Как работает холодильник: устройство и принцип работы основных типов холодильников

Устройство холодильников разных видов, принцип работы

Обычный бытовой холодильник является агрегатом со сложным устройством и принципом работы. За счет большого количества внутренних деталей он может часто выходить из строя, особенно при нарушении правил эксплуатации. Устройство холодильника полезно знать, чтобы своевременно выявить и устранить любого вида неполадки и серьезные поломки.

Общий принцип работы холодильника и его элементов

Старые и более новые модели холодильников работают по одному общему принципу, который делится на два основных рабочих процесса:

• Первый заключается в выведении тепла из холодильной установки во внешнюю среду.
• Второй — в концентрации холода во внутренней части агрегата.

Для вывода тепла используется хладагент, который является газообразным веществом и называется фреоном. Он изготавливается на основе фтора, хлора и этана. Он может быстро переходить из газообразного состояния в жидкое и обратно.

Принцип работы фреона в холодильнике: фреон нагнетается во внутреннюю часть холодильника компрессором, превращается в пар и запускает работу электромотора. Далее поршень начинает двигаться, сжимая газ и переводя его в жидкое состояние. Для перехода вещества из газа в жидкость (конденсация) затрачивается тепло. После этого цикл повторяется заново.

Электродвигатель (компрессор)

Электродвигатель является самой главной деталью холодильной установки. Он обеспечивает круговое перемещение фреона по трубкам холодильника. Электродвигатель состоит из компрессора и электромотора, который преобразует ток в механическую энергию.

Электрический мотор, в свою очередь, состоит из ротора и статора. Первая деталь имеет вид системы медных катушек, а вторая — небольшого стального вала, соединенного с двигателем и поршневой системой. Ротор запускается под воздействием центробежной силы, которая возникает из-за прохождения тока, вызывающего появление электромагнитной индукции.

Чем электродвигатель мощнее, тем больше холодильник потребляет электроэнергии. Как правило, он тратит до 10-15% всей электроэнергии в доме. При неплотном закрытии дверцы холод выходит наружу, увеличивая потребление электричества в несколько раз.

Конденсатор

Конденсатор представляет собой трубопровод змеевидной формы, диаметр которого не превышает 4-5 мм. Его главная функция состоит в отводе тепла из рабочей жидкости за пределы устройства, в окружающую среду. Расположен на внешней части задней стенки холодильника.

Чтобы не допустить поломку этой детали, не рекомендуется устанавливать холодильник вблизи батарей, печей и радиаторов, которые могут вызвать перегрев конденсатора и мотора.

Испаритель

Испаритель отвечает, соответственно, за испарение рабочей жидкости и охлаждение окружающего внутреннего пространства холодильника. Выглядит как система трубок небольшого диаметра. Как правило, расположен во внутренней, но иногда и на внешней части морозильной камеры.

Эта часть холодильника подвержена частым поломкам, например, разгерметизации, вызванной механическими повреждениями. В таком случае необходимо восстановить герметичность и снова заправить систему фреоном.

Капиллярная трубка

Главная функция капиллярной трубки состоит регуляции давления газа, используемого для снижения температуры в морозильной и основной камере холодильника.

Трубка имеет диаметр от 1.5 до 3 мм и располагается между конденсатором и испарителем. Отличается высокой степенью герметизации и изготавливается, как правило, из чистой меди.

Фильтр-осушитель

Фильтр-осушитель служит для очистки рабочего газа от посторонних примесей и влаги. Сама деталь часто имеет вид продолговатого бочонка (в двухкамерных холодильниках) или медной трубочки диаметром до 20 мм.

Находится между конденсатором и капиллярной трубкой, в которые впаяны концы фильтра. Сама трубка осушителя наполнена цеолитом — минеральным наполнителем с высокопористой структурой.

Механизм фильтра работает только в одностороннем порядке и не предназначен для работы в обратном режиме. При нарушении правил установки может выйти из строя вся система.

По обеим сторонам выходных трубок установлены специальные заграждающие сетки с ячейками диаметром до 2 мм. Основная возможная неполадка состоит в засорении фильтра, которое может вызвать негативные последствия для работы холодильника:

• повышение температуры в холодильном и основном отделении;
• холодильник перестает отключаться и работает в непрерывном режиме;
• механические деформации контура выходного отверстия фильтра;
• сильный нагрев начального колена конденсатора до комнатной температуры и выше.

Для предотвращения этих проблем нужно периодически открывать и очищать фильтр, поддерживая его в чистоте и обеспечивая бесперебойную работу.

Докипатель

Докипатель имеет вид небольшой металлической емкости, которая расположена между входом компрессора и испарителем. Его главное назначение — доведение фреона до состояния кипения и обеспечение его быстрого испарения. Кроме этого, он защищает двигатель и всю систему холодильника от попадания жидкости.

Основные виды охлаждающих систем

По принципу действия бытовые холодильники принято делить на несколько видов, в зависимости от холодильной системы, на основе которой они работают:

• компрессорная;
• абсорбционная;
• термоэлектрическая;
• пароэжекторная.

Холодильники на основе компрессорной системы работают за счет движения хладагента при изменении давления в основной и холодильной камерах. Давления регулируется при помощи компрессора.

Абсорбционная система функционирует благодаря хладагенту, который нагревается и испаряется при помощи абсорбции — впитывания хладагента специальным сорбентом.

В качестве рабочей смеси для таких холодильников используется аммиак. Из-за этого они считаются не совсем безопасными для дома и чаще эксплуатируются на предприятиях и в точках общепита.

Термоэлектрические холодильники работают на основе поглощения тепла во время взаимодействия двух проводников, через которые проходит электрический ток. Они более надежные, но стоят намного больше из-за высокой стоимости полупроводниковых систем.

В пароэжекторных системах используется вода, а в роли двигателя выступает эжектор. Жидкость попадает в испаритель и доводится до кипения, образуя водяной пар. Он выводится в конденсатор, превращаясь в конденсат, и снова поступает в испаритель. Такие установки просты в установке, безопасны и экологичны.

Устройство и принцип работы разных видов холодильников

Все холодильники имеют общий принцип работы, но, в зависимости от модели и используемой охлаждающей установки, особенности процесса поддержания низкой температуры в камере могут отличаться.

Однокамерные и двухкамерные холодильники

Однокамерные и двухкамерные холодильники работают примерно по тому же принципу. Главное отличие состоит в работе испарителей. Старые двухкамерные агрегаты оборудованы одним испарителем для обеих камер. В новых моделях есть испаритель в каждой камере, которые полностью изолированы друг от друга.

В двухкамерных устройствах нельзя механически убирать наледь, так как можно повредить испаритель и вывести из строя всю холодильную систему.

В однокамерных холодильниках испаритель размещен в верхней части рефрижератора, под которым располагается поддон. Его закрытие и открытие регулирует подачу холодного воздуха в основную холодильную камеру. Чтобы не допустить появление излишнего конденсата на стенках, в холодильнике предусмотрена капиллярная трубка.

В двухкамерных же холодильниках испарители выполняют роль разделительной перегородки теплоизоляции. В такой системе хладагент закачивается в испаритель через капиллярную трубку и передается во второй только в том случае, когда его температура падает ниже нуля. Когда второй испаритель тоже обмерзает, включается термореле, которое приостанавливает работу компрессора.

Компрессорные холодильники

Компрессорный холодильники работают на основе компрессорной системы. Это самый распространенный тип устройства холодильника. Они удобны в использовании и обслуживании, а также расходуют не так много электроэнергии.

Компрессорные холодильники, в основном, производят Atlant, Indesit и Stinol. Такие модели состоят из двух основных компонентов:

• компрессор — мотор, который может быть инверторным или линейным. При его запуске фреон перемещается по трубкам системы, обеспечивая равномерное охлаждение основной и морозильной камер;
• конденсатор — змеевидная система трубок, расположенная на задней внешней части корпуса холодильника, которая выводит в окружающую среду тепло, вырабатываемое компрессором;
• хладагент — изобутан или фреон, который перемещается по системе холодильника, охлаждая ее;
• вентиль для осуществления терморегуляции — поддерживает постоянное давление для равномерной циркуляции хладагента.

Таким образом, воздух в холодильнике охлаждается при помощи отвода тепла в окружающее пространство. Фреон попадает в испаритель, поглощает тепло и превращается в пар.

За счет этого приводится в действие компрессор, который сжимает фреон и создает определенное давление, необходимое для его передвижения по трубкам всей системы. При попадании в конденсатор, хладагент превращается в жидкость.

Далее хладагент выводится в фильтр-осушитель, очищается от влаги и проходит по трубкам капиллярной системы, снова попадая в испаритель. После этого компрессор снова начинает перегонку фреона и весь цикл повторяется заново. Когда температура достигнет нужной отметки, реле автоматически отключает двигатель.

Для поддержания нужной температуры, холодильники оборудованы терморегулятором. Компании LG, Samsung и Bosch оснащают свои агрегаты электронной панелью для регулировки температуры и автоматической настройки режимов.

Абсорбционные холодильники

Абсорбционные холодильники работают на основе циркуляции и испарения аммиака, который выступает в роли хладагента. В качестве абсорбента действует аммиачный раствор на воде.

Вместо аммиака в таких холодильниках также используют ацетоновый раствор, ацетилен и раствор бромистого лития. Абсорбционные холодильники считаются небезопасными, так как при разгерметизации возможно поражение опасными парами.

При включении холодильного агрегата в генераторе производится нагрев рабочей жидкости (аммиачного раствора). Когда температура достигает отметки кипения, аммиак начинает превращаться в пар, который выводится в конденсатор.

Далее аммиак превращается в жидкость и попадает в испаритель, где смешивается с водородом. Резонанс давления приводит к испарению сжиженного аммиака, при котором выделяется тепло.

Аммиачный пар передается в адсорбер с очищенной водой. Полученный раствор поступает в генератор-кипятильник и цикл повторяется по новой, пока температура достигнет нужного уровня.

Холодильник с технологией «No Frost»

Холодильники с технологией No Frost (с англ. «без мороза»), позволяют эксплуатировать его без частых разморозок. Это возможно благодаря полному выводу влаги из холодильной системы, за счет чего в камере не образуется наледь.

Главный принцип технологии заключается в том, что после каждого полного цикла работы автоматически запускается режим оттаивания. Реле активирует испаритель, из-за чего лед начинает таять, а вся влага выводится наружу и полностью испаряется. В остальном, принцип работы холодильника такой же, как и в обычных моделях.

Эти аппараты оборудованы вентилятором, равномерно распределяющим холодный воздух от испарителя по всей площади холодильника. Благодаря этому влага не скапливается на стенках и не образует наледь.

Так как в холодильнике с технологией No Frost не образуется лед, его можно размораживать только один-два раза в год, во время очистки и мытья. Основным недостатком при этом является увеличенное потребление электроэнергии за счет непрерывной работы вентилятора.

Устройство термостата холодильника

Термостат или, как его еще называют, терморегулятор, предназначен для поддержания нужной температуры во внутренней части холодильника. Деталь представляет собой небольшую прямоугольную металлическую емкость, которая одним концом герметично впаяна в капиллярную трубку, а другим — подсоединена к испарителю.

В основе работы термостата лежит термореле, которое состоит из силового рычага и сильфона. Он выглядит как полая пружина, заполненная фреоном. Когда она сжимается, рычаг вызывает замыкание контактов и запускает компрессор.

Принцип работы морозильной камеры

Морозильная камера является частью холодильника и зачастую находится в его верхней части, чтобы холодный воздух распределялся по холодильнику сверху вниз, согласно законам физики. В более новых моделях она может располагаться внизу или сбоку. Принцип работы морозилки такой же, как и обычной холодильной камеры.

Главным различием является существенное снижение температуры, чтобы продукты могли замораживаться сильнее и, соответственно, дольше сохраняться. Усиление мороза достигается за счет значительного понижения давления при отводе тепла от холодильной камеры.

Как работает холодильник: принципы, циклы, режимы

Пока техника исправно функционирует, пользователя не интересует, как она устроена. Знания о том, как работает холодильник, понадобятся, когда возникла поломка: помогут избежать серьезной неисправности или быстро определить место. Правильная эксплуатация также во многом зависит от осведомленности пользователя. В статье рассмотрим устройство бытового холодильника и его работу.

Как устроен компрессорный холодильник

«Атлант», «Стинол», «Индезит» и другие модели оснащаются компрессорами, которые запускают процесс охлаждения в камере.

Основные составляющие части:

• Компрессор (мотор). Бывает инверторным и линейным. Благодаря запуску мотора фреон передвигается по трубкам системы, обеспечивая охлаждение в камерах.
• Конденсатор — это трубки на задней стенке корпуса (в последних моделях может размещаться сбоку). Тепло, которое вырабатывает компрессор во время работы, конденсатор отдает окружающей среде. Так холодильник не перегревается.

Вот почему производители запрещают устанавливать технику возле батарей, радиаторов и печей. Тогда перегрева не избежать, и мотор быстро выйдет из строя .

• Испаритель. Здесь фреон закипает и переходит в газообразное состояние. При этом забирается большое количество тепла, трубки в камере охлаждаются вместе с воздухом в отделении.
• Вентиль для терморегуляции. Поддерживает заданное давление для движения хладагента.
• Хладагент — это газ-фреон или изобутан. Он циркулирует по системе, способствуя охлаждению в камерах.

Важно правильно понимать, как работает техника: она не вырабатывает холод. Воздух охлаждается благодаря отбору тепла и его отдаче окружающему пространству. Фреон проходит в испаритель, поглощает тепло и переходит в парообразное состояние. Двигатель приводит в действие поршень мотора. Последний сжимает фреон и создает давление для его перегонки по системе. Попадая в конденсатор, хладагент остывает (тепло выходит наружу), превращаясь в жидкость.

Чтобы установить нужный температурный режим в камерах, устанавливается терморегулятор. В моделях с электронным управлением (LG, «Самсунг», «Бош») достаточно выставить значения на панели.

Переходя в фильтр-осушитель, хладагент избавляется от влаги и проходит по трубкам капилляра. После чего снова попадает в испаритель. Мотор перегоняет фреон и повторяет цикл, пока в отделении не установится оптимальная температура. Как только это случится, плата управления посылает сигнал пускозащитному реле, которое отключает двигатель.

Однокамерный и двухкамерный холодильник

Несмотря на одинаковое строение, различия в принципе работы все-таки есть. Старые двухкамерные модели оснащены одним испарителем для обеих камер. Поэтому, если при разморозке механически убирать наледь и задеть испаритель, из строя выйдет весь холодильник.

Новый двухкамерный шкаф имеет два отделения, каждый из которых оснащен испарителем. Обе камеры изолированы друг от друга. Обычно в таких случаях морозилка находится снизу, а холодильный отсек — сверху.

Поскольку в холодильнике есть зоны с нулевой температурой (читайте, что такое зона свежести в холодильнике), фреон охлаждается в морозилке до определенного уровня, а затем перемещается в верхнее отделение. Как только показатели достигают нормы, срабатывает терморегулятор, и пусковое реле отключает мотор.

Наиболее востребованы приборы с одим мотором, хотя с двумя компрессорами также набирают популярность. Последние функционируют так же, просто за каждую камеру отвечает отдельный компрессор.

Но не только в двухкамерной технике можно отдельно устанавливать температуру. Есть такие приборы («Минск» 126, 128 и 130), где установлены электромагнитные клапаны. Они перекрывают подачу фреона в отделение холодильника. Исходя из показаний регулятора температуры выполняется охлаждение.

Более сложная конструкция предусматривает размещение специальных датчиков, которые измеряют температуру снаружи и регулируют ее внутри камеры.

Как долго работает компрессор

Точные показания не указаны в инструкции. Главное, чтобы мощности мотора хватало на нормальную заморозку продукции. Существует общий коэффициент работы: если прибор функционирует 15 минут и 25 минут отдыхает, тогда 15/(15+25) = 0,37.

Если подсчитанные показатели оказались менее 0,2, значит нужно отрегулировать показания термореле. Более 0,6 указывает на нарушение герметичности камеры.

Абсорбционный холодильник

В данной конструкции рабочая жидкость (аммиак) испаряется. Хладагент циркулирует по системе благодаря растворению аммиака в воде. Затем жидкость переходит в десорбер, а потом в дефлегматор, где снова разделяется на воду и аммиак.

Холодильники данного типа редко используются в быту, поскольку в основе ядовитые компоненты.

Модели с No Frost и «плачущей» стенкой

Техника с системой Ноу Фрост сегодня на пике популярности. Потому что технология позволяет размораживать холодильник раз в год, только чтобы помыть. Особенности функционирования обеспечивают вывод влаги из системы, поэтому в камере не образуется лед и снег.

В морозильном отделении располагается испаритель. Холод, который он вырабатывает, распространяется по холодильному отделению с помощью вентилятора. В камере на уровне полок есть отверстия, куда выходит холодный поток и равномерно распределяется по отсеку.

После цикла работы запускается оттайка. Таймер запускает ТЭН испарителя. Наледь тает, и влага выводится наружу, где испаряется.

«Плачущий испаритель». Название основано на принципе, при котором во время работы компрессора на испарителе образуется наледь. Как только мотор отключается, лед тает, и конденсат стекает в сливное отверстие. Способ оттайки называется капельный.

Суперзаморозка

Функцию также называют «Быстрая заморозка». Она реализована во многих двухкамерных моделях «Хаер», «Бирюса», «Аристон». В электромеханических моделях режим запускается нажатием кнопки или поворотом регулятора. Компрессор начинает безостановочную работу до тех пор, пока продукты полностью не промерзнут как внутри, так и снаружи. После чего функцию нужно отключить.

Рекомендуется включать режим на срок до 72 часов.

Электронное управление автоматически отключает суперзаморозку, согласно сигналам термоэлектрических датчиков.

Электрическая схема

Чтобы самостоятельно отыскать причину неполадки, понадобится знание электрической схемы.

Ток, подающийся на схему, проходит такой путь:

• идет через контакты термореле (1);
• кнопки оттайки (2);
• теплового реле (3);
• пускозащитного реле (5);
• подается на рабочую обмотку двигателя мотора (4.1).

Нерабочая обмотка двигателя пропускает напряжение больше заданного значения. При этом срабатывает пусковое реле, замыкает контакты и запускает обмотку. После достижения нужной температуры, контакты термореле размыкаются, и двигатель останавливает работу мотора.

Теперь вы понимаете устройство холодильника и как он должен работать. Это поможет правильно эксплуатировать прибор и продлить срок его использования.

Схема и принцип работы разных холодильников

Домашний уют современного человека невозможно представить без холодильника. Он предназначен для длительного хранения продуктов. По подсчетам ученых, каждый член семьи открывает дверцу до 40 раз в сутки. Мы заглядываем вовнутрь даже не задумываясь, как работает наш холодильник.

В нашей статье мы подробно рассмотрим устройство и принцип действия различных холодильников.

Как устроен холодильник

Любой современный холодильник состоит из следующих основных агрегатов:

1. Двигатель.
2. Конденсатор.
3. Испаритель.
4. Капиллярная трубка.
5. Осушительный фильтр.
6. Докипатель.

Схема работы холодильника

Электродвигатель

Двигатель является основным узлом бытового прибора. Предназначен для циркуляции охлаждающей жидкости (фреона) по трубкам.

Двигатель состоит из двух агрегатов:

• электромотор;
• компрессор.

Электромотор преобразует электрический ток в механическую энергию. Агрегат состоит из двух частей – ротора и статора.

Корпус статора устроен из нескольких медных катушек. Ротор имеет вид стального вала. Ротор соединен с поршневой системой двигателя.

При подключении двигателя к сети питания в катушках возникает электромагнитная индукция. Она является причиной возникновения крутящего момента. Центробежная сила приводит ротор во вращательное движение.

А знаете ли Вы, что на долю холодильника приходится 10 % всей потребленной электроэнергии. Открытая дверца прибора увеличивает потребление электричества в несколько раз.

При вращении ротора двигателя происходит линейное перемещение поршня. Передняя стенка поршня сжимает и разряжает рабочую жидкость до рабочего состояния.

Положение двигателя холодильника

В современных охлаждающих установках электродвигатель находится внутри компрессора. Такое расположение преграждает газу путь для самопроизвольной утечки.

Для уменьшения вибраций двигатель находится на пружинистой металлической подвеске. Пружина может находится снаружи или внутри устройства. В современных агрегатах пружина находится внутри корпуса двигателя. Это позволяет эффективно гасить вибрации при работе аппарата.

Конденсатор

Представляет собой змеевидный трубопровод диаметром до 5 миллиметров. Предназначен для отвода тепла от рабочей жидкости в окружающую среду. Конденсатор располагается на задней наружной поверхности прибора.

Испаритель

Представляет систему тонких трубок. Предназначен для испарения рабочей жидкости и охлаждения окружающего пространства. Располагается внутри или снаружи морозильника.

Капиллярная трубка

Предназначена для снижения давления газа. Имеет диаметр от 1,5 до 3 миллиметров. Расположена на участке между испарителем и конденсатором.

Фильтр-осушитель

Предназначен для очистки рабочего газа от влаги. Имеет вид медной трубки диаметром от 10 до 20 мм. Концы трубки вытянуты и герметично впаяны с капиллярную трубку и конденсатор.

Внимание! Фильтр-осушитель имеет односторонний принцип работы. Устройство не предназначено для работы на обратном режиме. При неправильной установке фильтра возможен выход установки из строя.

Внутри трубки находится цеолит — минеральный наполнитель с высокопористой структурой. На обоих концах трубки установлены заграждающие сетки.

Со стороны конденсатора установлена металлическая сеточка с размерами ячеек до 2 мм. Со стороны капиллярной трубки установлена синтетическая сетка. Размеры ячеек такой сетки составляют десятые доли миллиметра.

Докипатель

Представляет собой металлическую емкость. Устанавливается на участке между испарителем и входом компрессора. Предназначен для доведения фреона до кипения с последующим испарением.

Служит защитой двигателя от попадания жидкости. Попадание рабочей жидкости может привести к выходу его из строя.

Как работает холодильник

Главный принцип работы любого холодильника основан на выполнении двух рабочих операций:

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

Для отбора тепла применяется хладагент под названием фреон. Это газообразное вещество на основе этана, фтора и хлора. Фреон обладает уникальной возможностью переходить из газообразного состояния в жидкое и обратно. Переход из одного состояние в другое происходит при изменении давления.

Работа системы охлаждения заключается в следующем. Компрессор засасывает фреон вовнутрь. Внутри устройства работает электромотор. Двигатель приводит в движение поршень. При движении поршня происходит сжатие газа.

Принципиальная схема работы холодильника

Процесс сжатия газа делится на два этапа. На первом этапе происходит возвратное движение поршня. При смещении поршня открывается впускной клапан. Через открытое отверстие фреон поступает в газовую камеру.

На втором этапе поршень смещается в обратном направлении. При обратном движении поршень сжимает газ. Сжатый фреон давит на пластину выходного клапана. В камере резко повышается давление. При увеличении давления происходит нагрев газа до температуры 100° C. Выпускной клапан открывается и выпускает газ наружу.

Нагретый фреон из камеры поступает во внешний теплообменник (конденсатор). По пути следования по конденсатору фреон отдает тепло наружу. В конечной точке конденсатора температура газа уменьшается до 55° C.

А знаете ли Вы, что самые первые холодильники в качестве хладагента использовали диоксид серы? Такие приборы были очень опасны по причине высокой вероятности разгерметизации системы.

В процессе теплопередачи происходит конденсация газа. Фреон из газообразного состояния превращается в жидкость.

Из конденсатора жидкий фреон поступает в фильтр-осушитель. Здесь происходит поглощение влаги специальным сорбентом. Из фильтра газообразный фреон поступает в капиллярную трубку.

Капиллярная трубка играет роль своеобразной пробки (препятствия). На входе в трубку давление газа понижается. Хладагент превращается в жидкость. Из капиллярной трубки фреон поступает на испаритель. При падении давления происходит испарение фреона. Вместе с давлением падает и температура газа. В момент поступления в испаритель температура фреона составляет – 23° С.

Фреон проходит по теплообменнику внутри холодильной камеры. Охлажденный газ снимает тепло с внутренней поверхности трубок испарителя. При отдаче тепла происходит охлаждение внутреннего пространства холодильной камеры.

После испарителя фреон засасывается в компрессор. Замкнутый цикл повторяется.

Основные типы охлаждающих систем

По принципу действия различают следующие типы холодильников:

• компрессионные;
• адсорбционные;
• термоэлектрические;
• пароэжекторные.

В компрессионных агрегатах движение хладагента осуществляется за счет изменения давления в системе. Регулирование давления рабочей жидкости осуществляет компрессор. Охладительные системы с компрессором являются самым распространенным типом охлаждающих устройств.

В абсорбционных установках движение хладагента происходит за счет его нагревания от нагревательной системы. В качестве рабочей смеси используется аммиак. Недостатком системы является высокая опасность и сложность обслуживания. Данный тип бытовых приборов является устаревшим и на сегодняшний день снят с производства.

А знаете ли Вы, что самый первый холодильник был выпущен американской компанией General Electric в далеком 1911 году. Устройство было выполнено из дерева. В качестве хладагента использовался диоксид серы.

Главный принцип действия термоэлектрических холодильников основан на поглощении тепла при взаимодействии двух проводников во время прохождения по ним электрического тока. Данный принцип известен как Эффект Пельтье. Достоинством аппарата является высокая надежность и долговечность. Недостатком является высокая стоимость полупроводниковых систем.

В пароэжекторных установках используется вода. Роль двигательной установки выполняет эжектор. Рабочая жидкость попадает в испаритель. Здесь происходит вскипание жидкости с образованием водяного пара. При теплообразовании температура воды резко снижается.

Охлажденная вода используется для охлаждения продуктов. Водяной пар отводится эжектором на конденсатор. В конденсаторе водяной пар охлаждается, превращается в конденсат и вновь поступает на испаритель. Достоинством таких установок является их простота устройства, безопасность, экологичность. Недостатком пароэжекторной системы является значительный расход воды и электроэнергии на ее нагрев.

Принцип работы абсорбционных холодильников

Работа абсорбционных устройств основана на циркуляции и испарении жидкого хладагента. В качестве хладагента применяется аммиак. Роль абсорбента (поглотителя) выполняет аммиачный раствор на водной основе.

Схема работы абсорбционного устройства

В охлаждающую систему аппарата добавляются водород и хромат натрия. Водород предназначен для регулирования давления системы. Хромат натрия защищает внутренние стенки трубок от коррозии.

А знаете ли Вы, что старые советские холодильники в качестве охлаждающей смеси используют фреон R12 на основе хлора. Главным недостатком является его разрушительное действие на озоновый слой Земли.

При подключении к сети питания в генераторе-кипятильнике происходит нагрев рабочей жидкости. Рабочей смесью выступает водный раствор аммиака. Раствор аммиака находится в специальном резервуаре.

Нагрев хладагента приводит к испарению аммиака. Пары аммиака поступают в конденсатор. Здесь аммиак конденсируется и превращается в жидкость.

Сжиженный аммиак поступает в испаритель. Отсюда жидкий аммиак смешивается с водородом. Разность давлений двух веществ приводит к испарению аммиака. Процесс испарения сопровождается выделением тепла и охлаждением аммиака до -4° С. Вместе с аммиаком происходит охлаждение испарителя.

Охлажденный испаритель забирает тепло окружающего пространства. После испарения аммиак поступает в адсорбер. В адсорбере находится чистая вода. Здесь аммиак смешивается с водой. Аммиачный раствор поступает в резервуар. Раствор аммиака из резервуара поступает в генератор-кипятильник и замкнутый цикл повторяется.

В качестве заменителя аммиака могут использоваться водные растворы ацетона, бромистого лития, ацетилена.

Достоинством абсорбционных приборов является бесшумность работы агрегатов.

Принцип работы саморазмораживающегося холодильника

Процесс разморозки в установках с саморазмораживающейся системой происходит автоматически.

Существуют два типа саморазмораживающихся систем:

1. Капельная.
2. Ветреная (No frost).

В аппаратах с капельной системой испаритель находится на задней стенке аппарата. Во время работы аппарата на задней стенке образуется иней. При оттаивании иней стекает по специальным желобам в нижнюю часть прибора. Нагретый до высокой температуры компрессор испаряет жидкость.

В установках с ветряной системой холодный воздух от испарителя на задней стенке задувается специальным вентилятором внутрь корпуса. Во время цикла оттаивания иней стекает по желобкам в специальное отверстие.

Промышленные холодильники

Промышленные аппараты отличаются от бытовых устройств мощностью установки и размерами охлаждающих камер. Мощность двигателя оборудования достигает нескольких десятков киловатт. Рабочая температура морозильных камер находится в диапазоне от + 5 до – 50° C.

А знаете ли Вы, что самый большой промышленный холодильник занимает 24 км2 площади. Находится этого гигант в Женеве (Швейцария) и служит для научных целей при работе адронного коллайдера.

Промышленные установки предназначены для охлаждения и глубокой заморозки большого количества продуктов. Объем морозильных камер составляет от 5 до 5000 тонн. Используются на заготовительных и перерабатывающих предприятиях.

Принцип работы инверторного холодильника

Инверторные компрессоры предназначены для аккумуляции и преобразования постоянного тока в переменный ток с напряжением 220 В. Принцип работы основан на возможности плавного регулирования оборотов вала двигателя.

Устройство инверторного двигателя

При включении инвертор быстро набирает необходимое число оборотов для создания необходимой температуры внутри корпуса. На момент достижения заданных параметров устройство переходит в режим ожидания. Как только температура внутри корпуса повышается, срабатывает датчик температуры и скорость оборотов двигателя увеличивается.

Устройство термостата холодильника

Терморегулятор предназначен для поддержания заданной температуры внутри системы. Устройство герметично впаяно с одного конца капиллярной трубки. Другим концом капиллярная трубка подсоединяется к испарителю.

Основным элементом устройства терморегулятора любого холодильника является термореле. Конструкция термореле состоит сильфона и силового рычага.

Сильфоном называют гофрированную пружину, в кольцах которой находится фреон. В зависимости от температуры фреона, пружина сжимается или растягивается. При понижении температуры хладагента пружина сжимается.

А знаете ли Вы, что современные бытовые холодильники используют фреон R600a на основе изобутана. Этот хладагент не разрушает озоновый слой планеты и не вызывает парниковый эффект.

Под воздействием сжатия рычаг замыкает контакты и подключает компрессор к работе. При повышении температуры происходит растягивание пружины. Силовой рычаг размыкает цепь и мотор выключается.

Холодильник без электричества – правда или вымысел?

Житель Нигерии Мохаммед Ба Абба в 2003 году получил патент на холодильник без электричества. Устройство представляет собой глиняные горшки разной величины. Сосуды сложены друг в друга по принципу русской «матрешки».

Холодильник без электричества

Пространство между горшками заполняют влажным песком. В качестве крышки используется влажная ткань. Под действием жаркого воздуха влага из песка испаряется. Испарение воды приводит к снижению температуры внутри сосудов. Это позволяет длительное время хранить продукты на жарком климате без использования электроэнергии.

Знание устройства и принципа работы холодильника позволит выполнить несложный ремонт устройства своими руками. Если система настроена правильно, значит прибор будет работать долгие годы. При более сложных неисправностях следует обратиться к специалистам сервисных центров.

Принцип работы холодильника с одним и двумя компрессорами, разным количеством камер и режимами

Принцип работы холодильника прост, но не всем понятен. В этой статье мы расскажем вам как он устроен и работает, какие их виды бывают и чем отличаются. Эту информацию необходимо знать не только при выборе холодильника!

Из этой статьи вы узнаете, чем отличается работа холодильника с одним и двумя компрессорами. Мы расскажем, как он устроен в зависимости от количества камер, чем отличается инверторный от обычного.

Кратко: принцип работы холодильника для чайников простыми словами

Холодильник не производит холод. Он работает в режиме теплового насоса. Принцип работы холодильника заключается в следующем: он перекачивает тепло из камеры в окружающую среду.

Для того чтобы выполнять такую задачу, в холодильнике присутствуют:

• Компрессор (один или два);
• Испаритель;
• Конденсатор (наружный радиатор);
• Хладагент, он же фреон.

Чтобы понять, как работает холодильник, вспомним курс физики. При испарении любая жидкость охлаждается. А при сжатии и конденсации нагревается. Для наглядности объясним вам как работает холодильник на примерах:

1. Газообразный фреон с температурой +5 °С попадает в компрессор;
2. Компрессор сжимает его так, чтобы он конденсировался в жидкость;
3. При конденсации фреон нагревается до +40 градусов;
4. После этого он под давлением попадает в конденсатор, где охлаждается до +25 °С;
5. Фреон попадает в испаритель, где он расширяется и закипает, так как теперь не находится под давлением;
6. Температура фреона падает до 0 градусов, он охлаждает камеру холодильника.
7. В процессе отбора тепла у камеры, фреон нагревается до +5 °С;
8. Цикл повторяется заново.

Все это возможно благодаря физическим свойствам хладагента. Температура кипения фреона гораздо ниже 0 градусов. поэтому он закипает и испаряется в испарителе. Все цифры мы привели для примера, чтобы вам было понятнее, как устроен холодильник. На деле цикл несколько сложнее.

Виды бытовых холодильников

По своему количеству камер холодильники делятся на:

• Однокамерные;
• Двухкамерные;
• Многокамерные (три и более камер).

Также холодильник может иметь разное количество компрессоров. В обычных аппаратах используется один, но в некоторых моделях бывают два компрессора. От их количества и мощности зависит потребление электроэнергии холодильником.

Однокамерные холодильники

Это наиболее простой аппарат. Чаще в нем только одна камера для хранения продуктов, в которой поддерживается постоянная температура. Но существуют варианты с двумя отделениями – обычным и морозилкой.

Однокамерный холодильник имеет один испаритель. Более низкая температура в морозильной камере обеспечивается тем, что фреон сначала проходит через нее и немного нагревается. После этого он попадает в основной отсек.

Двухкамерные холодильники

В таких агрегатах есть обычная камера, отделенная от морозильной. Их отличие от однокамерных в том, что в каждом отсеке установлен свой испаритель. Это позволяет точно регулировать и поддерживать температурный режим. Двухкамерный холодильник может быть оснащен одним или двумя компрессорами.

Многокамерные холодильники

Такие модели довольно дороги и могут быть трех-, четырех- и пятикамерными. Как и в двухкамерных, в них есть морозильный отсек с минусовой температурой и обычный. Но в дополнение к ним есть отдельные отделения.

В многокамерных холодильниках есть нулевой отсек или зона свежести. В них поддерживается отдельный температурный режим. Чаще всего это 0…+1 градуса. В трехкамерных такой отсек один, в четырехкамерных – два, в пятикамерных – три.

Каждая зона свежести предназначена для хранения определенных продуктов. Например:

• Рыбы;
• Овощей и фруктов;
• Мясных продуктов.

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.

Принцип работы двухкамерного холодильника с одним компрессором

В двухкамерном холодильнике с одним компрессором установлены два испарителя. Хотя по сути, они являются разными частями одного и того же элемента (см. рис). Первый находится – в морозильной камере, второй – в обычной. Фреон после прохождения через фильтр-осушитель сначала попадает в первый, потом второй.

При попадании в морозильную камеру хладагент отбирает у нее тепло и нагревается. После этого он попадает в основной отсек, где отбирает тепло у него. За счет того, что его температура несколько повысилась после прохождения морозилки, в обычном отсеке температура не опустится ниже 0 градусов.

Принцип работы холодильной установки с двумя компрессорами

В таких холодильных установках есть два компрессора, каждый из которых работает независимо. Один компрессор обеспечивает работу контура, охлаждающего морозильную камеру. Второй – работает на охлаждение основного отсека.

В холодильниках с двумя компрессорами в каждой камере установлен отдельный испаритель. Они не соединены между собой. За счет раздельных контуров охлаждения, такие холодильники отличаются высоким сроком службы.

Плюс двухкамерного холодильника проявляется в случае утечки фреона или поломки. если хладагент выходит из одного контура, второй продолжает работать. То же самое происходит в случае поломки.

Как работает саморазморозка

Есть два вида систем саморазморозки холодильников:

• Капельная (Direct Cool); .

Капельная система работает только в основном отсеке и не может быть установлена в морозилке. Система разморозки Ноу Фрост работает как в основной камере, так и в морозильной.

Капельная система (Direct Cool)

В капельной системе испаритель вмонтирован в заднюю стенку основного отделения холодильника и охлаждает ее. Та, в свою очередь, холодит воздух в отсеке. При таком расположении со временем на стенке образуется конденсат и собирается в капли, которые замерзают и превращаются в лед.

Периодически система отключается и наледь на стенке начинает таять. Капли воды стекают вниз и попадают в специальный желоб. По нему они проходят в поддон, где испаряются из-за тепла, выделяемого компрессором во время работы.

Принцип работы холодильника Ноу Фрост

Принцип работы холодильной установки с системой No Frost следующий. За задней стенкой внутренней камеры и морозилки находится испаритель. В нем закипает фреон и охлаждает окружающий воздух.

Также в нем установлен один или несколько вентиляторов, которые продувают холодный воздух по отсеку с продуктами. При этом иней и лед могут образовываться на испарителе, но не на стенках холодильника.

Также на испарителе установлены от 1 до 3 ТЭНов. Они включаются либо по сигналу датчика, либо раз в несколько часов. При включении ТЭНы растапливают наморозь на испарителе, которая стекает в специальный поддон.

Инверторные и обычные холодильники

Существует два вида компрессоров – обычные и инверторные. Они отличаются внутренним строением и режимом работы. Раньше все холодильники оснащались линейными, но сейчас популярность набирают инверторные.

Обычный компрессор работает в режиме старт-стоп. Например, когда температура в камере поднялась на 1 градус выше нужной, компрессор включается и холодильник начинает охлаждать. Как только температура достигла нужной, он выключается.

Инверторный компрессор работает постоянно, но с небольшой мощностью. Он поддерживает температуру на заданном уровне. При этом суммарное потребление электроэнергии у него ниже, чем у обычного.

Преимущество линейного компрессора в том, что он не испытывает нагрузок при включении и отключении. Соответственно, его срок службы гораздо выше. Но и стоит инверторное оборудование дороже обычного.

В этой статье мы описали принцип работы холодильника и затронули другие темы. Надеемся, она была вам полезна. Не забудьте поделиться публикацией с друзьями!

Как работает современный холодильник: объясняем принцип работы и виды простыми словами

Холодильник относится к крупной бытовой технике для кухни и предназначен для хранения продуктов и готовых блюд. Все холодильные шкафы различаются по внешним характеристикам, а также по техническим параметрам. В данном обзоре мы рассмотрим разновидности холодильных агрегатов, их основные функции и параметры, а также принцип действия каждого из видов.

Как устроен холодильник

Рабочий агрегат устройства включает следующие компоненты:

• компрессор;
• нагнетательный и всасывающий трубопровод;
• конденсатор;
• испаритель;
• капиллярная трубка;
• фильтр-осушитель;
• испаритель;
• хладагент (рабочее вещество).

Основой всей системы является компрессор, он обеспечивает циркуляцию рабочего вещества в устройстве. Конденсатор представляет собой систему трубочек, расположенных на внешней стенке. Он предназначен для отдачи тепла в окружающий воздух. Вторая часть системы трубочек является испарителем. Конденсатор и испаритель разделены фильтром-осушителем и очень тонкой капиллярной трубкой.

Для того чтобы продукты внутри камеры не стали льдом, внутри устанавливается терморегулятор. Он позволяет задать необходимую степень охлаждения.

В качестве хладагента используется фреон, чаще всего вида изобутан (R600a).

Устройство компрессионного испарительного холодильника

Виды и типы холодильников

Рассмотрим разновидности холодильных шкафов, отличающихся по способу установки, типу, компоновке камер, а также существующие группы аппаратов.

Способы установки

Существует два вида аппаратов, различающихся по способу установки:

• отдельностоящие;
• встроенные.

Отличий в части технических характеристик между ними нет, поэтому выбор будет зависеть лишь от личных предпочтений покупателя, а также удобства использования.

Отдельностоящие агрегаты являются самыми распространёнными и выпускаются разных видов и габаритных параметров. Чтобы подключить устройство, нужно выделить отдельную зону в помещении вблизи от розетки, но не ближе, чем полметра от батареи.

Важно также соблюдать расстояние до плиты, если у вас установлена индукционная панель.

Встраиваемые аппараты предназначены для монтирования в предметы мебели и позволяют соблюдать единый стиль интерьера. Преимуществом данной разновидности агрегатов является свободное крепление петель и полная интеграция в интерьер, но не стоит забывать о высокой стоимости и необходимости заранее подбирать и изготавливать на заказ мебельного гарнитура.

Встраиваемый холодильник

Типы бытовых холодильников

Способ установки холодильного оборудования связан с его типом. На рынке существует ряд таких категорий: так, холодильники различаются по конструктивным параметрам, взаимному расположению камер и их числу.

Однокамерные

В однокамерных устройствах холодильное и морозильное отделение расположено в одной камере либо морозильника может не быть вовсе. Распространены как небольшие однокамерные модели, так и аппараты привычных размеров. Такие модели отличаются экономным потреблением электроэнергии и доступной стоимостью, и подойдут для небольших семей.

Двухкамерные

В двухкамерных аппаратах морозилка идёт отдельно, она устанавливается сверху или снизу холодильного отделения.

Холодильник с двумя камерами станет подойдёт для больших семей, в которой члены семьи планируют использовать его не только для хранения готовых блюд, но и для заготовки продуктов.

Однокамерный холодильник Двухкамерный

Многокамерные

Главным достоинством многокамерных холодильных шкафов является то, что их конструкция включает 3 раздельных отсека:

• морозильное отделение;
• зона охлаждения;
• «нулевая» камера.

Полезно! Традиционными считаются модели с четырьмя дверями и тремя камерами, большее число отсеков может быть только в устройствах профессионального типа.

Side-by-Side

Холодильники типа Side-by-Side достаточно габаритные и объёмные, и имеют две распашные двери. Морозилка и основной отсек здесь размещён на одном уровне в вертикальном положении. Ширина этих моделей гораздо больше, чем в многокамерных устройствах, поэтому необходимо будет предусмотреть достаточное пространство для размещения.

French-door

Схожими с Side-by-Side по конструкции являются холодильные аппараты French-door: они также имеют распашные двери, и та и другая категории представлены агрегатами премиум-класса, однако главным отличием является расположение камер и их число.

В холодильниках French-door морозильная камера всегда располагается под основным отсеком, она имеет створки, либо выдвижной ящик.

Холодильники side-by-side Холодильник French Door

Компоновка камер в современных холодильниках

В агрегатах с двумя раздельными камерами холодильная камера может находиться над морозильной, и наоборот. Рассмотрим особенности обоих типов.

Морозильная камера сверху

Данный вариант установки сейчас не так популярен, как раньше, но не теряет своей актуальности для тех людей, которые чаще пользуются морозилкой. Это удобно, ведь в данном случае не нужно будет постоянно нагибаться, чтобы достать продукты снизу.

Морозильная камера снизу

Привычным для современных моделей является расположение морозилки в нижней части. Она имеет выдвижные ящики для возможности хранить замороженные продукты в раздельном виде. Главное преимущество такой конструкции заключается в максимально удобном использовании основного отсека, поскольку все полки располагаются на уровне тела.

Холодильник Liebherr с нижней морозильной камерой Холодильник с верхней морозильной камерой

Группы холодильников

В данном случае вопрос заключается в назначении данного устройства: его параметрах, климатическом классе морозилки, имеющихся температурных режимах и функционале. Для того, чтобы привязать холодильник к той или иной группе, необходимо посчитать количество звёздочек/снежинок находится на его корпусе:

• если снежинок нет, то долго хранить продукты будет нельзя;
• при наличии одной звёздочки срок хранения возможен до 3-х недель;
• при наличии двух звёздочек хранить продукты можно до 3-х месяцев;
• три звёздочки означают возможность хранения до 12 месяцев;
• наличие четырёх снежинок говорит о возможности быстрой заморозки для глубокого промерзания малых порций до −18°С всего за сутки.

Функции и возможности холодильников

Перечислим основные функции и возможности, которые могут быть предусмотрены в холодильных аппаратах:

• автономное сохранение льда;
• аккумулятор холода;
• встроенный телевизор, жидкокристаллический дисплей, электронная панель управления;
• диспенсер воды;
• защита от детей;
• различные индикаторы (выключения электрического питания, открытия дверцы, температуры);
• ионизатор;
• льдогенератор;
• размораживание холодильного отделения и морозилки;
• режим «отпуск»;
• суперохлаждение и суперзаморозка;
• режим «шаббат»;
• терморегулятор.

Основные типы охлаждающих систем

К основным типам охлаждающих систем относятся следующие:

• компрессионные;
• абсорбционные;
• термоэлектрические;
• пароэжекторные.

Так, в компрессионных аппаратах хладагент движется за счёт изменения давления в системе, в абсорбционных — за счёт нагревания. Основой функционирования термоэлектрических устройств является принцип поглощения тепла при взаимодействии пары проводников при прохождении по ним электротока (эффект Пельтье), а в пароэжекторных — рабочей средой выступает вода, электродвигателем, при этом, служит эжектор.

Принцип работы

Каждый отдельный вид холодильного агрегата в первую очередь отличается по принципу работы. Рассмотрим более подробно каждый из них.

Абсорбционные холодильники

В абсорбционных холодильниках холод образуется путём циркуляции и испарения хладагента, растворённого в воде. В роли хладагента выступает аммиак, а в роли абсорбента — водный раствор аммиака. Помимо этого, в системе используется водород и инертные газы.

Интересно! В быту абсорбционные агрегаты практически не используются. Чаще всего их используют в местах, где отсутствует постоянное электроснабжение.

В данном случае устройства функционируют на основе энергии от сгорания газа. Также они могут устанавливаться на крупногабаритном холодильном оборудовании промышленного назначения для экономии электроэнергии.

Саморазмораживающийся холодильник

Разморозка в холодильном оборудовании данного типа осуществляется в автоматическом режиме.

Различают два типа саморазмораживающихся систем:

• капельная. В системе первого типа испаритель располагается на задней стенке. При работе на задней стенке формируется иней, который при оттаивании стекает по желобкам вниз. Компрессор, при этом, позволяет жидкости не накапливаться и быстро испаряться.

• ветреная (No frost). В изделиях с No frost воздух от испарителя направляется внутрь корпуса благодаря встроенному вентилятору. При оттаивании образуемая жидкость стекает по желобкам в специально предназначенное для этого отверстие.

Промышленные холодильники

Промышленные холодильные аппараты используются для охлаждения, заморозки, а также хранения продуктов питания в местах их производства (мясокомбинат, молокозавод, птицефабрика). Рабочий диапазон температуры данных моделей находится в пределах от +4 до −40°C. От обычных бытовых промышленные устройства отличаются большими габаритами, количеством этажей и вместительностью.

Инверторный холодильник

Инверторный компрессор это такой же электрический мотор с насосом, однако, частоту вращения его вала можно регулировать. Это обеспечивает его плавную работу. Сначала компрессор запускается и охлаждает камеру до необходимого уровня температуры, а затем работает на её постоянное поддержание, что является большим достоинством устройств данного типа.

Заключение

В завершение обзора хочется добавить, что в наше время на рынке бытовой технике действительно очень много различных моделей холодильников, отличающихся по всем тем параметрам, которые мы сегодня успели рассмотреть.

Поэтому, чтобы ваше устройство смогло служить максимально долго, перед приобретением важно изучить все его эксплуатационные характеристики и особенности работы.

7 мая 2019, 14:41 Ноя 2, 2019 00:32 О правонарушениях Ссылка на текущую статью

Как устроен и работает бытовой холодильник

Чтобы не растеряться в случае поломки кухонной техники, современной хозяйке приходится разбираться в том, как работает холодильник, микроволновка, плита и другие помощники человека. Назначение холодильного шкафа — сохранение свежести продуктов, поэтому работа его должна быть бесперебойной, ведь вызов мастера для ремонта иногда нельзя осуществить сразу. Понимание принципа действия бытового холодильника способно сэкономить время и деньги, а некоторые поломки можно исправить самостоятельно.

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.

В инструкциях к рефрижераторам обычно пишут о том, что устанавливать их нужно вдали от нагревательных приборов.

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.

Однокамерный и двухкамерный холодильник

Охлаждающий агрегат во всех моделях современных рефрижераторов устроен по единому принципу. Но разница в работе разных модификаций все-таки есть. Заключена она в особенностях течения хладагента в холодильниках с одной или двумя камерами.

По описанной выше схеме работает однокамерный холодильный шкаф. Вне зависимости от того, находится ли испаритель прямо в камере, как в старых моделях, спрятан за стенкой при капельной системе, или в модификации No frost, принцип работы одинаков. Но когда над или под охлаждающим отделением расположена морозильная камера, рефрижератору требуется еще один компрессор. Схема работы для морозилки остается прежней.

Охлаждающее отделение, где температура не опускается ниже 0 °C, начинает работать только потом, когда морозильник достаточно охладился и отключился. В этот момент хладагент из системы морозильника начинает поступать в компрессор камеры с плюсовой температурой, и проходит цикл конденсации и испарения уже на этом уровне. Поэтому на вопрос о том, сколько должен работать холодильник, пока включится охлаждающая камера, точного ответа дать нельзя. Все зависит от объема морозильника и настроек терморегулятора.

Что такое быстрая заморозка?

Этими словами обозначают одну из функций морозильной камеры в двухкамерных моделях. В зависимости от модификации, холодильник в этом режиме может работать в течение долгого времени, не отключая компрессор. Таким образом достигается ускоренное промораживание большого объема продуктов.

При активации режима быстрой заморозки на панели некоторых камер загораются световые индикаторы, обозначающие, что компрессор включен, и холодильник работает. В этом случае необходимо помнить о том, что автоматического отключения не произойдет, а принудительная работа агрегата в течение длительного времени приводит к сокращению ресурса.

Режим быстрой заморозки не следует включать на срок более 72 часов.

После того, как он будет отключен вручную, индикаторы на панели гаснут, а двигатель компрессора выключается.

Современные модели холодильных шкафов очень разнообразны. Нынешние хозяйки незнакомы с таким видом домашней работы, как разморозка холодильника. Капельные системы и необмерзающие камеры значительно упростили жизнь человека, но основные принципы работы этих бытовых приборов остались прежними.

Устройство холодильника

Прибор, поддерживающий низкую температуру в специальной камере с теплоизоляцией, называется холодильником. Принцип его работы заключается в применении холодильной машины, транспортирующей тепло из рабочей камеры во внешнюю среду. Если у вас возникнут проблему с холодильником и вы проживаете в Саратове, обратитесь в нашу фирму. Ремонт холодильника в Саратове не проблема, если им занимаются специалисты компании «ХолодРемонт», на всю выполненную работу даем гарантию.

Устройство компрессионного холодильника

В составе холодильников компрессионного типа присутствует компрессор, способствующий циркуляции хладагента путем преобразования электрической энергии в механическую. В данный момент такие холодильные аппараты пользуются наибольшей популярностью. Они отличаются сравнительно невысокой ценой, безопасностью в эксплуатации и долговечностью. В роли хладагента обычно используются фреоны либо изобутан.

К основным элементам, составляющим холодильник, относятся компрессор, испаритель, конденсатор, датчик-реле температуры, терморегулирующий вентиль, хладагент, пусковое и тепловое реле, электронный блок управления.

Мотор-компрессор

В состав мотор-компрессора входит электромотор и компрессор. Двигатель преобразовывает электрическую энергию в механическую, что приводит в действие компрессор. Располагается зачастую в нижней задней части холодильника.

Компрессор предназначен для создания требуемой разности давлений. Хладагент (вещество, предназначенное для переноса тепла из испарителя в конденсатор) в парообразном состоянии поступает из испарителя в компрессор, откуда перенаправляется в конденсатор. В устройстве бытовых холодильников используются герметичные поршневые мотор-компрессоры.

Конструкция таких деталей предполагает расположение электродвигателя во внутренней части корпуса компрессора. Такое расположение электродвигателя предотвращает возможность утечки хладагента сквозь уплотнение вала. Тем самым уменьшая возможность дальнейшего ремонта холодильника.

С целью поглощения вибраций, возникающих во время работы, используется подвеска компрессора. Подвеска, в свою очередь, бывает внутренней (двигатель компрессора подвешивается внутри корпуса) и внешней (корпус компрессора подвешивается на пружине). В современных моделях бытовых холодильников в основном используется внутренняя подвеска, так как она значительно эффективнее способна поглощать вибрации компрессора, чем наружная. Смазывают компрессор специальными рефрижераторными маслами, способными хорошо взаимодействовать с хладагентом.

В зависимости от предназначения, бытовые холодильники могут быть оборудованы одним или двумя компрессорами.

Конденсатор холодильника

Основное назначение конденсатора – передача тепловой энергии в окружающую среду. В большинстве случаев конденсатор располагается на задней стенке холодильника с наружной стороны. Выглядит он как изогнутая в виде змейки металлическая трубка. Для более эффективного отвода тепла трубка соединена с объемной ребристой поверхностью.

В конденсатор поступает нагретый за счет сжатия хладагент. Отдавая тепло в окружающую среду, хладагент остывает и конденсируется, преобразовываясь в жидкое агрегатное состояние и поступает в капилляр. В большинстве бытовых холодильников используются ребристо-трубные конденсаторы. Тепло от конденсаторов отводится естественным путем, посредством конвенции либо радиации. В таких устройствах для оребрения используют стальной лист с прорезями либо стальную проволоку.

Для обдува конденсатора с принудительным охлаждением используют вентиляторы.

Испаритель холодильника

Основное назначение испарителя – забор тепла из внутреннего пространства холодильника. Внешне он представляет собой трубку, соединенную с металлической пластиной. Испаритель холодильной камеры располагается на ее задней стенке, испаритель морозильной камеры в большинстве случаев совмещается с ее корпусом.

Посредством ТРВ либо капилляра под давлением жидкий хладагент поступает в испаритель. В испарителе давление резко уменьшается, за счет чего происходит испарение жидкости из хладагента. Охлаждение внутреннего пространства холодильника происходит за счет того, что хладагент забирает тепло из внутренних стенок испарителя.

Иными словами, хладагент под влиянием высокого давления в конденсаторе переходит в жидкое состояние (конденсируется) и выделяет тепло. Хладагент вскипает, попадая в испарителе в условия низкого давления. Постепенно поглощая тепловую энергию, он трансформируется в газообразное агрегатное состояние.

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.

Пусковое реле предназначено для запуска мотора кратковременной подачей питающего напряжения на его пусковую обмотку. Для защиты от перегрузок используют тепловое реле. Обе детали размещают непосредственно рядом с компрессором.

Датчик-реле температуры

Основная функция терморегуляторов – поддержание требуемой температуры в камерах холодильника. Его относят к основным узлам системы контролирования температурного режима. Терморегуляторы способны функционировать в заданном диапазоне температур (корректируются котировочными винтами и механическим регулятором).

Когда температура в камере начинает превышать верхнюю заданную границу, реле включает мотор компрессора и наоборот – при понижении температуры оно отключает мотор.

В состав терморегулятора входят электрические контактные подгруппы, управление которыми осуществляет манометрический датчик. Для контроля температуры в камере холодильника, датчик снабжается капиллярной трубкой, часть которой располагается внутри камеры.

В последних моделях холодильников функцию регулирования температуры выполняют электронные системы управления. Контроль над уровнем температуры обеспечивается за счет датчиков-термисторов, способных зависимо от температуры окружающей среды изменять уровень своего внутреннего сопротивления. Точность таких приборов значительно выше, чем стандартных терморегуляторов.

Электронный блок управления

В различных моделях холодильников комплектация, расположение и внешний вид электронного модуля может отличаться. В большинстве случаев он состоит из четырех элементов – платы управления (на ней располагается микропроцессор), индикации, кабеля, соединяющего платы между собой (10-ти или 20-ти канального), температурных датчиков.

Главным элементом электронного блока управления является микропроцессор. Именно он выполняет управление над всеми узлами холодильника. Данный ремонт холодильника лучше доверить мастеру.

Основные типы холодильников

Тип холодильника определяется, отталкиваясь от нескольких параметров. Так, в зависимости от сферы назначения различают морозильники, холодильники и холодильники-морозильники. В зависимости от способа получения холода – абсорбционные и компрессионные. По способу установки – напольные по типу шкаф либо стол. В зависимости от числа камер холодильники подразделяются на одно-, двух- или трехкамерные.

Наибольшей популярностью на мировом и отечественном рынках пользуются двухкамерные холодильники. В основном они состоят из холодильной и морозильной камер.

Самая большая камера у холодильников «Side-by-side». Их конструкция предполагает расположение по бокам морозильной и холодильной камер, причем каждая из них закрывается отдельной дверью. В холодильниках типа «Combi» объем морозильной камеры может составлять до половины общего полезного объема. В большинстве случаев морозильная камера в таких устройствах располагается ниже холодильного отделения.

В зависимости от способа размораживания различают холодильники с ручным, автоматическим либо полуавтоматическим размораживанием. В ручном размораживании нуждаются холодильники старого образца. Некоторые модели холодильников оснащены специальным реле оттаивания, способным отключать питание компрессора. Обратно включается компрессор после того, как внутри холодильника установится температура, близкая к комнатной. Этого времени достаточно для оттаивания ледяной шубы.

Большая часть современных холодильников обладает функцией автоматического размораживания морозильной камеры. Избыточная влага со стенок испарителя стекает по специальному желобу в лоток, расположенный на крышке компрессора. Из лотка вода постепенно испаряется под воздействием тепловой энергии, исходящей от корпуса компрессора. Процесс размораживания цикличен и не нуждается в постороннем вмешательстве либо контроле.

Зона нулевой температуры

Трехкамерные холодильники оборудованы кроме морозильной и холодильной камер, еще и зоной нулевой температуры. Некоторые производители оснащают такую зону возможностью выполнять функции какой-либо из камер, посредством понижения либо повышения в ней температуры.

Также холодильники могут обладать статической либо динамической системой охлаждения. В статических системах воздух либо неподвижен, либо перемещается посредством естественной конвенции. Применяется в основном во многих бюджетных холодильниках. В динамической системе воздух циркулирует под действием вентилятора. Такая система получила название «No Frost» и позволяет добиться равномерного распределения температуры по всей площади камеры и быстрое восстановление заданной температуры после ее повышения. Главное преимущество такой системы – при работе холодильника на стенках камеры не образовывается иней.

Устройство и принцип действия абсорбционного холодильника

В холодильниках абсорбционного типа рабочая камера охлаждается за счет испарения хладагента, циркулирующего в водном растворе. В основном, в качестве хладагента используют аммиак. До 1000 единиц объема аммиака способно раствориться в одной единице объема воды. Концентрированный аммиачный раствор из абсорбера перетекает в генератор (десорбер), затем в дефлегматор, где расщепляется на аммиак и воду. В конденсаторе происходит сжижение газообразного аммиака, после чего он снова подается в испаритель, а очищенная вода – в абсорбер.

Циркуляцию воды могут обеспечить устройства, функционирующие без подвижных элементов, к примеру, струйные насосы. Нормальное функционирование системы холодильника также обеспечивает добавление газа, инертного к компонентам системы. Он позволяет добиться одинакового давления во всей системе.

Кроме аммиака и воды в абсорбционных холодильниках также могут быть использованы и другие пары веществ – ацетилен, раствор бромистого лития либо ацетон.

Одними из явных преимуществ холодильников такого типа является бесшумность, возможность функционирования за счет нагрева прямым сжиганием топлива. К недостаткам таких агрегатов относят краткий эксплуатационный срок, чувствительность к расположению на поверхности пола, низкие показатели хладопроизводительности. Еще один недостаток – наличие в системе горючего водорода и ядовитого аммиака. В обычных квартирах такие устройства используются редко, в основном – в кемпингах, либо загородных домах, где наблюдаются перебои с электричеством.

Иногда встречаются термоэлектрические холодильники, либо устройства, работающие на вихревых охладителях. Из-за сложностей в эксплуатации, дороговизны и других нюансов большого распространения такие холодильники не получили.

Основные элементы холодильного шкафа

Конструкция холодильного шкафа представляет собой сочетание множества различных элементов. Так, его стенки состоят из двух частей, между которыми укладываются теплоизоляционные материалы. Энергопотребление холодильника зависит от качества теплоизоляции.

Для размещения продуктов используются полки. Могут быть стеклянные либо решетчатые.

Дверца холодильника также состоит из нескольких слоев. Предотвратить проникновение теплого воздуха через неплотности между дверью и корпусом холодильника помогает уплотнитель. В современных моделях он оборудован магнитной вставкой. На дверцах тоже располагаются полки для продуктов. Дверной проем в морозильных камерах иногда может быть оснащен электрическим нагревателем – это предохраняет ее от выпадения конденсата.

С целью освещения холодильной камеры используются осветительные приборы небольшой мощности, способные срабатывать при открывании дверцы. В некоторых моделях холодильников предусмотрено наличие сигнализации открытия двери. В соответствии с таймером, через определенный промежуток времени сигнализация срабатывает. Это необходимо для предотвращения таких случаев, когда холодильник забывают закрыть.