Давайте рассмотрим устройство холодильника компрессионного типа и как он работает.
Все части холодильника:
Компрессор;
Конденсатор;
Испаритель;
Капиллярная трубка или ТРВ (термо-регулирующий вентиль);
Трубки для их соединения, имеют замкнутую герметичную систему .
В каждой системе холодильника закачан фреон. Фреон - это хладагент, с помощью которого переносится тепло из внутренней части холодильника в окружающую среду. Когда компрессор работает, то он создает давление в несколько атмосфер, сжимая фреон, выталкивает его в конденсатор, где он остывает. В конденсаторе фреон начинает остывать и переходит из газообразного состояния в жидкое состояние. К конденсатору припаян фильтр-осушитель, а к фильтру капиллярная трубка. Фильтр служит для улавливания твердых частиц и влаги в системе (если они имеются). По тонкой капиллярной трубке фреон поступает в испаритель. В испарителе фреон начинает активно вскипать и начинается охлаждение камеры. И весь цикл повториться снова много раз.
На сегодняшний день, данная работа любого бытового холодильника Атлант , Индезит, Самсунг или Либхер основан на таком принципе.
Почему не стоит ремонтировать холодильник своими руками
Без определенных знаний лучше не лезть и не разбирать холодильник. своими руками без специального инструмента практически невозможно. Такой ремонт может привести к более серьезной неисправности и сэкономить деньги тут уже точно не получиться. Для ремонта необходимо имет: горелку, баллон с фреоном, вакуумный насос, припой и т.д. Согласитесь, сделать ремонт мастеру по холодильникам не составит труда. А если Вы собрались сделать заправку фреона своими руками, то необходимо потратить около 15тыс. рублей только на покупку необходимого инструмента! И вы точно не сэкономите на ремонте - это факт!
Доверьте ремонт холодильников профессионалам своего дела - звоните!
Устройство бытового холодильника состоит из нескольких частей:
На рисунке представлено устройство двухкамерного бытового холодильника с одним компрессором. Холодильная камера – плачущий испаритель. Морозильная камера – без "No Frost".
Устройство двухкамерного холодильника с одним компрессором
- Нагнетательный трубопровод
- Конденсатор
- Капиллярная трубка
ТЕПЛОВЫЕ И ВОЗДУШНЫЕ ПОТОКИ
В работе холодильника используют основные законов термодинамики. Как это происходит, следует рассмотреть подробно. Прежде всего, нужно отметить простые, интуитивно понятные факты:
- Холодильник отбирает тепло из объектов, которые находятся внутри него, а не целенаправленно охлаждает продукты.
- Тепло распространяется от теплых предметов к более холодным. Чем выше разность температур объектов, тем быстрее перемещается тепло, и так происходит, пока температура станет везде одинаковой.
Когда в холодильник кладут теплые продукты, тепловая энергия уходит из них в окружающий воздух морозильной камеры или низкотемпературного отделения. Содержимое в результате охлаждается, и этот эффект мы отмечаем, как желательный. Но поскольку воздух нагрелся, его тоже, в свою очередь, нужно где-то охладить.
Для удаления избытка тепла из нагретого воздуха и замены его возле охлаждаемых продуктов важна правильная организация воздушных потоков. Движение воздуха осуществляет принудительная вентиляция. Воздух проходит через испаритель, оснащенный вентилятором. Там тепло передается хладагенту (обычно газу фреону) быстро, поскольку велика разность температур. Температура фреона достаточно низкая - от -10ºС до -40ºС. В классических холодильниках хладагент протекает по каналам в стенках морозильной камеры и радиаторам, выступающим внутрь основной камеры. Их располагают сверху, чтобы более тяжелый холодный воздух опускался вниз самотоком.
СИСТЕМА РАЗМОРАЖИВАНИЯ
При открывании двери холодильника внутрь попадает много теплого и насыщенного влагой воздуха. Испаритель очень холодный, и вода сразу конденсируется на его поверхности, покрывая ее инеем, а затем - все более толстым слоем намерзшего льда. Лед препятствует теплообмену между воздухом и фреоном. Эффективность работы холодильника падает, он потребляет больше электроэнергии и сильнее изнашивается. Для предотвращения этого нужно время от времени размораживать холодильник.
Современные системы размораживают по таймеру - через 6-12 часов охлаждение воздуха прекращается, несколько минут лед тает, и поверхность испарителя освобождается от него. Таймер бывает механический или автоматический. Сложная электроника или ручной таймер регулярно прекращает работу компрессора и включает оттайку (электронагреватель), которая подогревает испаритель. Стекающую воду собирают в поддон через дренажные отверстия, откуда она испаряется, если воды много - придется ее вылить вручную. Для защиты охлаждающего контура от перегрева при оттаивании устанавливают термостат. Он размыкает электрическую цепь по достижении определенной температуры.
КОНТРОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ
Охлажденные продукты выделяют меньшее количество тепла, воздух остается холодным длительное время. Термостат регулирует процесс, включая и выключая компрессор на основании показаний термометра. Рабочий диапазон температур настраивают рукояткой регулировки, обычно он составляет несколько градусов.
Как правило, в холодильнике лишь один испаритель, он поставляет холодный воздух повсюду - в морозилку и основное отделение. Для поддержания в морозилке более низкой температуры охлажденный воздух преимущественно находится в ней, лишь малое его количество поступает в другие отсеки. Баланс воздуха между морозильником и основным отделением регулируют заслонкой. Она находится в канале, соединяющем отсеки, и работает под управлением отдельного регулятора.
КУДА УХОДИТ ТЕПЛО?
Нагретый фреон из испарителя подают в компрессор, где сжимают поршнем и он сильно нагревается, согласно законам термодинамики. Электрическая энергия из сети переходит в обмотках двигателя в механическую, а затем в поршневой камере - в тепловую. Законы сохранения выполняются безупречно. Вывести излишнее тепло из раскаленного фреона просто, он горячее комнатного воздуха и охлаждается при прохождении через конденсатор - решетку, выступающую наружу на задней стороне холодильника.
В «продвинутых» моделях холодильников воздух продувается через конденсатор отдельным вентилятором. Тепло конденсатора можно использовать для испарения воды из поддона, стекающей в него при разморозке. Таким образом, влага возвращается туда, откуда пришла - в окружающую холодильник атмосферу. Охлажденный в конденсаторе фреон поступает обратно в холодильный контур, где компрессор создает разрежение, и газ расширяется, достигая очень низких температур. Цикл повторяется. Задача инженеров-разработчиков - правильно рассчитать объем и форму камер холодильника, мощность устройств, чтобы КПД системы был максимальным. Современные холодильники в этом отношении доведены до идеала.
Статья специально написана простыми словами, чтобы обычный владелец любого бытового холодильника смог бы разобраться в устройстве этой техники.
Дополнительная информация
Классический холодильник, без системы No Frost работает следующим образом:
Мотор - компрессор (1), засасывает газообразный фреон из испарителя, сжимает его, и через фильтр (6) выталкивает в конденсатор (7).
В конденсаторе, нагретый в результате сжатия фреон остывает до комнатной температуры и окончательно переходит в жидкое состояние.
Жидкий фреон, находящийся под давлением, через отверстие капиляра (8) попадает во внутреннюю полость испарителя (5), переходит в газообразное состояние, в результате чего, отнимает тепло от стенок испарителя, а испаритель, в свою очередь, охлаждает внутреннее пространство холодильника.
Этот процесс повторяется до достижения заданной терморегулятором (3) температуры стенок испарителя.
При достижении необходимой температуры терморегулятор размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается.
Через некоторое время, температура в холодильнике (за счет воздействия внешних факторов) начинает повышаться, контакты терморегулятора замыкаются, с помощью защитно-пускового реле (2) запускается электродвигатель мотор - компрессора и весь цикл повторяется сначала (см. пункт 1)
1-Мотор-компрессор; 2-Защитно-пусковое реле;
3-Терморегулятор; 4-Внутренняя лампа освещения холодильника; 5-Испаритель;
6-Фильтр-осушитель; 7-Конденсатор; 8-Капиляр; 9-Включатель лампы
Электрическое оборудование холодильников
К электрическому оборудованию бытовых холодильников
относятся следующие приборы:
электрические нагреватели: для обогрева генератора в абсорбционных холодильных
агрегатах; для предохранения дверного проема низкотемпературной (морозильной)
камеры от выпадения конденсата (запотевания) на стенках; для обогрева испарителя
при полуавтоматическом и автоматическом удалении снежного покрова;
электродвигатель компрессора (это относится к компрессионным холодильникам);
проходные герметичные контакты для соединения обмоток электродвигателя с
внешней электропроводкой холодильника через стенку кожуха мотор-компрессора;
осветительная аппаратура, предназначенная для освещения холодильной камеры;
вентиляторы: для обдува конденсатора холодильного агрегата воздухом (при
использовании в холодильниках конденсаторов с принудительным охлаждением) и для
принудительной циркуляции воздуха в камерах холодильников.
К приборам автоматики бытовых холодильников относятся:
датчики-реле температуры (терморегуляторы) для поддержания заданной
температуры в холодильной или низкотемпературной камере бытовых холодильников;
пусковое реле для автоматического включения пусковой обмотки электродвигателя
при запуске;
защитное реле для предохранения обмоток электродвигателя от токов перегрузки;
приборы автоматики для удаления снежного покрова со стенок испарителя
Электрическая схема холодильника и принцип ее работы.
При подаче напряжения электрический ток проходит через замкнутые контакты
терморегулятора (3), кнопки размораживания (10), реле тепловой защиты (11),
катушку пускового реле (контакты пускового реле12.2 пока разомкнуты) и рабочую
обмотку электродвигателя мотор-компрессора.
Поскольку двигатель пока не вращается, ток протекающий через рабочую обмотку
мотор-компрессора в несколько раз превышает номинальный, пусковое реле (12)
устроено таким образом, что при превышении номинального значения тока замыкаются
контакты (12.2), к цепи подключается пусковая обмотка электродвигателя.
Двигатель начинает вращаться, ток в рабочей обмотке снижается, контакты
пускового реле размыкаются и двигатель продолжает работать в нормальном режиме.
Когда стенки испарителя охладятся до установленного на терморегуляторе значения,
контакты (3) разомкнуться и электродвигатель мотор-компрессора остановиться.
С течением времени температура внутри холодильника повышается, контакты
терморегулятора замыкаются и весь цикл повторяется заново.
Реле защиты предназначено для отключения двигателя при опасном повышении силы
тока. С одной стороны оно защищает двигатель от перегрева и поломки, а с другой
- Вашу квартиру от пожара.
Реле состоит из биметаллической пластины (11.1), которая при повышении
температуры изгибается и размыкает контакты (11.2), после остывания
биметаллической пластины контакты снова замыкаются.
12.1 - катушка реле; 12.2 - контакты реле
Из каких материалов изготовлен холодильник
Упрощенно представляя, холодильник состоит из изотермического шкафа и электрического оборудования (холодильного агрегата)
Корпус
Корпус является несущей конструкцией, поэтому должен быть достаточно жестким.
Его изготавливают из листовой стали толщиной 0,6-0,1 мм. Герметичность наружного
шкафа обеспечивается пастой ПВ-3 на основе хлорвиниловой смолы. Поверхность
шкафа фосфатируют, затем грунтуют и дважды покрывают белой эмалью МЛ-12-01,
ЭП-148, МЛ-242, МЛ-283 или др. Выполняют это с помощью краскопультов или в
электростатическом поле. Поверхность сервировочного столика, если таковой
имеется, покрывают полиэфирным лаком.
В последнее время для изготовления корпуса холодильника все чаще применяют ударопрочные пластики. Благодаря этому сокращается расход металла и уменьшается масса холодильного прибора.
Внутренние шкафы холодильников
Металлические внутренние шкафы из стального листа толщиной 0,7- 0,9 мм
изготавливают методом штамповки и сварки и эмалируют горячим способом
силикатно-титановой эмалью.
Пластмассовые камеры изготавливают из АБС-пластика или из ударопрочного
полистирола методом вакуум-формирования. АБС (акрилбутадиеновый стирол) обладает
высокими механическими свойствами и стойкостью по отношению к хладону (фреону).
Детали из АБС-пластика, покрытые хромом и никелем, широко применяются в
декоративных целях. АБС-пластики отечественного производства по
физико-механическим свойствам делятся на четыре группы:
АБС-0903 средней ударной вязкости;
АБС-1106Э, АБС-1308, АБС-1530, АБС-2020 повышенной ударной вязкости;
АБС-2501К, АБС-2512Э, АБС-2802Э высокой ударной вязкости;
АБС-0809Т, АБС-0804Т, АБС-1002Т повышенной теплостойкости.
АБС-пластики выпускаются в виде гранул диаметром не более 3 мм и длиной 4-5 мм
или в виде порошка и перерабатываются литьем под давлением, выдуванием,
термоформованием. Камеры у морозильников и камеры низкотемпературных отделений
холодильников металлические - из алюминия или нержавеющей стали. Стальные камеры
более долговечны, гигиеничны, но они увеличивают массу холодильника и требуют
особых способов крепления к наружному корпусу для наиболее эффективной
теплоизоляции от окружающей среды.
К преимуществам пластмассовых камер относятся технологичность изготовления,
малый коэффициент теплопроводности, меньшая масса. Однако такие камеры быстрее
стареют, со временем теряют товарный вид, менее долговечны и менее прочны по
сравнению с металлическими. В холодильниках с пластмассовыми камерами по
периметру дверного проема не устанавливают накладки, закрывающие теплоизоляцию,
так как роль накладок выполняют отбортованные края камеры.
Двери
Изготовляют из стального листа толщиной 0,8 мм методом штамповки и сварки. В
некоторых моделях холодильников двери изготовлены из древесностружечной плиты
или ударопрочного полистирола.
Дверь холодильника состоит из наружной и внутренней панелей, теплоизоляции между ними и уплотнителя. Панели двери изготовляют из ударопрочного полистирола методом вакуум-формования. Толщина листа 2-3 мм. У большинства холодильников двери открываются слева направо. В всех современных холодильниках предусмотрена перенавеска двери, т.е. возможность открывания двери справа налево. У настенных холодильников дверь двухстворчатая.
Дверь холодильника должна плотно прилегать к дверному проему, иначе теплый воздух будет проникать в камеру. Для обеспечения герметичности внутреннюю сторону двери по всему периметру окантовывают магнитным уплотнителем разного профиля. В холодильниках старых конструкций применялись резиновые уплотнители баллонного типа.
Двери в закрытом положении удерживаются с помощью механических (чаще куркового типа) или магнитных затворов. Последние наиболее распространены. При их наличии ручку двери можно расположить на разной высоте, исходя из требований технической эстетики. Замена дверных петель специальными навесками, укрепляемыми сверху и снизу двери, уменьшает общие габариты холодильника при открывании двери, что важно при установке холодильников в углу помещений.
Теплоизоляция
Теплоизоляцию применяют для защиты холодильной камеры от проникновения тепла
окружающей среды и прокладывают по стенкам, верху и дну холодильного шкафа и
холодильной камеры, а также под внутренней панелью двери. От теплоизоляционных
материалов требуется, чтобы они обладали низким коэффициентом теплопроводности,
небольшой объемной массой, малой гигроскопичностью, влагостойкостью, были
огнестойкими, долговечными, дешевыми, биостойкими, не издавали запаха, а также
были механически прочными. Для теплоизоляции шкафа и двери холодильников
применяют штапельное стекловолокно МТ-35, МТХ-5, МТХ-8, минеральный войлок,
пенополистирол ПСВ и ПСВ-С и пенополиуретан ППУ-309М.
Минеральный войлок изготовляют из минеральной ваты путем обработки ее растворами синтетических смол. Исходным сырьем для получения минеральной ваты служат минеральные породы (доломит, доломитоглинистый мергель), а также металлургические шлаки.
Стеклянный войлок - разновидность искусственного минерального войлока. Он состоит из тонких (толщина 10-12 мк) коротких стеклянных нитей, связанных синтетическими смолами. Теплоизоляция из стеклянного войлока и супертонкого волокна биостойка, не имеет запаха, обладает водоотталкивающим свойством, удобно укладывается и поэтому часто применяется.
Пенополистирол - синтетический теплоизоляционный материал. Он представляет собой легкую твердую пористую газонаполненную пластмассу с равномерно распределенными замкнутыми порами. Теплоизоляцию из пенополистирола получают вспениванием жидкого полистирола непосредственно в простенках холодильной камеры и корпуса шкафа холодильника.
Пенополиуретан - пенопласты мелкопористой жесткой структуры, полученные путем
вспучивания полиуретановых смол с применением соответствующих катализаторов и
эмульгаторов. Для повышения теплозащитных свойств в качестве вспучивающего газа
применяют хладон-11 и др. Процесс пенообразования и затвердевания пены
происходит в течение 10-15 мин при температуре до 5 °С.
Пенополиуретан обладает малой объемной массой, низким коэффициентом
теплопроводности, влагостоек. Его можно вспенивать непосредственно в холодильном
шкафу. При этом он равномерно и без воздушных полостей заполняет все
пространство в простенках, хорошо склеивается со стенками, повышая прочность
шкафа.
В зависимости от качества теплоизоляционных материалов толщина изоляции в стенках шкафа холодильника может быть от 30 до 70 мм, в двери - от 35 до 50 мм. Замена теплоизоляции из стекловолокна изоляцией из пенополиуретана позволяет при одних и тех же габаритах корпуса увеличить объем холодильника на 25%.
Затворы и уплотнители дверей
Ранее в холодильниках применялись курковые и секторные затворы дверей. В
современных холодильниках применяются магнитные запоры.
Магнитные затворы представляют собой эластичную магнитную вставку, помещенную в уплотнительный профиль на внутренней панели двери. При закрывании двери она плотно притягивается к металлическому корпусу. Исходным сырьем для получения магнитных материалов служит феррит бария ВаО в смеси с каучуками или поливиниловыми и другими смолами, придающими ему гибкость. Изготовленные ленты эластичного магнита намагничивают в магнитном поле.
Притягивая уплотнитель к шкафу по всему периметру, магнитный затвор обеспечивает хорошее уплотнение и в то же время не требует усилий для открывания двери, которое необходимо проверять динамометром с погрешностью +1 Н. Динамометр прикрепляют к ручке на расстоянии, наиболее отдаленном от шарниров. Усилие при этом должно быть направлено перпендикулярно плоскости двери.
Для дверных уплотнителей в холодильниках с курковыми и секторными затворами применяют пищевую резину, с магнитными затворами - поливинилхлоридные и полихлорвиниловые уплотнители с магнитной вставкой и магнитные уплотнители с дополнительными удерживателями. В холодильниках с механическим затвором плотное закрывание двери достигается благодаря сжатию профиля резинового уплотнителя.
В холодильниках с магнитным затвором уплотнитель притягивается к шкафу силой притяжения магнита, при этом профиль уплотнителя растягивается. Уплотнитель имеет два баллона. Баллон прямоугольного сечения, в котором находится магнитная вставка, прижимается передней плоскостью к шкафу. Толщина стенки баллона существенно влияет на силу притяжения уплотнителя и не превышает 0,45 мм. Баллон "гармошка" служит для компенсации небольшого свободного хода двери. В свободном состоянии уплотнителя "гармошка" несколько сжата и при отходе двери растягивается, препятствуя отрыву уплотнителя от шкафа. Для эффективной работы профиль баллона "гармошка" имеет небольшое сопротивление растяжению, что обеспечивается тонкими стенками баллона, а также соответствующей конфигурацией его.
Магнитные вставки узлов уплотнения делают прямоугольного сечения. Их изготовляют из эластичных многокомпонентных ферритонаполненных композиций. Улучшить магнитные, физико-химические и термомеханические свойства, а также технико-экономические показатели магнитных эластичных вставок стало возможным благодаря использованию новых полимерных композиций на основе сополимеров ЭВА.
Уплотнение двери следует проверять, не включая холодильник в сеть. Бумажная полоска шириной 50 мм и толщиной 0,08 мм, заложенная между уплотнителем двери и закрываемой поверхностью шкафа, ни в одном месте не должна свободно перемещаться.
Чтобы произвести ремонт любой бытовой техники, необходимо знать, как она устроена, дабы не причинить вред устройству в процессе его эксплуатации. В данной статье мы расскажем о том, каков принцип работы и устройство холодильника, и опишем его элементы конструкции.
Устройство холодильника основанного на работе компрессора
В современном быту, в основном, эксплуатируются агрегаты, работающие с компрессором, поэтому мы будем рассматривать именно данный принцип действия холодильника. Состоят они из следующих элементов:
- компрессор – данное устройство при помощи поршня нагнетает хладагент в виде газа, также оно создает различное давление на разных участках;
- испарительная камера – это небольшая емкость, в которую попадает «жидкий» газ, и он впитывает тепло пришедшее из камеры холодильника;
- конденсатор – в данной камере газообразное вещество отдает свое тепло в окружающее ее пространство;
- терморегулятор – поддерживает необходимую температуру, в холодильной камере, которая задается согласно выбранному режиму;
- хладагенты – это химическая смесь различных газов, циркулирующая по системе холодильника при помощи компрессора, и в определенных участках отдает или забирает тепло. Чаще всего в данной системе применяется «Фреон».
Принцип работы агрегата
Самое важное для понимания того, как работает холодильник, нужно понять факт того, что данный аппарат компрессного типа сам «создает» холод. Он возникает благодаря протекающему процессу внутри системы агрегата – хладагент отдает свое тепло, которое впоследствии выбрасывается во внешнюю среду. Как и говорилось выше, самым распространённым веществом для этого является «Фреон», который применяется в схемах данных холодильников.
Так вот, работа холодильника устроена на циклах, которые протекают следующим образом:
- фреон попадает в испарительную камеру, и проходя через нее забирает из холодильной камеры тепло;
- далее хладагент идет в компрессор, который перегоняет его в конденсатор;
- проходя через вышеуказанную систему, состоящей из спиралей, находящихся в стенках холодильника, фреон проходит цикл остывания и превращается в жидкообразный элемент;
- остывавший хладагент поступает в испаритель, и во время перехода в трубку большего диаметра, он превращается в газообразную смесь, за счет понижения давления, после чего он вновь забирает тепло из холодильной камеры.
Данный цикл будет повторяться до тех пор, пока в холодильнике не образуется необходимая температура, заданная системной программой. Как только она упадет ниже запрограммированной отметки, цикл вновь возобновится.
Устройство компрессора в холодильнике
Это, пожалуй, самая важная деталь, благодаря которой охлаждающий хладагент циркулирует по системе. В современных холодильниках применяется инверторное управление устройством, тем самым создатели добились продление жизни «двигателя» агрегата.
Для более эффективной функциональности применяют пускозащитное реле, которое направлено на защиту компрессора от перегрева. Оно отвечает за активирующий фактор пусковой обмотки. Так как компрессор имеет несинхронный вид работы, внутри него деталь из металла нагревается по мере работы, когда он достигает определенной температуры, реле произведет отключение системы, дабы предотвратить перегрев.
Двухкамерные холодильники
Единственное, что можно отметить, так это то, что на каждую камеру идет свой испарительный элемент, и эти оба отсека полностью изолированы друг от друга. Сам принцип работы двухкамерного агрегата заключается в том, что фреон, перед тем как поступить в камеру холодильника, сначала остужается испарителем в морозильной камере до определенной отметки, и только после остужения он поступает в вышеуказанный отсек, где забирает тепло, и все происходит по уже описанному выше циклу работы. Как только будет достигнута нужная температура, система останавливает компрессор холодильника.
Сегодня в быту намного чаще применяются двухкамерные агрегаты, в которых применяется один компрессор на всю систему. Однако имеются и двухкомпрессорные агрегаты с каждым отдельным «двигателем» на холодильную и морозильную камеры. Это позволяет выключать отдельный ненужный компрессор в случае необходимости и прекратить работу одной из камер без вреда работоспособности.
Абсорбционный холодильник
Принцип работы в данных агрегатах связан с тем, что они испаряют свою рабочую смесь. Зачастую для этого применяют аммиак. Циркуляция хладагента осуществляется при помощи его растворения в водной среде. После чего данная смесь элементов поступает в систему, и когда она попадет в так называемый дефлегматор, она разделяется на две первоначальные составляющие. Когда после данной реакции, аммиак будет использован, он попадает в конденсатор, где превращается в жидкость, и цикл вновь повторяется.
Однако данные типы холодильников в быту применяются крайне редко, так как сам по себе аммиак является ядовитым. Они используется как альтернативная замена компрессорным агрегатам, если не имеется возможность их установить.
Заключение
Мы рассказали вам о том, каков принцип работы и устройство холодильника, какие они бывают по типам, и как протекает процесс работы. Данная статья сможет объяснить Вам, как устроен ваш агрегат, и поспособствует пониманию правильной эксплуатации устройства.
