Четкое представление об устройстве и о процессах, происходящих внутри холодильного агрегата, помогает продлить срок службы и обеспечить безопасную эксплуатацию оборудования в быту. Понять принцип работы холодильника несложно.

В любой модели он заключается в образовании холодной среды путем поглощения тепла во внутренней части объекта и его последующего перенесения за пределы прибора.

Холодильное оборудование используется во многих сферах деятельности. Без него не обойтись в быту и невозможно представить полноценную работу производственных цехов на предприятиях, торговых площадок, заведений общественного питания.

В зависимости от целевого предназначения и области применения различают несколько основных типов приборов: абсорбционные, вихревые, термоэлектрические и компрессорные. Последний тип наиболее распространен, поэтому его подробно рассмотрим в следующем разделе.

Функционирование абсорбционной техники

В системе установок абсорбционного типа циркулируют два вещества – хладагент и абсорбент. Функции хладагента обычно выполняет аммиак, реже – ацетилен, метанол, фреон, раствор бромистого лития.

Абсорбент представляет собой жидкость, которая обладает достаточной поглотительной способностью. Это может быть серная кислота, вода и др.

Вся работа оборудования построена на принципе абсорбции, подразумевающем поглощение одного вещества другим. Конструкция состоит из нескольких ведущих узлов – испарителя, абсорбера, конденсатора, регулирующих вентилей, генератора, насоса

Элементы системы соединены трубками, с помощью которых образуется единый замкнутый контур. Охлаждение камер происходит за счет тепловой энергии.

Процесс осуществляется следующим образом:

• холодильный агент, растворенный в жидкости, проникает в испаритель;
• из концентрированного раствора выделяются кипящие при 33 градусах пары аммиака, охлаждающие объект;
• вещество переходит в абсорбер, где снова поглощается абсорбентом;
• насос перекачивает раствор в генератор, обогреваемый определенным источником тепла;
• вещество закипает и выделяемые аммиачные пары уходят в конденсатор;
• хладагент остывает и преобразовывается в жидкость;
• рабочее тело проходит сквозь регулирующий вентиль, сжимается и отправляется в испаритель.

В результате аммиак, циркулирующий в замкнутом контуре, забирает тепло из охлаждаемой камеры, поступая в испаритель. И отдает его во внешнюю среду, находясь в конденсаторе. Циклы воспроизводятся безостановочно.

Так как агрегат нельзя выключить, он не очень-то экономен и отличается повышенным расходом энергии. Если такое оборудование выходит из строя, отремонтировать его, скорее всего, не получится.

Зависимость абсорбционных приборов от перепадов напряжения, тока и других параметров электросети минимальна. Компактные размеры позволяют с легкостью устанавливать их на любом удобном участке

В конструкции приспособлений нет громоздких движущихся и трущихся элементов, поэтому у них низкий уровень шума.

Устройства актуальны для зданий, электрическая сеть которых подвергается постоянным пиковым нагрузкам, и мест, где отсутствует постоянное электроснабжение.

Принцип абсорбции реализуется в промышленных холодильных установках, небольших холодильниках для автомобилей и офисных помещений. Иногда он встречается в отдельных бытовых моделях, функционирующих на природном газу.

Принцип действия термоэлектрических моделей

Снижение температуры в камере термоэлектрического аппарата достигается с помощью специальной системы, которая выкачивает тепло согласно эффекту Пельтье.

Он подразумевает поглощение теплоты в области соединения двух разных проводников в момент прохождения через нее электротока.

Конструкция холодильников состоит из термоэлектрических элементов в форме куба, изготовленных из металлов. Они объединяются одной электрической схемой. Вместе с передвижением тока из одного элемента в другой перемещается и тепло.

Алюминиевая пластина поглощает его из внутреннего отсека, а затем передает кубическим рабочим деталям, которые, в свою очередь, выполняют перенаправление к стабилизатору.

Там, благодаря вентилятору, оно выбрасывается наружу. По такому принципу работают переносные сумки-холодильники.

В большинстве моделей термоэлектрических холодильных приборов при переключении полярности питания можно получать не только холод, но и тепло – до 60 градусов Цельсия. Эта функция применяется для подогрева продуктов

Оборудование используется в отрасли кемпинга, в легковых автомобилях и моторных лодках, часто ставится на дачах и в других местах, где можно обеспечить устройство электропитанием с напряжением в сети 12 В.

В термоэлектрических изделиях предусмотрен специальный аварийный механизм, который отключает их в случае перегрева рабочих деталей или отказа системы вентиляции.

К преимуществам подобного метода работы относятся высокая надежность и довольно низкий уровень шума при эксплуатации приборов. В числе недостатков – дороговизна, чувствительность к внешним температурам.

Особенности оборудования на вихревых охладителях

В приборах этой категории присутствует компрессор. Он сжимает воздух, который в дальнейшем расширяется в установленных блоках вихревых охладителей. Объект охлаждается вследствие резкого расширения сжатого воздуха.

Вихревые приспособления долговечные и безопасные: они не нуждаются в электричестве, не имеют движущихся элементов, не содержат опасных химических составов во внутренней системе конструкции

Широкого распространения метод вихревых охладителей не получил, а ограничился лишь тестовыми образцами.

Это объясняется большим расходом воздуха, очень шумной работой и относительно низкой холодопроизводительностью. Иногда устройства применяют на промышленных предприятиях.

Подробный обзор компрессорной техники

Компрессорные холодильники – наиболее распространенный тип оборудования в быту. Они есть почти в каждом доме - потребляют не слишком много энергоресурсов и безопасны в эксплуатации.

Самые удачные модели надежных производителей служат своим владельцам более 10 лет. Рассмотрим строение и принципы, по которым работают компрессорные бытовые приборы.

Особенности устройства оборудования

Классический бытовой холодильник – это вертикально ориентированный шкаф, оснащенный одной или двумя дверцами. Его корпус изготавливается из жесткой листовой стали толщиной около 0,6 мм либо прочного пластика, облегчающего вес несущей конструкции.

Для качественной герметизации изделия применяют пасту с высоким содержанием хлорвиниловой смолы. Поверхность грунтуется и покрывается качественной эмалью из краскопультов.

В производстве внутренних металлических отделений задействуют так называемый способ штамповки, пластиковые шкафы делают по методу вакуумного формования.

Двери прибора состоят из стальных листов. По краям вставляется плотный резиновый уплотнитель, не пропускающий внешний воздух. В некоторые модификации встраивают магнитные затворы

Между внутренней и наружной стенкой изделия обязательно прокладывают слой теплоизоляции, который защищает камеру от тепла, пытающегося проникнуть из окружающей среды, и предотвращают потерю образующегося внутри холода.

Для этих целей хорошо подходит минеральный или стеклянный войлок, пенополистирол, пенополиуретан.

Внутреннее пространство традиционно подразделяется на две функциональные зоны: холодильную и морозильную.

По форме компоновки различают:

• одно-;
• двух-;
• многокамерные приборы.

В отдельный вид выделены агрегаты Side-by-Side , включающие две камеры.

Однокамерные агрегаты снабжены одной дверью. В верхней части оборудования размещен морозильный отсек с собственной дверцей с откидным или открывающимся механизмом, в нижней – холодильный отдел с регулируемыми по высоте полками.

В камерах устанавливается осветительная аппаратура со светодиодом или лампой накаливания.

Приборы, сделанные по типу «бок о бок», гораздо объемнее и шире собратьев. Оба отсека в них занимают пространство по всей высоте оборудования. Они расположены параллельно друг другу

В двухкамерных агрегатах внутренние шкафы изолированы и отделены каждый своей дверью. Расположение отделов в них может быть европейским и азиатским. Первый вариант предполагает нижнюю компоновку морозильной камеры, второй – верхнюю.

Составляющие элементы агрегата

Холодильные установки компрессорного типа не производят холод. Они охлаждают объект, вбирая внутреннее тепло и переправляя его наружу.

Процедура образования холода протекает с участием следующих узлов:

• охладительный агент;
• конденсатор;
• испарительный радиатор;
• компрессорный аппарат;
• терморегулирующий вентиль.

В роли хладагента , которым заполняют систему холодильника, чаще всего выступает фреон – смесь газов с высоким уровнем текучести и довольно низкими показателями температуры кипения/испарения.

Он передвигается по замкнутому контуру, перенося тепло по различным участкам цикла.

В большинстве случаев в качестве рабочего элемента для домашних холодильных машин производители применяют Фреон 12. Этот бесцветный газ с едва ощутимым специфическим запахом не ядовит для человека и не влияет на вкус и свойства продуктов, хранящихся в камерах

Компрессор – центральная часть конструкции любого холодильника. Это инверторный или линейный мотор, провоцирующий принудительную циркуляцию газа в системе, нагнетая давление. Проще говоря, он сжимает пары фреона и заставляет их двигаться в нужном направлении.

Техника может быть оснащена одним или двумя компрессорами. Вибрации, возникающие при работе, поглощает внешняя либо внутренняя подвеска. В двухкомпрессионных моделях за каждую камеру отвечает отдельное устройство.

Классификацией компрессоров предусмотрено два подтипа:

1. Динамический . Вынуждает хладагент передвигаться за счет силы движения лопастей центробежного или осевого вентилятора. Имеет простое строение, но из-за низкого КПД и быстрого износа под действием крутящего момента в бытовом оборудовании используется редко.
2. Объемный . Сжимает рабочее тело при помощи специального механического устройства, которое запускается электродвигателем. Бывает поршневым и роторным. В основном в холодильниках устанавливаются именно такие компрессоры.

Поршневой аппарат представлен в виде электромотора с вертикальным валом, заключенного в цельный металлический кожух. Когда пусковое реле подсоединяет питание, он активизирует коленчатый вал, а поршень, закрепленный на нем, начинает двигаться.

К работе подключается система открывающихся и закрывающихся клапанов. В итоге фреоновые пары вытягиваются из испарителя и нагнетаются в конденсатор.

При поломках поршневого компрессора ремонт возможен только при условии применения специализированного профессионального оборудования. Любая разборка в бытовой обстановке чревата потерей герметичности и невозможностью дальнейшей эксплуатации

В роторных механизмах необходимое давление поддерживается двумя роторами, движущимися навстречу друг другу.

Фреон попадает в верхний карман, расположенный в начале валов, сжимается и выходит через нижнее отверстие небольшого диаметра. Для уменьшения трения в пространство между валами вводится масло.

Конденсаторы выполняются в виде решетки-змеевика, которую закрепляют на задней либо боковой стенке оборудования.

Они имеют разную конструкцию, но всегда отвечают за одну задачу: охлаждение горячих газовых паров до заданных значений температуры путем конденсации вещества и рассеивания тепла в помещении. Бывают щитовыми или ребристо-трубчатыми.

Испаритель состоит из тонкого алюминиевого трубопровода, спаянных стальных пластинок. Он контактирует с внутренними отсеками холодильника, эффективно отводит поглощенное тепло из прибора и существенно понижает температуру в шкафах

Терморегулирующий вентиль нужен для того, чтобы поддерживать давление рабочего тела на определенном уровне. Крупные узлы агрегата связывают между собой системой трубок, образующих герметичное замкнутое кольцо.

Последовательность рабочего цикла

Оптимальная температура для долговременного хранения провизии в компрессионных приборах создается в ходе рабочих циклов, осуществляющихся один за другим.

Протекают они следующим образом:

• при подключении аппарата к электросети запускается мотор-компрессор, сжимающий пары фреона, синхронно повышая их давление и температуру;
• под силой действия избыточного давления горячее рабочее тело, находящееся в газовом агрегатном состоянии, попадает в емкость конденсатора;
• передвигаясь по длинной металлической трубке, пар выбрасывает накопленное тепло во внешнюю среду, плавно остывает до комнатных температурных значений и превращается в жидкость;
• жидкое рабочее тело проходит через фильтр-осушитель, поглощающий лишнюю влагу;
• хладагент проникает сквозь узкую капиллярную трубку, на выходе из которой снижается его давление;
• вещество остывает и преобразовывается в газ;
• охлажденный пар добирается до испарителя и, проходя по его каналам, забирает тепло из внутренних отделений холодильного агрегата;
• температура фреона повышается, и он опять отправляется в компрессор.

Если говорить простыми словами о том, как работает компрессорный холодильник, то процесс выглядит так: компрессор перегоняет хладагент по замкнутому кругу. Который, в свою очередь, меняет агрегатное состояние благодаря специальным приспособлениям, собирает тепло внутри и переносит его наружу.

Рабочий цикл в системе повторяется до тех пор, пока не будут достигнуты температурные значения, заданные системными программами, и возобновляется вновь, когда фиксируется их повышение

После охлаждения до нужных параметров терморегулятор останавливает мотор, размыкая электрическую цепь.

Когда температура в камерах начинает повышаться, контакты замыкаются вновь, а электродвигатель компрессора приводится в действие защитно-пусковым реле. Именно поэтому в процессе работы холодильника постоянно то появляется, то опять затихает гул мотора.

Тонкости управления холодильником

В эксплуатации оборудования нет ничего сложного: оно функционирует в автоматическом режиме круглосуточно.

Единственное, что необходимо сделать при первом включении и периодически корректировать в процессе работы, – установить оптимальный в конкретных обстоятельствах температурный режим.

Нужная температура задается терморегулятором. В электромеханической системе значения выставляются на глаз или с учетом рекомендаций, указанных в инструкции производителя. При этом следует брать во внимание тип и количество продуктов, хранящихся в холодильнике.

Ручка регулятора представляет собой круглый механизм с несколькими делениями. Каждая отметка соответствует определенному температурному режиму: чем больше деление, тем ниже температура.

Для того чтобы оценить степень заморозки, специалисты советуют поначалу поставить регулятор в среднее положение, а спустя некоторое время при необходимости подкрутить его вправо или влево

Электронный блок позволяет задать температуру с максимальной точностью до 1 градуса с помощью поворотного регулятора или кнопок. Например, установить в морозильном отсеке значение -14 градусов. Все введенные параметры будут отображаться на цифровом дисплее.

Чтобы максимально продлить жизнь домашнему холодильнику, следует не только разбираться в его устройстве, но и грамотно за ним ухаживать.

Отсутствие должного сервиса и неправильная эксплуатация может привести к быстрому изнашиванию важных деталей и неполноценному функционированию.

Избежать нежелательных последствий можно, придерживаясь ряда правил:

1. Регулярно чистить конденсатор от грязи, пыли и паутины в моделях с открытой металлической решеткой на задней стенке. Для этого нужно использовать обычную слегка увлажненную тряпку или пылесос с маленькой насадкой.
2. Правильно установить технику . Следить за тем, чтобы расстояние между конденсатором и стеной комнаты было не меньше 10 см. Такая мера поможет обеспечить беспрепятственную циркуляцию воздушных масс.
3. Своевременно размораживать , не допуская образования чрезмерного слоя снега на стенках камер. При этом для устранения ледовых корок запрещено пускать в ход ножи и другие острые предметы, которые могут легко повредить и вывести из строя испаритель.

Также нужно учитывать, что холодильник нельзя ставить рядом с нагревательными приборами и в местах, где возможен прямой контакт с солнечными лучами.

Избыточное влияние внешнего тепла плохо сказывается на работе основных узлов и общей производительности прибора.

Для чистки фрагментов изделия, выполненных из нержавеющей стали, подходят только специальные средства, рекомендованные производителем в инструкции к прибору

Если планируется перевозка с места на место, то лучше всего транспортировать оборудование в грузовом автомобиле с высоким фургоном, фиксируя его в строго вертикальном положении.

Таким образом, можно предотвратить поломки мотора, вытекание масла из компрессора, попадающего непосредственно в контур циркуляции охлаждающего агента.

Выводы и полезное видео по теме

Как работает холодильный агрегат:

Подробное разъяснение устройства компрессионных холодильников:

Информация о работе абсорбционных машин:

Пока холодильное оборудование исправно работает, потребители редко интересуются его устройством. Однако этими знаниями не стоит пренебрегать . Они очень ценны, поскольку позволяют быстро определить причину поломки и обнаружить проблемное место, предотвратив серьезные неисправности.

Первый в мире холодильник появился в Америке, в 1805 году. Однако устройство не было признано, и лишь в начале двадцатого века изобрели прибор, который затем был одним из первых запатентован как холодильник, и положил начало всему холодильному оборудованию. Чтобы охладить предмет до температуры ниже той, которая внешне, требуется искусственное охлаждение с затратой определенного показателя энергии. Для данного метода искусственного охлаждения и изобретены специальные машины, которые отбирают тепло у охлаждаемых объектов и передают его за пределы обрабатываемого пространства. В результате поглощения тепла образовывается холодная среда. Соответственно данного принципа работают все холодильники.

Устройство, состав и принцип работы холодильника, в школе немного изучает предмет физика, вот только не каждый взрослый имеет представление о том, как работает этот аппарат. Анализ и изучение основных технических аспектов даст возможность в быту продлить срок эксплуатации, а так же обезопасить работу обычного холодильного шкафа для дома.

Устройство холодильника проще всего рассматривать на базе прибора компрессионного образца. Ведь сегодня в быту чаще всего используются только такие аппараты.

Вообще холодильные устройства бывают двух типов: абсорбционные и компрессионные. На сегодняшний день более широкое применение имеют, как мы знаем, компрессионные модели холодильников, в которых циркуляция хладагента запускается принудительно, с помощью работы мотора-компрессора.

Обычный холодильник состоит из следующих элементов:

• Компрессора, устройства, которое с помощью поршня толкает хладагент (специальный газ), создавая на разных участках системы различное давление;
• Испарителя, емкости, которая имеет сообщение с компрессором, и в которую попадает уже разжиженный газ, вбирающий тепло внутри холодильной камеры;
• Конденсатора, емкости, где сжатый газ отдает свое тепло окружающему пространству;
• Терморегулирующего вентиля, устройства, которое поддерживает необходимое давление хладагента;
• Хладагента, смеси газов (чаще всего это фреон), которая при воздействии работы компрессора циркулирует поток в системе, отдавая и забирая тепло на разных участках цикла.

Самым важным моментом в работе именно компрессионного агрегата является то, что он не производит холод как таковой, а охлаждает пространство вследствие вбирания тепла внутри устройства, и переправки его наружу. Данную функцию выполняет фреон. Он, попадая в испаритель, состоящий из алюминиевых трубок, а бывает и спаянных между собой пластинок, испаряется и поглощают тепло. В холодильниках старого поколения корпус испарителя является одновременно корпусом морозильной камеры. Поэтому, при размораживании этого пространства нельзя пользоваться острыми вещами для удаления льда. Если вы нечаянно повредите испаритель, весь фреон выветрится. Без него холодильник работать не будет, и потребуется дорогостоящий ремонт.

Как работает холодильник: принцип работы устройства

Под воздействием компрессора испарившиеся пары фреона выходят из испарителя и переходят в пространство конденсатора (систему из трубок, располагающуюся внутри стенок, а так же на задней части устройства). В этом конденсаторе хладагент относительно быстро остывает и постепенно становится жидким. Двигаясь в испаритель, газовая смесь сушится в фильтре-осушителе, а затем проходит сквозь капиллярную трубку. При входе в испаритель, увеличиваясь во внутреннем диаметре трубки давление резко падает, и газ превращается в парообразное состояние. Такой цикл повторяется столько, пока внутри устройства не будет достигнута заданная температура.

Как работает холодильник, должен знать каждый его владелец. Это даст возможность избежать непредвиденных проблем с устройством, и вовремя реагировать на возможные сбои в его работе.

В холодильниках со встроенной системой Ноу Фрост («без инея»), имеется только один испаритель. Он спрятан в морозилке под пластиковой стенкой. От него холод передается с помощью вентилятора. Тот, в свою очередь, расположен за испарителем. Сквозь технологические отверстия поток холодного воздуха попадает в морозильную, а потом и в холодильную камеру. Для того, чтобы оправдать такое название холодильник с системой «no frost» оборудован программой оттаивания. Это значит, что несколько раз в сутки в устройстве срабатывает таймер, который активизирует нагревательный элемент под испарителем. Произведенная жидкость испаряется за пределы холодильника.

Для определения холодопроизводительности, применяются следующие «стандартные» показатели температурного режима:

• Температура кипения хладагента в испарителе должна быть на уровне пятнадцать градусов по Цельсию ниже нуля;
• Конденсация достигается при температуре в пределах минус тридцать градусов соответственно шкалы по Цельсию;
• Всасывание паров хладагента происходит при пятнадцати градусах по Цельсию.

Жидкий хладагент перед регулирующим вентилем имеет температуру 32 градуса по Цельсию.

Схема холодильника: чертеж устройства и рабочий узел

Ни одна хладопроизводящая конструкция не смогла бы работать без правильно разработанной схемы, в которой определены все элементы и последовательность их взаимодействия.

Схема холодильника не является исключением. Только разобравшись досконально в чертежах, вы по-настоящему сможете понять принцип работы холодильного оборудования.

На самом деле процесс охлаждения происходит совсем не так, как мы привыкли считать. Холодильники не производят холод, а поглощают тепло, и из-за этого пространство внутри устройства лишено высоких температур. Схема холодильника включает в себя все элементы устройства, которые участвуют в обеспечении охлаждения воздуха внутри устройства, и последовательность действий данного механизма.

Из изображения на схеме можно понять следующее:

1. Фреон попадает в камеру для испарения, и проходя сквозь нее забирает из холодильного пространства тепло;
2. Хладагент перемещается в компрессор, а тот, в свою очередь, перегоняет его в конденсатор;
3. Проходя сквозь вышеуказанную систему, находящихся в холодильнике фреон, остывает, и превращается в жидкое вещество;
4. Остывавший хладагент попадает в испаритель, и во время прохода в трубку большего диаметра, превращается в газообразную смесь;
5. После этого он вбирает тепло из холодильной камеры вновь.

Данный принцип работы присущ всем холодильным установкам компрессионного типа.

Конденсатор холодильника: какие задачи он выполняет

Хладагент во время работы нагревается, так же как и перед тем, как ему поступить в конденсатор. Однако, после прохождения данного конденсатора хладагент охлаждается. Поэтому, можно сказать, что конденсатор – это трубопровод, который обычно выглядит как змеевик. Именно сюда и поступают пары хладагента. На змеевик могут оказывать влияние многие окружающие факторы, такие, как воздух. В холодильных больших размеров, для этих целей может использоваться вода.

Конденсатор холодильника выполняет роль охлаждения горячих паров хладагента. В маленьких холодильниках этот эффект достигается с помощью воздуха, в больших ему помогает справляться с работой вода.

Почти все холодильники сегодня, например, Самсунг, Атлант или Индезит обладают грамотным составом компонентов. В них встроены надежные конденсаторы. Однако, даже они при неправильном использовании могут выйти из строя. Устранить эту проблему могут только специалисты.

Разновидности конденсаторов в холодильниках:

• Боковой. Данный вид конденсаторов крепиться сбоку устройства и имеет ряд как преимуществ, так и недостатков.
• Конденсатор может находиться в устройстве снизу. Такой тип устройств работает быстрее, но очень быстро засоряется.
• Модели с пластинчатыми ребрами. Они обладают воздушным охлаждением.

Вне зависимости от типа конденсатора, который находится у вашей модели, постарайтесь держать его в порядке для недопущения поломок.

Важная деталь холодильника: испаритель

Продолжая разбираться в том, как устроен холодильник, рассмотрим его одну из главных составляющих – испаритель, или простыми словами – теплообменник.

Испаритель холодильника, в современных моделях который называют плачущий, очень важная и хрупкая деталь. Если по неосторожности вы повредите данный предмет, то восстановить работу холодильного агрегата будет не так уж и просто.

Строение данного прибора способствует передаче тепла от охлаждаемого элемента к испаряющемуся. Принципиальная разница между конденсатором и испарителем в том, что в первом устройстве хладагент выделяет окружающей среде тепло, а второй поглощает его, забирая из охлаждаемой среды.

Испарители в бытовых холодильниках бывают:

• Ребристотрубные;
• Листотрубные.

Изготавливают это важный элемент устройства в основном из стали или алюминия. Правильная работа испарителя – главный залог успеха работы всего прибора.

Принцип работы холодильника (видео)

Назначение бытового однокамерного или двухкамерного холодильника и морозильника, а может и холодильника-рефрижератора – обеспечивать продуктам питания необходимую для длительного их хранения, температуру. Современные холодильники оборудованы компрессором, из-за этого данный вид устройств называют компрессионный. Все составные части агрегата очень важны, поэтому пользоваться данным прибором нужно с осторожностью.

Устройство, а также принцип работы холодильника поверхностно изучается на уроках физики, однако, не каждый взрослый человек представляет, как работает холодильник? Рассмотрение и анализ основных технических аспектов поможет на практике продлить срок эксплуатации и улучшить работу бытового холодильника.

Устройство компрессионного холодильника

Устройство холодильника лучше всего рассматривать на примере компрессионного образца, поскольку в быту чаще всего используются именно такие аппараты:

1. – устройство, которое с помощью поршня проталкивает хладагент (газ), создавая разное давление на разных участках системы;
2. Испаритель – емкость, в которую попадает разжиженный газ, впитывающий тепло из холодильной камеры;
3. Конденсатор – емкость, в которой сжатый газ отдает тепло в окружающее пространство;
4. Терморегулирующий вентиль – устройство поддерживающее необходимое давление хладагента;
5. Хладагент – смесь газов (чаще всего используют фреон), которая под воздействием работы компрессора циркулирует в системе, забирая и отдавая тепло на разных ее участках.

Работа холодильника

Устройство холодильника, а также принцип работы холодильника с одной камерой можно понять, просмотрев соответствующее видео:

Самым важным аспектом в понимании работы компрессионного аппарата является то, что он не создает холод как таковой. Холод возникает вследствие отбора тепла внутри устройства и отправки его наружу. Эту функцию выполняет фреон. Попадая в испаритель, который обычно состоит из алюминиевых трубок или, спаянных между собой пластин, пары фреона поглощают тепло.

Это нужно знать: в холодильниках старого образца корпус испарителя одновременно является корпусом морозильной камеры. При размораживании этой камеры нельзя пользоваться острыми предметами для устранения льда, поскольку через пробитый корпус испарителя весь фреон выветрится. Холодильник без хладагента становится нерабочим и подлежит дорогостоящему ремонту.

Далее под воздействием компрессора пары фреона покидают испаритель и переходят в конденсатор (система из трубок, которые располагаются внутри стенок и на задней части агрегата). В конденсаторе хладагент остывает, постепенно становясь жидким. По пути в испаритель газовая смесь осушается в фильтре-осушителе, а также проходит через капиллярную трубку. На входе в испаритель за счет увеличения внутреннего диаметра трубки давление падает и газ становится парообразным. Цикл повторяется до тех пор, пока не будет достигнута необходимая температура.

Как работает компрессор?

При помощи поршня компрессор перегоняет хладагент из одной системы трубок в другую, попеременно меняя физическое состояние фреона. При подаче хладагента в конденсатор компрессор его сильно сжимает, отчего фреон нагревается. Пройдя длинный путь по лабиринту трубок конденсатора, охлажденный фреон через расширенную трубку попадает в испаритель. От резкой перемены давления хладагент быстро охлаждается. Теперь пары фреона способны поглотить определенную дозу тепла и перейти в систему трубок конденсатора.

В бытовых приборах используют полностью герметичные корпуса компрессоров, которые не пропускают рабочую газовую смесь. С целью герметичности электродвигатель, который приводит в движение поршень, тоже располагается внутри корпуса компрессора. Все трущиеся детали внутри мотор-компрессора смазаны специальным маслом.

Электрическая схема холодильника может стать полезной для тех, кто готов к самостоятельной диагностике и ремонту холодильника:

Устройство и принцип работы двухкамерного холодильника

Устройство двухкамерного холодильника отличается от однокамерного тем, что в каждом отсеке есть свой испаритель. В отличие от предшественников, в двухкамерных аппаратах оба отсека изолированы друг от друга. В таких устройствах морозилка, как правило, располагается, внизу, а холодильная часть – вверху. Принцип работы двухкамерного холодильника заключается в том, что рабочая газовая смесь сначала остужает испаритель морозилки до определенной минусовой температуры. Только после этого фреон переходит в испаритель холодильного отсека. После того, как испаритель холодильной камеры достигнет определенной минусовой температуры срабатывает терморегулятор, останавливающий работу мотора.

В быту чаще используются двухкамерные аппараты с одним компрессором. В агрегатах с двумя моторами принцип работы холодильника существенно не меняется, просто один компрессор работает на морозилку, другой – на холодильную камеру. Принято считать, что работа холодильника с одним компрессором более экономична, но на деле это не всегда так. Ведь в аппарате с двумя моторами можно отключать одну из камер, в работе которой нет нужды. Работа двухкамерного холодильника с одним компрессором всегда предполагает одновременное охлаждение обеих камер.

Холодильник и температура внешней среды

В инструкции по эксплуатации большинства бытовых холодильников указано при какой температуре лучше всего его эксплуатировать. Минимально допустимым показателем является температура +5 по Цельсию. Может ли холодильник работать в условиях холода, особенно, на морозе? Рассмотрим возможные проблемы:

• Неправильная работа термостата. В обычных условиях терморегулятор разрывает электрическую цепь при достижении необходимой температуры. Когда воздух внутри прогреется, термостат снова замкнет электрическую цепь, и мотор возобновит свою работу. В условиях минусовой температуры внешней среды термостат, скорее всего, повторно не включит компрессор, так как теплу внутри камеры попросту неоткуда взяться;
• Затрудненный запуск компрессора. В старых аппаратах чаще всего применялись хладагенты R12 и R22. Для нормальной работы использовались рефрижераторные масла, которые при температуре ниже +5С становятся слишком густыми, а это значит, что запуск и движение поршня будет затруднительным;
• Возникновение эффекта «влажного хода». Поскольку тепла в холодильнике нет, то нарушается работа испарителя. В компрессор поступает насыщенный каплями пар. В результате продолжительной работы в таких условиях вся механика мотора будет повреждена.

Простыми словами, щадящее отношение к устройству значительно продлит срок его работы.

Принцип работы абсорбционного холодильника

В абсорбционном аппарате охлаждение связано с испарением рабочей смеси. Чаще всего таким веществом является аммиак. Передвижение хладагента происходит в результате растворения аммиака в воде. Из абсорбера раствор аммиака поступает в десорбер, а далее – в дефлегматор, в котором смесь разделяется на первоначальные составляющие. В конденсаторе аммиак становится жидким и снова направляется в испаритель.

Перемещение жидкости обеспечивают струйные насосы. Кроме воды и аммиака в системе присутствует водород или другой инертный газ.

Чаще всего абсорбционный холодильник востребован там, где невозможно использовать обычный компрессионный аналог. В быту такие аппараты применяются редко, так как они сравнительно недолговечны, а хладагент представляет собой ядовитое вещество.

Режим работы и отдыха компрессионного холодильника

Многим пользователям интересен вопрос: сколько должен работать холодильник? Единственно верным критерием нормальной работы домашнего аппарата является достаточная степень заморозки и охлаждения продуктов в нем.

Сколько холодильник может работать, а сколько должен отдыхать не прописано ни в одной инструкции, однако, существует понятие «оптимального коэффициента рабочего времени». Для его вычисления продолжительность рабочего цикла разделяют на сумму рабочего и нерабочего цикла. Так, например, холодильник, проработавший 15 минут с дальнейшим 25-минутным отдыхом, будет иметь коэффициент 15/(15+25) = 0,37. Чем меньше этот коэффициент, тем лучше работает холодильник. Если в результате подсчета получится число меньше 0,2, то, скорее всего, неправильно выставлена температура в холодильнике. Коэффициент больше 0,6 означает, что герметичность агрегата нарушена.

Как работает холодильник No Frost?

В холодильниках с системой no frost («без инея») есть только один испаритель, который спрятан в морозилке за пластиковой стенкой. Холод от него передается при помощи вентилятора, который расположен за испарителем. Через технологические отверстия холодный воздух поступает в морозильную, а далее – в холодильную камеру.

Вконтакте

В однокамерных устройствах охлаждение камеры осуществляется от главного испарителя, который находится в верху холодильного шкафа. Охлажденный воздух с испарителя поступает вниз и понижает температуру в холодильной камеры. Для того, что бы не было резкого понижения температуры, под главным испарителем расположен поддон с маленькими отверстиями, через которые охлажденный воздух от испарителя попадает в холодильную камеру. Открытием и закрытием этих отверстий мы можем изменять температуру в холодильной камере. Из курса физики мы знаем, что холодный воздух всегда поступает вниз, и поэтому в однокамерных холодильниках морозильная камера находится всегда сверху.

Упрощенная электрическая схема холодильника

Холодильный агрегат в однокамерном устройстве работает по следующей схеме: компрессор откачивает пары холодильного агента из испарителя и нагнетает их в конденсатор, где они и охлаждаются, конденсируются и в конечном итоге переходят в жидкую фазу. Далее эта жидкость через фильтр-осушитель и капиллярные трубки поступает в испаритель где вскипает и начинает забирать тепловую энергию от поверхности испарителя, то есть охлаждая содержимое холодильника. Холодильный агент выкипает и превращается в пар во время прохождения через испаритель, который по той же самой схеме откачивается компрессором. Алгоритм циклично повторяется до момента времени, пока температура на поверхности испарителя не станет заданной, после чего термореле отключит компрессор.

Схема холодильника принцип работы

Под действием внешнего климатического воздействия температура в морозильной камере увеличивается, и термореле опять подключает компрессор. Работая по такой схеме, внутри холодильника держится постоянная температура. Для профилактики образования конденсата на поверхности трубопроводной системы по всей его длине устанавливается капиллярная трубка. Во время работы капиллярная трубка нагревается, тем самым нагревая трубопровод всасывания. В современных моделях капиллярная трубка располагается внутри трубопровода всасывания.

Двухкамерный аппарат в отличии от однокамерного брата имеет два отдельных испарителя для холодильной и морозильной камеры, разделенных теплоизолирующей перегородкой.

Упрощенная электрическая схема холодильника (двухкамерный)

Принцип работы двухкамерного следующий: холодильный агент закачиваемый компрессором, через капиллярною трубку, поступает на испаритель морозильной камеры, где вскипая и испаряясь, начинается процесс охлаждения поверхность испарителя. До-тех пор пока испаритель морозилки не обмёрзнет до минусовых значений, в другой испаритель находящийся в холодильной камере холодильный агент поступать не будет.

Как только испаритель в морозилке обмерзнет жидкий холодильный агент начнет поступать в испаритель холодильной камеры, понижая его температуру до минус 14°С, после чего термореле, отключит компрессор.А включение компрессора произойдет, также автоматически после нагрева испарителя до определённой температуры.

Компрессор – это сердце любого холодильника или морозильника. Если с ним возникли проблемы, то и холодильник работать точно не будет. У рядового потребителя возникает вопрос. Можно ли в домашних условиях проверить его? Оказывается, не только можно, но и нужно. Главное, чтоб для этого у вас были нужные знания и прямые руки.

Рассмотрен и описан схемотехнический принцип работы термостата, а также варианты замены сгоревшего регулятора температуры на его простые самодельные аналоги.

В рассмотренных выше принципах работы компрессора есть один существенный недостаток - компрессор работает на полную мощность, и даже несмотря на то, что он периодически отключается термореле общее энергопотребление значительно выше, чем у инверторных компрессоров

Принцип работы компрессора инверторного типа следующий: При подаче электропитания холодильник быстро набирает заданную температура охлаждения, а затем с помощью плавного изменения мощности компрессора держится требуемая температура, при этом инверторный компрессор не выключается, а уменьшает лишь количество циклов работы компрессора в единицу времени, а температура внутри холодильной камеры поддерживается постоянной.

Устранение неисправности дело серьезное, но любой радиолюбитель способен произвести несложный ремонт своими руками, и даже заменить некоторые вышедшие из строя узлы альтернативными радиолюбительскими конструкциями.

Иногда так случается, что подойдя к холодильнику рано утром, вы понимаете, что забыли плотно закрыть его дверь вечеро. Холодильник за ночь разморозился, и некоторые продукты для профилактики отравлений лучше отправить в мусорный бак. Чтобы этого избежать предлагаю собрать звуковой сигнализатор, и спустя какое-то время устройство само напомнит вам, чтобы дверь открыта. Конечно, в некоторые новые модели холодильников эта функция уже встроена, но старые прекрасно работающие бюджетные модели необходимо модернизировать, установив, как вариант, данную схему детектора.

Во многих моделях современных холодильников двери открываются с правой стороны. Но периодически появляются ситуации, в которых требуется изменить этот принцип и выполнить перевешивание дверей холодильника на противоположную сторону.

Отсутствие подсветки в холодильнике – приносит кучу неудобств, особенно в темное время суток. В старых холодильных устройствах применялись типовые лампы накаливания малой мощности, единственным их минусом была генерация тепла. В современной кухонной техники вместе с классическими лампами накаливания применяются люминесцентные и светодиодные лампы. Эти виды ламп куда более энергоэффективны и генерируют холодный белый свет, а главное почти не нагреваются. Но даже их приходится периодически заменять на новые, а чтоб правильно это сделать, следует ознакомиться с этой статьей.

Все системы охлаждения современных холодильников можно поделить на три класса: статическое охлаждение, система No Frost и динамическое охлаждение. Именно эти три группы и являются основой любого холодильного устройства.

Статическое охлаждение

Другое название этой систему "Direct Cool". Принцип работы следующий. Когда работает компрессор, температура в камере снижается за счет отбора тепла испарителем, который размещен в задней стенке корпуса. Температура задней стенки низкая и вся влага начинает конденсироваться и замерзать на ней. Когда температура снижается до заданного пользователем уровня, компрессор отключается. Через некоторое время замерзшие капли влаги на стенке начинают таить и стекать через специальное отверстие в контейнер, расположенный снаружи холодильника. Когда температура увеличивается до максимальных значений заданным настройками терморегулятора и компрессор снова срабатывет и все повторяется в той же последовательности. Температура в морозильной камере всегда находится в отрицательном диапазоне за счет конструкционных особенностей и площади испарителя.

Размораживание в холодильных устройствах со статической системой охлаждения называют ручным. Под размораживанием понимают только процесс разморозки морозильной камеры, так как из-за постоянной отрицательной температуры, влага постоянно намерзает на стенках камеры. В холодильной камере разморозка осуществляется автоматически.

Недостатком такой системы охлаждения является отсутствие равномерного охлаждения по всему объему. Интенсивность охлаждения в статических системах самая низкая. Достоинством является максимальное сохранение влаги продуктов.

Охлаждение No Frost

Система может работать без разморозки все время пока не сломается. Принцип ее работы следующий - т.к испаритель в таких холодильниках открыт, то воздух в камере контактирует с ним. В основу охлаждения No Frost лежит принудительная циркуляция воздуха в холодильной камере через испаритель. Во время работы компрессора воздух вентилятором прогоняется через испаритель, который забирает тепло и обладает достаточно низкой температурой. Вся влага, которая находится в воздухе, мгновенно замерзает на самом испарителе. За счет этого и не происходит наледи. Когда компрессор отключается достигая заложеного уровня температуры, влага на испарителе тает сама и выводится по специальному дренажному каналу. Аналогичный процесс идет и в морозильной камере.

Вместе с этой системой используется понятие многопоточной системы охлаждения Air Flow или Multi Air Flow. Отдельно в собственную систему охлаждения ее выделить нельзя, так как это система циркуляции всего лишь повышает эффективность охлаждения. Достоинством систем No Frost является отличная эффективность охлаждения. Так как распределенный воздушный поток образует одинаковую температуру в любой части холодильной камеры.

Из недостатков продукты в таких холодильниках частично теряют свою влагу и их желательно хранить в контейнерах.

Динамическое охлаждение

На самом деле это усовершенствованная статическая система но с определенными усовершенствованиями, в виде вентилятора камере. Принцип работы такой же как и в случае со статическим охлаждением. А вентилятор, обеспечивает принудительную циркуляцию воздуха в камере.

Эта система сочетает в себе плюсы статической и No Frost системы, обеспечивая наиболее лучшие условия для хранения продуктов.

В современных конструкциях холодильников используются комбинации систем охлаждения из-за чего их нельзя рассматривать как с одной конкретной системой. Например, фирма Electrolux выпускает холодильники с системой Frost Free. Но в оригенали это комбинация статической системы в холодильной камере и No Frost в морозилке.

Хозяевам не приходится задумываться об устройстве такого прибора, как холодильник. Главное, чтобы он вырабатывал холод круглый год, не шумел, не ломался, расходовал минимум электричества. Однако многие владельцы и не подозревают, что бытовые холодильники довольно хрупки, несмотря на свой внушительный внешний вид. Возможно, если им узнать принцип работы приборов, то они не допустят распространенных ошибок в ходе их эксплуатации.

Для начала расскажем о том, как именно эти агрегаты работают. Говоря простым языком, объясним, почему в холодильнике холодно даже в самый жаркий день. Постараемся обойтись без сложных технических деталей и ни одной важной мелочи не упустить.

Что такое хладагент

Даже если вы и не знаете, как устроен ваш холодильник, то о такой его составляющей, как хладагент, наверняка слышали. Под этим названием скрываются всевозможные жидкие химические вещества, циркулирующие по трубкам-конденсаторам в ваших холодильниках. По своей роли они – как кровь в кровеносной системе. Самый распространенный хладагент – фреон.

В русскоязычных странах хладагенты часто называют «хладонами», но их качества от этого не изменяются.

Принцип работы примерно такой же, как и у воды в системах отопления. Такой же, но со знаком «минус» – задача фреона не нагреть помещение, а забрать из него тепло. Сперва хладагент под давлением или воздействием тока превращается в газ, нагревается, затем по трубкам циркулирует в стенках холодильника, конденсируясь (становясь жидким). По простейшим законам термодинамики, во время этого процесса происходит отъем тепла из воздуха.

Различия холодильников по принципу действия

Теперь о самом сложном – принципе действии холодильника. То есть мы поговорим о том, каким образом внутренним камерам бытовых приборов передается холод. Существует три типа конструкций холодильников:

• компрессионные – в такой конструкции обязательно присутствует мотор-компрессор, а вещество-хладагент под воздействием давления постоянно переходит из жидкого в газовое состояние, одновременно отбирая тепло из камер;
• абсорбционные – в целом схожи с компрессорными моделями, но сам компрессор в них заменен на ТЭН (электрический нагреватель в виде трубки); изменение агрегатных состояний хладагента происходит под воздействием тока;
• термоэлектрические – в них совсем нет хладагента, а поглощение тепла (читайте выше про охлаждение) происходит за счет особых проводников, по которым проходит ток.

В прошлом выпускались еще и пароэжекторные холодильники, но сегодня это устаревший принцип устройства холодильного оборудования. В то время как у абсорбционных и термоэлектрических моделей чрезвычайно высокое потребление электричества, компрессорные агрегаты экономичны, служат долго, очень легко ремонтируются, к тому же являются самыми дешевыми. Единственный их минус – повышенная шумность.

Обращаться с компрессионными холодильниками нужно осторожно – компрессор чрезвычайно уязвим, может сломаться от сильной встряски, простого наклона, .

Компрессионное устройство холодильника сегодня – это самый массовый вариант. Поэтому этим моделям мы уделим больше всего внимания.

Устройство компрессионных холодильников

Неизменные составные части бытовых приборов, устроенных по компрессионному принципу, следующие:

– компрессор – самый громоздкий и шумный прибор, создающий давление на хладагент;
– конденсатор – трубопровод в виде сетки на задней стенке холодильника; по нему циркулирует хладагент;
– испаритель – трубопровод с низким давлением; в нем хладагент становится жидким, забирает тепло из атмосферы в камерах и морозильнике.

Также в конструкцию бытовых приборов иногда включают и другое оборудование – фильтры, расширительные вентили и другие необязательные составляющие.

Войдя снова в жидкое состояние, фреон возвращается к компрессору, и цикл повторяется. На одном и том же запасе хладагента холодильник может бесперебойно работать десятилетиями.

Компоновка холодильников

О том, как работает современный холодильник, мы рассказали. Теперь перейдем к более понятной рядовому пользователю теме – компоновке, то есть к способам расположения камер.

Компоновка является очень важной частью внутреннего устройства холодильника. Наиболее распространены три подвида:

• азиатская – морозильная камера расположена сверху; именно по такой схеме выпускались бытовые приборы в СССР; больше подходит для небольших моделей с маленькой вместимостью;
• европейская – самая распространенная разновидность, когда морозилки располагаются снизу, что упрощает конструкцию конденсаторов, удешевляет производство холодильника; схема оптимальная для холодильников средних размеров;
• американская – схема, популярная практически исключительно в Штатах, оттуда модели и поставляются на отечественные рынки; холодильные и морозильные камеры устроены «бок о бок», то есть разделяются по вертикали.

Американский способ компоновки более подходит для вместительных моделей, вплоть до 700 литров.

Подобное внутреннее устройство имеет большая часть холодильников на рынке. Особенно многочисленны среди них компрессионные модели – до 90% из всех выпущенных в мире.

Теперь вы будете в курсе, каким образом устроены большинство современных холодильников, какими они бывают в зависимости от компоновки.