Холодильник — устройство повседневной эксплуатации, которое является неотъемлемым атрибутом жизни современных людей. Оно используется для продолжительного хранения продуктов питания. Но многие пользователи не вникают в устройство холодильника и даже не знают, как он работает.
Как устроен холодильник
Чтобы разобраться, как работает холодильник, достаточно ознакомиться с его конструктивным исполнением. В устройстве оборудования присутствуют следующие узлы:
- Электромотор.
- Испаритель.
- Конденсатор.
- Капиллярная трубка.
Еще в холодильной камере используется фильтр, осушитель и докипатель.
Испаритель
Интересуясь, как устроен холодильник, необходимо обратить внимание на такую деталь, как испаритель. Он производится из алюминия в форме спирали. В одной камере может устанавливаться как 1, так и 2 испарителя. В первом случае деталь закрепляют в перегородке между морозилкой и основной камерой. Если 2 детали, то одну устанавливают сверху холодильной камеры, а вторую — в верхней части морозилки.
Испаритель отвечает за забор тепловой энергии из холодильного и морозильного отделений, сохраняя только холод. Принцип его работы построен на циркуляции хладагента — фреона.
Во время закипания вещество забирает тепловой потенциал и передает его системе охлаждения.
Размещение спирали выбрано таким методом, что теплый воздух всегда направляется вверх и взаимодействует с телом испарителя. Спираль отвечает за всасывание тепловой энергии и сохранение холодного воздуха внутри устройства. По этому принципу производится охлаждение.
Фильтр осушитель
Электросхема холодильника и принцип работы предусматривают циркуляцию фреона по контуру холодильника. Если отследить движение хладагента, то можно увидеть, как он переходит из газообразного состояния в жидкость. На входе в капиллярную трубку находится фильтр-осушитель, представляющий собой миниатюрный патрон из меди с вытянутыми концами. На них находятся отверстия со впаянным трубопроводом.
Задача фильтра заключается в удалении влаги с рабочего газа. Диаметр медной трубки составляет 10-20 мм. Концы трубки герметично соединены с капиллярной трубкой и конденсатором.
В фильтре-осушителе используется односторонний принцип действия, поэтому деталь не может работать на обратном режиме. В случае неправильного монтажа детали она может выйти из строя.
В трубке закреплен цеолит — специальный наполнитель минерального происхождения с высокопористой структурой. На 2 концах трубки можно увидеть заграждающие сетки.
В месте установки конденсатора есть металлическая сетка с ячейками до 2 мм. Со стороны капиллярной трубки находится синтетическая сетка с размерами ячеек около 0,1 мм.
Электродвигатель
Принцип работы холодильника предусматривает монтаж электрических двигателей. Они выпускаются с напряжением в 127 или 220 В. При нормальных нагрузках прибор функционирует циклично, т.е. запускается и отключается через заданный интервал. Этот временной промежуток получил название коэффициент рабочего времени. Чем он выше, тем больше расходует энергии прибор.
Основными составляющими двигателя являются компрессор и электромотор.
Последний отвечает за преобразование электрической энергии в механическую. В схеме работы холодильника упоминается, что электромотор состоит из 2 основных узлов:
- Статора.
- Ротора.
Под корпусом статора находятся медные катушки. Ротор выполнен в виде стального вала и совмещен с поршневыми узлами мотора.
Когда двигатель взаимодействует с электрической сетью, в катушках происходит электромагнитная индукция, которая провоцирует появление крутящего момента. Под воздействием центробежной силы ротор начинает вращаться.
При движении ротора мотора поршень перемещается линейным образом. Его передняя стенка выполняет сжатие и разряжение фреона до оптимального состояния.
В современных холодильниках принцип работы и внутреннее устройство предполагают размещение электромотора внутри компрессора. Эта электрическая схема препятствует самовольной утечке газа.
Чтобы исключить чрезмерные вибрации холодильника, двигатель устанавливают на пружинистой подвеске из металла. Деталь закрепляют с внутренней или наружной стороны прибора. В прогрессивных моделях пружина находится внутри двигателя, что обеспечивает эффективное подавление вибраций во время работы оборудования.
Капиллярная трубка
Изучая электрические схемы холодильников, можно увидеть такую деталь, как капиллярную трубку. Она отвечает за снижение давления газа и обладает диаметром от 1,5 до 3 мм. Деталь находится между конденсатором и испарителем.
Кто производитель вашего холодильника?
Докипатель
В принципиальном устройстве и принципе работы бытового холодильного оборудования упоминается наличие докипателя. Он выполнен в виде небольшого металлического резервуара, который закреплен на участке между входом в устройство компрессора и испарителя. Назначение детали заключается в доведении хладагента до кипения с последующим испарением.
Средство препятствует проникновению жидкости и выходу оборудования из строя.
Конденсатор
Конденсатор — это змеевидный трубопровод (простыми словами змеевик) диаметром около 5 мм. Изделие отводит тепловую энергию от рабочей жидкости в окружающую среду и находится на задней внешней поверхности холодильника.
Принцип работы
Принцип работы холодильника заключается в следующем:
- Тепловая энергия передается из камеры в окружающую среду.
- Холод концентрируется внутри корпуса.
Чтобы отобрать тепло, необходимо применить хладагент, который называется фреоном. Этот газообразный состав состоит из этана, хлора и фтора. Он может переходить в жидкое состояние и газообразное. Это случается при скачках давления.
Компрессор холодильника всасывает хладагент внутрь. В системе используется электрический двигатель, который запускает вращение поршня. Этот механизм вызывает сжатие газа.
Процесс разделен на 2 этапа:
- Изначально поршень движется в возвратном направлении, а когда он смещается, происходит открытие впускного клапана.
- Затем поршень движется в обратном направлении, сжимая газообразное вещество. Сжатый хладагент воздействует на пластину выпускного клапана, что приводит к резкому скачку давления. В результате газ нагревается до +100 °C, а клапан открывается и выпускает его наружу.
Подогретое вещество направляется в конденсатор, а затем передается в окружающую среду. При передаче тепла запускается конденсация газа, а фреон приобретает состояние жидкости.
Саморазмораживающийся
Модели с саморазмораживающейся функцией выполняют цикл разморозки в автоматическом режиме. Всего есть 2 типа таких систем:
- Капельная.
- Ветреная (No frost).
В оборудовании с капельной функцией испаритель размещается сзади аппарата. Когда устройство работает, сзади на стенке появляется иней. В процессе размораживания наледь перемещается по желобам в нижнюю секцию холодильника. По мере нагревания компрессора происходит испарение жидкости.
В моделях с такой системой воздух от испарителя передается внутрь камеры с помощью вентилятора. Затем он стекает по желобкам в специальный отсек.
Слово «ноу фрост» ничего не говорит для новичков. Поэтому при ознакомлении с принципом действия холодильника необходимо уточнить, как работает система No frost и что это такое.
Инверторный
Компрессорные установки в инверторных холодильниках выполняют аккумуляцию и преобразование постоянного тока в переменный с номинальным напряжением в 220 В. Принцип их действия заключается в плавном изменении оборотов двигательного вала.
Когда холодильник запускается, инвертор достигает требуемого количества оборотов для поддержания нормального температурного режима под корпусом. После этого оборудование переходит в стадию ожидания. По мере повышения температуры происходит срабатывание датчика, а скорость вращения растет.
Абсорбционный
Специфика работы абсорбционных моделей сводится к бесперебойной циркуляции и испарению фреона в жидком состоянии. Его роль выполняет аммиак, а в качестве поглотителя (абсорбента) используется водный аммиачный состав.
В системе охлаждения присутствует хромат натрия и водород. Первый обеспечивают защиту стенок от коррозийных процессов, а второй регулирует давление в системе.
Когда оборудование подключается к электроснабжению, кипятильник нагревает рабочий состав, размещенный в специальной емкости. После этого сжиженный хладагент передается испарителю и соединяется с водородом. Из-за разности давлений 2 составов аммиак испаряется.
Охлажденное вещество отнимает тепловую энергию извне.
Промышленные
Промышленное оборудование отличается от бытового показателями мощности и габаритами камер охлаждения. Производительность холодильников достигает нескольких десятков кВт, а рабочий температурный диапазон морозилок варьируется в пределах +5…-50 °C.
Промышленные агрегаты используются для эффективного охлаждения и глубокой заморозки продуктов. Объем камеры варьируется от 5 до 5 тыс. т. Основные сферы применения — предприятия по заготовке и переработке продуктов.
Принципиальная электрическая схема
В электрической схеме холодильника используется 2-проводная концепция. Система работает от бытовой сети однофазного тока с помощью штепсельной вилки. В составе используется дополнительный контур заземления. Компрессор управляется с помощью терморегулятора — защитного реле со встроенным температурным датчиком. Устройство автоматически передает питание во время прогревания камеры. Когда воздух охлаждается, оно отправляет сигнал остановки ротора.
- Правильное использование холодильника и почему он ломается
- Сколько должно быть градусов в морозильной камере холодильника