Принцип работы холодильника: устройство и схема

Из каких частей состоит холодильный агрегат?

Все знают, что холодильный шкаф сохраняет холод, охлаждает и замораживает продукты, предотвращая их быструю порчу. При этом немногие могут ясно представить себе, откуда появляется холод внутри камеры, как его вырабатывает агрегат рефрижератора, почему холодильник иногда выключается. На самом деле охлажденный воздух ниоткуда не появляется сам — снижение его температуры происходит прямо в камере во время работы холодильного агрегата (рис.1). Подробнее — в статье как осуществляется регулировка температуры в холодильнике.

Рис. 1.  1 — испаритель, 2 — конденсатор, 3 — фильтр-осушитель, 4 — капилляр, 5 — компрессор

Рабочий агрегат холодильника состоит из 4 частей:

  • компрессор;
  • конденсатор;
  • испаритель;
  • хладагент.

Настоящее сердце всей системы — компрессор. Он обеспечивает циркуляцию хладагента по множеству тонких трубок, часть из которых можно увидеть на задней внешней стенке холодильного шкафа. Другая часть скрыта под панелью внутри камеры в современных моделях, но в старых рефрижераторах они образуют стенки морозильного отделения либо просто закреплены на потолке камеры. Во время работы компрессор сильно нагревается, как любой двигатель, и должен время от времени отдыхать. Чтобы он не вышел из строя от перегрева, внутри находится реле, которое при достижении определенной температуры двигателя размыкает электрическую цепь. В этот момент компрессор выключается.

Трубочки на внешней стенке холодильника — это конденсатор. Назначение его в том, чтобы отдать тепло в окружающее пространство. Компрессор, перекачивая хладагент, загоняет его в конденсатор под давлением. В результате газообразное вещество (фреон, изобутан) переходит в жидкое состояние и довольно сильно нагревается. Вот эти излишки тепла и должны рассеяться во внешнюю среду, чтобы хладагент сам охладился до комнатной температуры.

Зная о том, как должен работать холодильник, рачительные хозяева постараются обеспечить своему помощнику наилучшие условия для легкого охлаждения компрессора и конденсатора. Это поможет ему прослужить дольше.

Для того, чтобы получить холод в камере, существует другая часть системы трубок, куда сжиженный газ попадает потом. Ее называют испарителем. От конденсатора она отделена фильтром-осушителем и капилляром — очень тонкой трубочкой, которая не пропускает сразу весь сжиженный хладагент, а заставляет компрессор с усилием проталкивать его в испаритель. Попадая туда, небольшие количества фреона моментально вскипают и расширяются, снова переходя в газообразное состояние. Во время этого процесса происходит поглощение большого количества тепла. Трубочки внутри камеры охлаждаются сами и охлаждают воздух в холодильнике. Потом хладагент возвращается в компрессор, и весь цикл начинается сначала.

Чтобы продукты в камере не превратились в лед, внутри нее установлен терморегулятор. Шкала с делениями позволяет установить желаемый уровень охлаждения, и как только нужные показатели будут достигнуты, холодильник отключается.

Как охлаждает холодильник на пропане

Пропановый холодильник имеет горелку, которая в свою очередь нагревает генератор. Как только генератор достигает нужной температуры, он приводит смесь аммиака и воды к кипению. Нагретая жидкость проходит через трубки в блок сепаратора. Так как аммиак и вода имеют разный вес, они легко отделяются и аммиак, охлаждаясь с помощью конденсатора, преобразуется в жидкую форму. Вода остается, чтобы процесс продолжался. Как только аммиак переходит в жидкое состояние, то при смешении со сжатым водородом, сильно охлаждает его.

Пропановые холодильники имеют способность функционировать без электричества. Единственным требованием данного вида холодильного оборудования для работы на аммиачно-водяной смеси — постоянный источник нагрева.

ТРВ (терморегулируемый расширительные вентиль)

ТРВ (терморегулируемый расширительные вентиль) предназначен для создания требуемой разности давлений между испарителем и конденсатором, необходимой для осуществления цикла теплопередачи. Он позволяет максимально заполнить внутреннее пространство испарителя нагретым хладагентом. В большинстве холодильников ТРВ заменяет капилляр (тонкая металлическая трубка небольшого диаметра).

По мере того как снижается тепловая нагрузка на испаритель, изменяется степень пропускного сечения ТРВ. При снижении температуры в камере, автоматически снижается количество циркулирующего хладагента. Капилляр, функционируя не способен изменять свое сечение, но в свою очередь, дросселирует определенный объем хладагента.

Важную роль в работе холодильника играет степень чистоты хладагента. Наличие в его составе примесей или воды способно привести к повреждению компрессора либо засорению капилляра. Вода в хладагент может проникнуть во время заправки холодильника или попасть через неплотности в поверхности компрессора

Очень важно во время заправки вакуумировать контур и соблюдать герметичность. Практически в каждом холодильнике устанавливается перед капилляром фильтр-осушитель, для защиты хладагента от попадания влаги

К образованию примесей может привести коррозия внутренней поверхности стенок трубопроводов.

Некоторые конструкции холодильников предусматривают также и наличие теплообменника, предназначенного для регулирования температуры на выходе из испарителя и из конденсатора. Результатом его работы является то, что к дросселю подается уже остывший хладагент, способный в испарителе охладиться еще сильнее. В свою очередь, хладагент, поступая из испарителя, нагревается перед поступлением в конденсатор и компрессор. Использование теплообменника способствует увеличению производительности холодильника и предотвращает проникновение хладагента в жидком состоянии в компрессор.

Устройство холодильника и принцип работы

В этом разделе мы подробно опишем устройство холодильника. Из каких рабочих элементов он состоит и для чего они предназначены.

Компрессор

Это оснащенный специальным механизмом электродвигатель, сжимающий фреон. В компрессоре давление хладагента увеличивается настолько, что он переходит из газообразного состояния в жидкое. При этом его температура существенно повышается.

В зависимости от модели в холодильнике может быть один или два компрессора. В холодильных установках используют следующие виды компрессоров:

  • Роторные;
  • Осевые;
  • Центробежные;
  • Винтовые;
  • Поршневые.

Конденсатор (внешний радиатор)

Конденсатор представляет собой трубку диаметром до 5 мм. По ней проходит жидкий нагретый фреон и охлаждается. В холодильниках большого размера и производительности конденсатор выполнен в виде радиатора.

Испаритель

Попадая в испаритель фреон получает возможность расшириться. При этом его давление падает и хладагент закипает. В процессе испарения его температура существенно снижается. Проходя по испарителю охлажденный фреон отбирает тепло у холодильной камеры.

В разных моделях холодильников может быть от одного до пяти испарителей. Это зависит от количества камер, компрессоров, условий работы и мощности холодильной установки.

Капиллярная трубка

Капиллярная трубка (гидравлический дроссель) устанавливается между конденсатором и испарителем. За счет изменения сечения магистрали она снижает давление фреон. За счет этого он лучше закипает в испарителе.

Фильтр-осушитель

Устанавливается между конденсатором и капиллярной трубкой. Предназначен для предотвращения засорения последней твердыми частицами. По конструкции представляет металлический патрон с двумя молекулярными сетками, между которыми заполнен цеолитом (пермутитом).

Терморегулирующий вентиль (ТРВ, докипатель)

Устройство, предназначенное для предотвращения попадания жидкого фреона в компрессор. если не весь хладагент закипел в испарителе, он докипает в ТРВ. Терморегулирующий вентиль устанавливается между испарителем и компрессором.

Терморегулятор

Терморегулятор служит для запуска цикла охлаждения. Пока температура в камерах находится в пределах нормы, компрессор не работает и фреон не циркулирует по системе. Как только отсеки нагреваются, терморегулятор сигнализирует об этом и холодильник начинает охлаждать камеры.

Основные узлы: перечень, описание

Магнитный пускатель рис. Если магистральные трубопроводы и общие коллекторы располагаются выше компрессоров верхняя разводка , то присоединять всасывающие и нагнетательные трубы от компрессоров к магистральным трубопроводам следует не снизу, а сверху, как показано на рисунке. При этом загорается зеленая лампа 3JI через размыкающий нормально-замкнутый контакт 1Р-3, сигнализирующая о наличии напряжения в цепях управления холодильной установкой. Принципиальные схемы обоих способов охлаждения представлены на рис.
За маслоотделителем к магистрали присоединяют оттаивательный трубопровод 7 подачи пара с нагнетательной стороны в охлаждающие приборы непосредственного охлаждения для плавления инея удаления снеговой шубы с их поверхности.
Генератор В холодильной установке применен генератор Г22 постоянного тока, параллельного возбуждения, номинальной мощности вт. Действительный коэффициент преобразования энергии из-за несовершенства работы компрессора и наличия трения в механизме машины ниже теоретического на
Рекламные предложения на основе ваших интересов: Рис. После этого фреон, в своем новом состоянии, под давлением попадает через узкое отверстие во внутреннюю систему испарителя, где вновь переходит в свое первоначальное жидкое состояние.
В этом случае перед вскрытием неисправного регулирующего вентиля необходимо закрыть запорный вентиль и отсосать хладагент из всего трубопровода.
Этиленовый пар сжимается в компрессорах 6 и 7; между ними производится промежуточное охлаждение пара в теплообменнике 8 пропаном, кипящим при t Нормальное давление пружины на щетки должно быть в пределах — Г проверяется пружинным.
Компрессор оснащён картерным нагревателем 21 и двумя запорными вентилями Контакт оперативного термореле Т0 замыкается, обмотка реле 2Р, получив питание, замыкает как описано ранее свой контакт 2Р-1 и включает катушку пускателя ПМ, которая контактами ПМ снова включает электродвигатель ДВ.
Самостоятельно подключаем термостат, прозваниваем обмотки, подключаем пусковое реле.

https://youtube.com/watch?v=mprIb5f_qwI

ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА

В данной схеме применен промежуточный сосуд 4 со змеевиком для охлаждения жидкого хладагента.
Если охладитель жидкости не используется, то жидкий хладагент может быть направлен по обводной линии мимо него.
Замыкание контактов главной цепи обеспечивается пружинами.
Якорь генератора вращается в двух шариковых подшипниках полузакрытого типа, установленных в передней со стороны привода и задней крышках. При стабилизации тока возвратная пружина приводит стержень в исходное положение и контакт замыкает электрическую цепь.
Он предназначен для выполнения различных функций. Затем, пакетный переключатель переводится в первое положение ПП В результате обмотка двигателя подключается. Это выполняют в связи с тем, что одновременно могут работать не все компрессоры и в трубопроводах, относящихся к неработающим компрессорам, при присоединении труб снизу возможно скопление жидкого агента или масла, что может вызвать гидравлический удар при пуске компрессора.

Добавление комментария

Вскрытие и регулировка реле-регулятора могут производиться только подготовленными рабочими в специальной мастерской, располагающей необходимыми измерительными приборами. Для того чтобы обеспечить надежный сток жидкости, на аммиачных установках линейный ресивер устанавливается ниже конденсатора, а паровые пространства конденсатора и ресивера соединяются уравнительной линией 2, благодаря чему в обоих аппаратах давление выравнивается и жидкость под действием силы тяжести стекает из конденсатора. После остывания электродвигателя и биметаллической пластины контакты вновь замыкаются, и на схему подается питающее напряжение. Обмотка реле 1Р обесточивается и своими контактами 1Р-1 и 1Р-2 останавливает фреоновый компрессор. Иными словами, при фиксированном давлении всасывания каждому сечению по длине цилиндра соответствует определенное значение внутреннего давления сжатия.

Возврат в нормальное положение может быть ускорен нажатием кнопки. После этого необходимо вновь включить автоматические выключатели, а при необходимости пуска холодильно-нагревательной установки вновь нажать кнопку 1КУ 2КУ. Двигатель подвешен на специальный демпфер внутри корпуса компрессора. В случае применения автоматических регуляторов подачи хладагента в испарительную систему коллектор 7 становится распределительным.

Обратное включение его произойдет тогда, когда разность давлений снизится до значения, на которое отрегулировано реле давления. Между компрессором ступени низкого давления и промежуточным сосудом целесообразно предусматривать маслоотделитель 3, так как это не только освобождает промежуточный сосуд от несвойственных ему функций маслоотделения, но и предохраняет поверхность змеевика от замасливания и тем самым от ухудшения теплообмена через нее. Позволяет запускать электродвигатель.
Схема холодильной установки

Особенности холодильников Атлант

Оборудование Атлант собирается в Минске на одноименном заводе. Предприятие является советским первопроходцем по выпуску двухкамерного оборудования и внедрения пенополиуретановой теплоизоляции корпуса. Белорусская продукция поставляется в европейские страны и Китай.

Холодильники пользуются спросом и среди отечественных потребителей благодаря ряду преимуществ:

  • конкурентоспособной стоимости – цена на агрегаты несколько ниже товаров европейских брендов;
  • экономичности энергопотребления;
  • практичности и удобству пользования – предусмотрен вместительный холодильный отсек, полка для бутылок, вкладыш для яиц;
  • возможности самостоятельно перевесить дверцу;
  • наличию информационного дисплея с отображением температуры в морзильной/холодильной камере.

Дополнительный плюс – развитая сеть сервисцентров по обслуживанию техники Атлант. Гарантия на оборудование – 3 года.

В ассортименте компании 8 серий холодильников разной комплектации: одно- и двухкамерные, с системой охлаждения Fresh или No Frost, с механическим или электронным управления. Общая численность моделей – порядка 100

Концепция дизайна – строгий стиль с преобладанием прямых, лаконичных линий. Некоторым пользователям не хватает ультрамодных моделей с обтекаемым «фасадом». К недостаткам можно отнести отсутствие защиты от детей и зоны суперохлождения.

На всех моделях Атлант установлены терморегуляторы для выбора режима охлаждения, и колесики для удобного перемещения холодильника

Если говорить о поломках Атланта, то чаще всего в сервисный центр пользователи обращаются из-за отказа механического термостата, засора капиллярной трубки и неисправности электронного блока.

В старых модификациях испаритель морозильной камеры размещен открыто, поэтому его часто деформировали при эксплуатации. Царапина становилась причиной утечки хладагента. Производитель учел этот недостаток и в новых холодильниках испаритель защищен пластиком.

О неисправности холодильного шкафа сигнализирует красный световой индикатор вверху корпуса

Лампочка «Внимание!» загорается и в случаях, если прибор включен впервые или после разморозки, а также при отсутствии продуктов в морозильном отделении однокомпрессорного прибора

Неисправность компрессора: признаки

Довольно часто поломки холодильного оборудования происходят по причине неисправности компрессора. Чаще всего распознать эту проблему можно по следующим признакам:

  • на стенках холодильника намерзают заметные глыбы льда (часто такое случается при отсутствии системы No Frost);
  • при работе компрессора слышится громкий звук, но холодильник не морозит;
  • при включении холодильника наблюдается сильная вибрация;
  • компрессор не отключается;
  • холодильник перемораживает продукты.

Система No Frost

Для того, чтобы разобраться с проблемой, необходимо рассмотреть признаки поломки подробнее.

Таблица 2. Признаки поломки компрессора

Поломка Причины
Компрессор функционирует, но не морозит Причиной проблемы часто является утечка холодильного агента из-за неправильной перевозки агрегата. Кроме того, это происходит в случае неисправности ТЭНа.
Компрессор не перестает работать Такая проблема возникает по следующим причинам:утечка холодильного агента;
разгерметизация капиллярного трубопровода, из-за чего в системе произошел засор;
резинка-уплотнитель рассохлась, повысилась температура внутри агрегата, из-за чего мотор начинает работать без остановки.
Если в холодильнике имеется компрессор инверторного типа, то после набора нужной температуры, он все равно функционирует, но только минимальных оборотах.
Компрессор гудит, но не функционирует

Посторонний шум при работе компрессора часто возникает при наличии болтов, которые необходимо демонтировать после транспортировки. Тем не менее, это касается только новых устройств.
Существуют и другие причины неисправности:деформация патрубка;
поломка терморегулятора.

Компрессор холодильника включается, а затем сразу отключается Выделяют следующие причины неисправностей:поломка пускового реле, которое отвечает за запуск мотора;
обрыв внутренней намотки;
обмотка пускового реле оборвалась и компрессор перегревается.

Ротационные компрессоры

Используется система, состоящая из двух роторов ведущего и ведомого. Вращаясь навстречу друг другу, и соприкасаясь по всей длине, создаётся давление газа.

Устройство выполнено так, что между роторами и корпусом нет зазоров, порции газа, образованные заборными камерами расходятся в разные стороны и легко захватываются двумя валами.

Хладагент, попадая в камеры при уменьшении их объёма, сжимается, а после перенаправляется, через специальное отверстие малого диаметра, в конденсатор. Особенность в том, что один из роторов принимает на себя большую часть порции, в соотношении 4 к 6.

Преимуществом такого исполнения является высокий КПД, а из-за того, что скорость вращения роторов не зависит от давления, обеспечивается устойчивое состояние. Вибрация и шум практически отсутствуют. Так как роторы соприкасаются без зазоров, а между ними находится масло, то трение отсутствует и высокая скорость вращения не нужна.

Это приводит к низкому значению потребления мощности. Масло, за счёт поверхностного натяжения, образовывает пробку между рабочими частями и корпусом, что приводит к повышению давления.

Использование двух роторов на одном валу оправдывается повышением надёжности и эффективности. Оставаясь неизменным по принципу работы, сама конструкция может иметь различные вариации. Расположение на роторе дополнительно двух пластин привело к возможности получить большее давление, но привело к увеличению трения и усложнению конструкции.

В некоторых моделях используется качающийся ротор. Это вызвано тем, что в последнее время стал применяться новый тип хладагента. Ранее, охлаждающий газ за счёт содержания в своём составе хлора, образовывал дополнительную защитную ферро-хлоридную плёнку. Эта плёнка не только уменьшала трение, но и снижала возможность появления коррозии.

Одновременно с этим применение новых хладагентов привело к потере давления, из-за потерь во время перетекания газа между ротором и цилиндром корпуса, а также цилиндром и торцом пластинки. Для уменьшения потерь на трении и перетекании, пластина с ротором выполняется одной деталью.

Устройство поршневого компрессора холодильника

Данный аппарат представляет собой электрический мотор, у которого вертикальный вал, конструкция размещается в герметизированном металлическом кожухе.

Внешний вид поршневого компрессора со снятым верхним кожухом

При включении питания пусковым реле мотор приводит в движение коленчатый вал, благодаря чему закрепленный на нем поршень начинает совершать возвратно-поступательное движение. В результате этого происходит откачка паров фреона из испарительного радиатора (А на рис. 1) и нагнетание хладагента в конденсатор. Данному процессу способствует система клапанов, открывающаяся и закрывающаяся при смене давления. Основные элементы поршневой конструкции представлены ниже.

Конструкция поршневого компрессора в виде схемы

Обозначения:

  1. Нижняя часть металлического кожуха.
  2. Крепление статора электромотора.
  3. Статор двигателя.
  4. Корпус внутреннего электромотора.
  5. Крепеж цилиндра.
  6. Крышка цилиндра.
  7. Плита крепления клапана.
  8. Корпус цилиндра.
  9. Поршневой элемент.
  10. Вал с кривошипной шейкой.
  11. Кулиса.
  12. Ползунок кулисного механизма.
  13. Завитая в спираль медная трубка для нагнетания хладагента.
  14. Верхняя часть герметичного кожуха.
  15. Вал.
  16. Крепление подвески.
  17. Пружина.
  18. Кронштейн подвески.
  19. Подшипники, установленные на вал.
  20. Якорь электродвигателя.

В зависимости от конструкции поршневой системы данные устройства делятся на два типа:

  1. Кривошипно-шатунные. Используются для охлаждения камер большого объема, поскольку выдерживают значительную нагрузку.
  2. Кривошипно-кулисные. Применяются в двухкамерных холодильниках, где практикуется совместная работа двух установок (для морозильника и основной емкости).

В более поздних моделях поршень приводится в действие не электродвигателем, а катушкой. Такой вариант реализации более надежен, за счет отсутствия механической передачи, и экономичен, поскольку потребляет меньше электроэнергии.

Холодильники с системой No Frost

В дословном переводе название системы означает: “без инея”. Это достигается с помощью встроенного вентилятора, который передаёт холод от единственного испарителя, размещённого в морозилке. Сначала холодный воздух распространяется внутри морозильной камеры, а затем через отверстия переходит в холодильный отсек.

За счёт циркуляции воздуха достигается равномерное распределение температуры в камерах. Для удаления наледи используется электронагреватель, находящийся под испарителем, который включается по сигналу таймера несколько раз в сутки. Образующаяся вода выводится наружу. В остальном устройство и принцип работы те же, что у обычных моделей.

Виды автомобильных холодильников

На сегодняшний день существует всего три вида холодильников для автомобиля: компрессорный, абсорбционный и термоэлектрический. Каждый из них имеет ряд преимуществ перед конкурентами. Перед тем, как перейти к обзору плюсов и минусов, предлагаем ознакомиться с принципами действия каждого из них.

Компрессорный автохолодильник

Принцип действия компрессорного холодильника довольно стандартный. Тот же, что используется и в обычно бытовой холодильной технике. Охлаждение достигается за счет испарения хладагента в испарителе. За счет этого охлаждаются стенки устройства и находящаяся в нем пища. Для постоянного поддержания температуры в холодильнике этого типа используется компрессор. Он позволяет перегонять хладагент из жидкого состояния в газ и обратно.

Абсорбционный (газовый) холодильник

В автомобильном холодильнике абсорбционного типа охлаждение достигается за счет поглощения хладагента водой. Состоит устройство из следующих элементов:

  1. Теплообменника. Он отвечает за то, чтобы абсорбционная смесь охлаждалась до необходимого уровня.
  2. Сам контейнер, в котором и содержится абсорбция.
  3. Дефлегматор — аппарат, в котором достигается конденсация вещества.
  4. Испаритель.

В холодильнике абсорбционного типа охлаждение происходит следующим образом: смесь очищенной воды (абсорбента) и аммиака (хладагента) нагревается, выделяя последнее вещество, которое в свою очередь поступает в дефлегматор, а затем через капиллярную трубку поступает в испаритель. Далее аммиак охлаждается, что и приводит к понижению температуры внутри камеры холодильника.

Термоэлектрический холодильник

В основе действия термоэлектрического холодильника лежит эффект Пельтье — перехода энергии от одного проводника к другому за счет прохождения электрического тока через место спайки двух разнородных элементов. Под действием тока электрическая энергия переходит в тепловую, нагревая одну часть элемента. В то же время другой его конец охлаждается.

Устройство термоэлектрического холодильника состоит из:

  1. Охладителя.
  2. Полупроводника.
  3. Теплообменного устройства.
  4. Термоэлектрических модулей.

Охлаждение в устройстве такого типа происходит следующим образом: внутренний корпус, выполненный из алюминия поглощает тепло находящейся в ней пищи. В это же время тепломодуль, который расположен под панелью, направляет тепловую энергию в стабилизатор. Благодаря тому, что емкость, в которой находятся продукты питания, выполнен с применением металлического покрытия, холод не рассеивается, а сохраняется внутри устройства.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector