкость. Фреон вытекает из капилляра в испаритель. При снижении давления фреон испаряется. Вместе с давлением падает и температура газа. В момент поступления в испаритель температура фреона составляет -23°C.

Фреон проходит через теплообменник в более холодном помещении. Охлажденный газ отводит тепло изнутри трубок испарителя. Тепло отводится за счет охлаждения внутренней поверхности радиатора.

После испарителя фреон всасывается компрессором. Замкнутый круг повторяется.

Основные типы охлаждающих систем

По принципу действия различают следующие типы холодильников

В компрессионных установках хладагент перемещается за счет изменения давления в системе. Давление рабочей жидкости регулируется компрессором. Компрессорные системы охлаждения являются наиболее распространенным типом холодильных установок.

В системах всасывания хладагент движется по мере его нагрева системой отопления. В качестве рабочей смеси используется аммиак. Недостатки этой системы в том, что она очень опасна и сложна в обслуживании. Этот тип приборов снят с производства и является устаревшим.

Однако знаете ли вы, что первый холодильник был изготовлен американской компанией General Electric Company еще в 1911 году? Устройство было сделано из дерева. В качестве хладагента использовался диоксид серы.

Основной принцип работы термоэлектрических холодильников основан на поглощении тепла за счет взаимодействия двух проводников при утечке электричества. Этот принцип известен как эффект Пельтье. Преимуществами этого устройства являются высокая надежность и долговечность. Недостатком является высокая стоимость полупроводниковых систем.

Для впуска пара используется вода. Пусковая установка действует как двигательная установка. Рабочая жидкость поступает в испаритель. Здесь жидкость испаряется и образуется водяной пар. Температура воды быстро снижается при выделении тепла.

Для охлаждения продукта используется охлаждающая вода. Водяной пар отводится струями в конденсатор. В конденсаторе водяной пар охлаждается и превращается в конденсат, который возвращается в испаритель. Преимуществами этих систем являются простота конструкции, безопасность и экологичность. Недостатком пароструйных систем является то, что они потребляют большое количество воды и электроэнергии для своего нагрева.

Принцип работы абсорбционных холодильников

Работа абсорбционных систем основана на циркуляции и испарении жидкого хладагента. Хладагентом является аммиак. Абсорбент представляет собой раствор аммиака на водной основе.

Принципиальная схема абсорбционной установки

Водород и хромат натрия добавляются в систему охлаждения агрегата. Водород используется для регулирования давления в системе. Хромат натрия защищает внутренние стенки труб от коррозии.

Знаете ли вы, что в старых советских холодильниках в качестве хладагента использовался хлорсодержащий фреон R12? Его главный недостаток — разрушительное воздействие на озоновый слой Земли.

При подключении к электросети гидравлическая жидкость нагревается в котле генератора. Рабочая смесь представляет собой водный раствор аммиака. Раствор аммиака содержится в специальных резервуарах.

При нагревании хладагента аммиак испаряется. Пары аммиака поступают в конденсатор. Здесь аммиак концентрируется и превращается в жидкость.

Сжиженный аммиак поступает в испаритель. Отсюда жидкий аммиак смешивается с водородом. Разница давления между двумя веществами приводит к испарению аммиака. В процессе испарения выделяется тепло и аммиак охлаждается до -4°C. Вместе с аммиаком испаритель охлаждается.

Охлажденный испаритель поглощает тепло из окружающей среды. После испарения аммиак попадает на адсорбент. Адсорбент содержит чистую воду. Здесь аммиак смешивается с водой. Раствор аммиака поступает в резервуар. Раствор аммиака из бака поступает в кипящий генератор, и замкнутый цикл повторяется.

Вместо аммиака можно использовать водные растворы ацетона, бромистого лития или ацетилена.

Одним из преимуществ всасывающих агрегатов является их бесшумная работа.