Как работает холодильник: принцип, устройство, схема

История появления

Холодильник
Прототипы современных холодильников появились задолго до того, как появилось электричество. Доподлинно неизвестно кто заметил, что продукты в прохладе сохраняют свежесть дольше. Но это свойство холода люди использовали очень давно. Копались погреба, вырубались ледники. Эти нехитрые приёмы использовались многими цивилизациями на протяжении уже более 1000 лет.

В 1873 году появился первый компрессионный холодильник с использованием эфира в качестве охлаждающего агента. Позже его из-за высокой огнеопасности заменили на сжиженный воздух и диоксид серы. И только в 30-х годах 19 века появились первые хладагенты – хлорфторуглероды.

Содержание:

Это позволило промышленности начать массовый выпуск холодильников.

Схема холодильника

Схему работы холодильника можно описать таким образом: при включении компрессора, из испарителя отсасывается, а затем сжимается в компрессоре хладагент. Затем он конденсируется в конденсаторе, дросселирует в капиллярной трубке и впрыскивается в испаритель. После этого компрессор вновь всасывает хладагент. Цикл замыкается.

Инструкция по эксплуатации

Какая температура должна быть в холодильнике?
Инструкция по эксплуатации холодильника каждой модели включает в себя несколько основных пунктов:

  • описание изделия;
  • установка;
  • включение;
  • техническое обслуживание и уход;
  • предосторожности и рекомендации;
  • неисправности и методы их исправления.

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.

Как устроен холодильник

Устройство и принцип работы предусматривают сочетание различных узлов. Наиболее важными считаются:

  • Конденсатор.
  • Двигатель.
  • Испаритель.
  • Капиллярная трубка.
  • Докипатель.
  • Осушительный фильтр.

Схема работы бытовой техники

Хладагент выступает в качестве основного активного элемента, за счет которого происходит снижение температуры. Дополнительные узлы требуются для упрощения процедуры управления. Современные модели снабжаются дисплеем, который отображает основную информацию. Устройство холодильника определяет возможность его установки в соответствии с рекомендациями в инструкции по эксплуатации.

Корпус

Основа аппарата должна быть прочной и жесткой. Если корпус изготавливается из листовой стали, толщина пластин варьируется от 0,6 до 1 мм. Но в современном производстве чаще всего используется более дешевый по сравнению с металлом ударопрочный пластик, ведь такой аппарат удобнее транспортировать из-за меньшего веса. Благодаря многообразию цветов и вариантом отделки, строение холодильника и его внешний вид можно легко подобрать под свой вкус.

Принцип работы холодильника: устройство и схема
Корпус

Дверь

Проем камер перекрывают две панели — наружная и внутренняя, объединенные в единый массив с теплоизоляционным материалом внутри. Дверь надежно удерживается в закрытом положении благодаря магнитам.

В более старых моделях для фиксации двери использовались курковые затворы.

Принцип работы холодильника: устройство и схема
Дверь

Уплотнители дверей

Чтобы в камеру не попадал теплый воздух, ее дверца должна быть герметичной. Нужный эффект обеспечивает расположенный по периметру внутренней панели уплотнительный профиль. Внутри него спрятан эластичный магнитный элемент, изготовленный из бария и смол. Он отвечает за плотное прилегание двери к корпусу.

Принцип работы холодильника: устройство и схема
Уплотнитель

Внутренние полки и шкафы

Внутри корпуса холодильника находятся шкафы, изготовленные из ударопрочного пластика или покрытой силикатно-титановой краской листовой стали. Современный ABC-пластик отличается эстетичностью, износостойкостью и устойчивостью к воздействию фреона.

Внутренняя поверхность низкотемпературных отделений прибора чаще всего производится из нержавеющей стали или алюминия. Стальные шкафы считаются наиболее гигиеничными, но их наличие увеличивает общий вес оборудования. Пластик имеет небольшую массу и низкий коэффициент теплопроводности, но в условиях низких температур его поверхность быстрее теряет свой первоначальный внешний вид.

Принцип работы холодильника: устройство и схема
Внутренности

Электродвигатель

Компрессорный холодильник снабжается двигателем, который предназначен для циркуляции охлаждающей жидкости по трубкам. Фреон продается в специализированных магазинах, заправляется исключительно при помощи специального оборудования. Рассматриваемый агрегат состоит из двух основных элементов:

  • Электрического мотора.
  • Компрессора.

Предназначение первого заключается в преобразовании электрического тока в механическую энергию. При этом конструкция состоит из двух элементов:

  • Статора.
  • Ротора.

При изготовлении статора применяется несколько медных катушек, ротор представлен стальным валом. Прохождение электрического тока становится причиной появления электромагнитной индукции, за счет которой возникает крутящий момент. Ротор приводится в движение под воздействием центробежной силы.

Электродвигатель холодильника

Подобный узел бытового устройства потребляет не менее 10% энергии. При частом открывании дверцы показатель электропотребления существенно повышается, т. к. происходит попадание теплого воздуха. Вращение ротора приводит к возвратно-поступательному движению поршня, за счет которого происходит перемещение жидкости.

Современные конструкции предусматривают установку компрессоров, внутрь которых вставляется электрический двигатель. Подобное расположение исключает вероятность самопроизвольной утечки вещества. Снизить степень вибрации устройства можно за счет установки двигателя на пружинах. Поэтому новые модели холодильников работают практически бесшумно.

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.

Капиллярная трубка

В системе применяется газ, который обеспечивает снижение температуры внутри основной и морозильной камер. Для снижения давления проводится установка капиллярной трубки. Ее особенности заключаются в нижеприведенных моментах:

  • Диаметр составляет 1,5-3 мм.
  • Располагается на участке между конденсатором и испарителем.

Капилярная труба

При изготовлении часто применяется медь. Основное требование заключается в высокой степени герметизации.

Испаритель

За охлаждение окружающего пространства отвечает испаритель рабочей жидкости. Этот элемент может быть расположен снаружи или внутри морозильной камеры.

Испаритель холодильника

Применяемый принцип работы позволяет снизить степень воздействия окружающей среды на внутреннюю. Поэтому производители смогли снизить вес конструкции.

Фильтр-осушитель

Холодильник устроен так, чтобы состояние рабочего газа было неизменным. В некоторых случаях в него может попадать влага, которая удаляется специальным фильтром. Его особенности следующие:

  • В качестве фильтра выступает трубка, диаметр которой составляет 10-20 мм.
  • Концы этого элемента вставляются в капиллярную трубку и конденсатор. При этом обеспечивается высокая степень герметизации.
  • Внутри устройства расположен цеолит, который представлен минеральным наполнителем с пористой структурой. Избежать попадания элемента в систему производители смогли за счет установки сетки.

Фильтр-осушитель холодильника

Даже при длительной эксплуатации проводить замену фильтрующего элемента не приходится. Некоторые производители предусматривают возможность разборки фильтра для удаления старого материала и размещения нового.

Докипатель

Подобный элемент представлен металлической емкостью, которая устанавливается между входом компрессора и испарителем. Среди особенностей докипателя можно отметить следующее:

  • Устройство применяется для доведения фреона до кипения.
  • При высокой температуре происходит испарение активного вещества.

Докипатель холодильника

Докипатель служит для защиты всей системы от попадания жидкости. Это связано с тем, что жидкость может стать причиной поломки устройства.

Термостат

Практически все холодильники снабжаются терморегулятором. Этот элемент предназначен для изменения температуры внутри основной или морозильной камеры. Особенности термостата следующие:

  • Контролирует температуру внутри холодильника.
  • Выступает в качестве регулирующего элемента.

Термостат у холодильника

Современный термостат позволяет указывать температуру с высокой точностью. При этом регулирующий блок электронный, основная информация отображается на аналоговом или ЖК-дисплее.

Защитное пусковое реле

Без этой детали не обходится ни одно охлаждающее устройство. Защитное реле обеспечивает включение компрессора в момент замыкания электрической цепи и своевременную остановку работы мотора.

Принцип работы холодильника: устройство и схема
Пусковое реле

Принцип работы холодильника

Сейчас в продаже можно найти несколько разновидностей холодильников, отличающихся друг от друга принципом функционирования. Давайте рассмотрим принципы работы холодильника для новичков, простым языком.

Принцип работы абсорбционных холодильников

Такая техника не имеет компрессора, а в качестве хладагента используется аммиак, который при попадании в абсорбер растворяется в воде. Принцип действия абсорбционных холодильника следующий: готовый раствор переходит сначала в десорбер, выполняющий роль испарителя, а затем в дефлегматор, где охлаждается и разделяется на отдельные составляющие. После прохождения конденсатора аммиак становится жидкостью, которая через абсорбер вновь попадает в испаритель.

Принцип работы холодильника: устройство и схема

В быту абсорбционные холодильники встречаются нечасто, так как они выходят из строя быстрее, чем модели с компрессором, а аммиак ядовит.

Саморазмораживающийся тип

В подобных холодильниках разморозка проходит в автоматическом режиме. Все устройства разделяют на два основных типа:

  • Капельное.
  • Ветреное.

Капельные характеризуются тем, что испаритель находится в задней части устройства. На момент работы образуется иней, который при оттаивании стекает вниз по специальным желобам. Компрессор из-за нагрева до высокой температуры испаряет жидкое вещество.

Саморазмораживающийся тип холодильника

Ветреная установка снабжается специальным элементом, который задувает внутрь корпуса холодный воздух. На момент оттаивания вещество стекает по специальным желобам в приемник.

Промышленные холодильники

Промышленные модели отличаются от бытовых высокой мощностью морозильного узла и большими размерами камеры.

Мощность двигателя может составлять несколько десятков киловатт, при этом рабочая температура может составлять +5…-50°С.

Оборудование рассматриваемой категории предназначено для глубокой заморозки большого количества продуктов. При этом объем камер может составлять от 5 до 5000 т. Устанавливается промышленное оборудование на заготовительных и перерабатывающих предприятиях.

Принцип работы инверторного холодильника

Электродвигатель стандартного компрессора то запускается, то выключается, испытывая при этом значительные нагрузки. Инверторная установка обеспечивает непрерывную работу мотора, изменяется лишь скорость его вращения. Такой режим позволяет сэкономить электроэнергию и снизить износостойкость отдельных деталей прибора.

Принцип работы холодильника: устройство и схема
Линейный компрессор более экономичный

Принцип работы холодильника ноу фрост с одним компрессором

Главный недостаток обычных холодильников для дома — превращение попадающей в камеру влаги в иней, который покрывает внутренние стенки прибора, перегружает компрессор и препятствует нормальному процессу охлаждения.

При наличии системы No Frost влага не замерзает, поэтому необходимость в регулярной разморозке холодильника отсутствует. Система предполагает наличие вентилятора, который располагается за испарителем и обеспечивает равномерное охлаждение продукции воздушными потоками. При этом на стенках испарителя скапливается конденсат, постепенно начинающий превращаться в иней. Благодаря специальному таймеру периодически включается ТЭН и лед тает. Образовавшаяся жидкость по трубкам перемещается в размещенный вне камеры поддон, откуда испаряется естественным путем.

Холодильники с системой «Ноу Фрост» реже нуждаются в уходе. Единственный их недостаток — сравнительно быстрое пересыхание продуктов из-за циркулирующего внутри камеры воздуха.

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.

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 двухкамерного холодильника с одним компрессором

Принцип работы двухкамерного холодильника с одним компрессором.

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.

Устройство термостата холодильника

Оптимальный климат в камере прибора поддерживает термостат. В некоторых моделях его можно найти в небольшой пластиковой коробке, расположенной внутри корпуса. Чтобы увидеть устройство, придется открутить и снять одну из стенок. В новых моделях терморегуляторы размещены снаружи, например, над дверцей.

С одной стороны детали есть трубка, ведущая к испарителю, а с другой — клеммы для присоединения проводов. В случае повышения температуры в камере хладагент расширяется, а давление в трубке увеличивается. В результате замыкаются контакты и запускается компрессор. При снижении температуры происходит обратный процесс — давление снижается, контакты размыкаются и компрессор останавливается. Современные холодильники оборудованы электронным термостатом, состоящим из блока управления с таймером и датчиков.

Как работает саморазморозка

Есть два вида систем саморазморозки холодильников:

  • Капельная (Direct Cool);
  • No Frost.

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.

Источники
  • https://ikuhnya.com/holodilnik/chto-takoe-holodilnik/
  • https://VTeple.xyz/princip-raboty-holodilnika/
  • https://Tehno.expert/holodilnik/printsip-raboty.html
  • https://make-a-choice.ru/princzip-raboty-holodilnika-ustrojstvo-i-shema/
  • https://dekamall.ru/pravila-ekspluatatsii/printsip-raboti-i-ustroistvo-kholodilnika-s-kompressorom.html

1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд 0,00, (оценок: 0)
Загрузка...
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Автор: Moroz

Копирайтер проекта СразуЧисто.
Adblock
detector