Холодильник воздушного охлаждения схема

Обновлено: 19.05.2024

В результате ознакомления с данной статьей вы получите исчерпывающую информацию относительно принципа работы холодильника и элементов, из которых он состоит.

Устройство холодильника компрессорного типа

Наиболее востребованными для применения в быту являются холодильники компрессорного типа. Обычно такой прибор для охлаждения продуктов питания выполнен в виде изотермического шкафа, в котором находится электрическое оборудование.

Модели компрессорного типа состоят их следующих элементов

1. Мотор-компрессор.

2. Конденсатор.

3. Фильтр осушитель.

4. Капиллярная трубка.

5. Испаритель.

6. Терморегулятор.

7. Датчик температуры.

8. Лампа освещения холодильного отделения.

9. Кнопка включения освещения.

10. Пускозащитное реле.

Корпус

Материал, из которого изготавливается несущая конструкция, должен обладать повышенной жесткостью. Если в производстве используется листовая сталь, ее толщина, как правило, составляет 0,6-1 мм. Однако в настоящее время все больше отдается предпочтение ударопрочному пластику, что позволяет свести к минимуму расход дорогостоящего металла. В то же время такой холодильник гораздо меньше весит.

Дверь

Перекрывающие проем наружная и внутренняя панели представляют собой единую конструкцию, внутри которой находится теплоизоляционный материал. Удержание двери в закрытом положении происходит за счет магнитных затворов, которые в свое время пришли на смену механическим деталям куркового типа.

Уплотнители дверей

Необходимую герметичность обеспечивает расположенный по периметру уплотнительный профиль, который находится на внутренней панели. В него вмонтирован магнитный элемент, отвечающий в устройстве холодильника за плотное прилегание двери к поверхности корпуса.

Уплотнитель двери холодильника.

В качестве сырья для изготовления магнитной ленты используется барий в сочетании с различными смолами, позволяющими добиться требуемой эластичности. В момент прижатия происходит растягивание профиля уплотнителя. При этом дверь открывается достаточно легко, требуя минимальных усилий.

Внутренние полки и шкафы

Внутри холодильника располагаются шкафы, которые могут быть изготовлены как из листовой стали, на которую наносится белая силикатно-титановая краска, так и из ударопрочного пластика.

Используемый для пластмассовых камер со съемными полками материал способен противостоять механическим воздействиям, а также абсолютно устойчив к фреону. Кроме того, элементы, сделанные из АБС-пластика, отлично подходят для декорирования поверхностей.

Что касается низкотемпературных отделений холодильной установки, в частности морозильника, для их обустройства применяется алюминий или нержавеющая сталь. При этом стальные камеры считаются не только более долговечными, но и отвечающими требованиям гигиены. Однако за счет их веса значительно увеличивается общая масса оборудования.

Преимущества пластиковых элементов, в свою очередь, заключаются в низком коэффициенте теплопроводности, а также умеренном весе изделий. Существенным минусом является их недолговечность. Такие камеры достаточно быстро утрачивают свой первоначальный внешний вид. По своим показателям прочности они значительно уступают внутренним деталям, сделанным из стали.

Мотор-компрессор

Основной элемент холодильной установки компрессионного типа располагается, как правило, в нижней задней части прибора. Компрессор приводится в действие посредством работы электрического двигателя, в результате чего создается необходимое давление на том или ином участке системы.

Мотор-компрессор холодильника.

Происходит это за счет перемещения хладагента по мере того, как работает холодильник. Таким образом, лишнее тепло переносится из внутренней камеры наружу. Современные модели холодильников бытового назначения могут быть оснащены как одним, так и двумя компрессорами.

Конденсатор

Данная деталь обычно имеет форму змеевика, и предназначена для преобразования фреона из газообразного состояния в жидкое. В результате данного процесса тепловая энергия перемещается в окружающую среду. Для более эффективного отвода избыточного тепла металлическая трубка крепится к ребристой поверхности.

Конденсатор холодильника.

Поступающий в нее хладагент остывает, достигая комнатной температуры, после чего жидкость движется в направлении капилляра. Отведение тепла от конденсатора в большинстве современных моделей холодильников осуществляется посредством конвекции.

Капилляр

Хладагент, движущийся по направлению к испарителю, проходит через узкую трубку, в результате чего понижается его давление. В итоге на определенном этапе фреон достигает точки кипения, после чего происходит процесс его испарения.

Испаритель

Данный элемент действует по принципу противоположности конденсатору – то есть, жидкий хладагент преобразуется в газ и начинает поглощать тепловую энергию, выделяя холод. Таким образом, происходит снижение температуры воздуха внутри камеры, в результате чего охлаждаются также находящиеся в ней продукты.

Деталь эта выполнена в виде трубки, которая соединяется с металлической пластиной. Испаритель может находиться непосредственно в камере и быть совмещенным с ее корпусом. В других случаях его встраивают в стенку холодильника.

Испаритель холодильника.

Фильтр-осушитель

Традиционно в схеме работы холодильника компрессионного типа задействована медная трубка, установленная непосредственно в конденсаторе или вблизи него, и отвечающая за очищение хладагента от всевозможных загрязнений, которые образуются в процессе эксплуатации прибора.

Это позволяет предотвратить засорение капилляра, в результате чего проходящая по нему жидкость при столкновении с препятствием может замерзнуть.

Фильтр-осушитель.

Докипатель

На участке системы между испарителем и компрессором расположена специальная емкость, изготовленная из алюминия либо меди. Она необходима для принудительного закипания фреона, часть которого в результате недостаточного испарения могла остаться в жидком состоянии. Без этого добиться надлежащей работы компрессора будет невозможно, поскольку он способен обеспечивать перекачку исключительно газообразного продукта.

Более того, всасывание жидкости даже в небольшом количестве может привести к выходу его из строя. В большинстве моделей докипатель находится внутри устройства, преимущественно в морозильной камере. Связано это с тем, что в процессе дополнительного вскипания хладагента повторно происходит поглощение тепловой энергии.

Терморегулятор

Установленный в холодильной камере датчик контролирует температуру, которая должна сохраняться в пределах определенного коридора. В момент ее предельного повышения посредством терморегулятора происходит замыкание электрической цепи, в результате чего в работу включается компрессор, охлаждающий воздух внутри камеры.

Как только температура опускается до заданного значения, цепь размыкается, и, соответственно, компрессор перестает работать.

Защитное пусковое реле

Это еще один элемент в устройстве бытового холодильника, без которого не обходится ни один подобный прибор. За счет срабатывания реле осуществляется запуск двигателя компрессора в момент замыкания электрической цепи, за которое отвечает терморегулятор. Также благодаря защитно-пусковому устройству происходит своевременное отключение мотора, что исключает вероятность перегрева.

Принцип работы холодильника компрессорного типа

Понижение температуры воздуха внутри камер осуществляется за счет изменения агрегатного состояния используемого в системе хладагента, который непрерывно движется по замкнутому контуру.

В процессе циркуляции происходят:

охлаждение и сжижение поступающего в конденсатор фреона;
расширение холодильного агента;
испарение образовавшихся газов;
нагревание и сжатие хладагента.

Каждый из перечисленных процессов происходит на определенном этапе. Посредством компрессора осуществляется выкачивание паров, образовавшихся внутри испарителя. С помощью нагнетательной трубки они перемещаются в конденсатор, после чего охлаждаются и преобразуются в жидкость.

Очищенный фильтрационным элементом фреон направляется в капилляр, где до нужного уровня понижается его давление, прежде чем хладагент попадет в испаритель.

Дальнейший принцип работы холодильника заключается в преобразовании кипящего фреона в пар. При этом конструкция испарителя продумана таким образом, чтобы обеспечить полное испарение находящейся внутри жидкости. На стадии парообразования происходит поглощение тепловой энергии, в результате чего снижается температура внутри холодильной камеры. В свою очередь, холодильный агент снова перемещается в компрессор.

Данный повторяемый цикл может быть прерван терморегулятором, при срабатывании которого двигатель компрессора останавливается. По истечении определенного периода повышающаяся внутри камеры температура достигнет допустимого предела, после чего посредством терморегулятора мотор будет снова запущен.

В современных моделях двухкамерных холодильников устанавливается два испарителя, каждый из которых отвечает за охлаждение отдельной части конструкции. При этом хладагент начнет поступать в камеру холодильного отделения не раньше, чем температура внутри морозильника достигнет необходимого значения.

Инверторный компрессор: особенности работы и устройства

Двигатель обычного компрессора работает, периодически, то включаясь на полную мощность, то снова выключаясь, инверторный работает постоянно, но с разной интенсивностью.

В результате двигатель испытывает постоянные повышенные нагрузки, которые происходят при его запуске.

Использование в устройстве холодильника инверторной установки позволило устранить данный недостаток. Основным отличием такой системы является постоянная работа мотора, скорость вращения которого в определенный момент снижается. Таким образом, циркуляция хладагента не прекращается полностью, но значительно замедляется.

При этом уровень температуры внутри камеры поддерживается в пределах заданного значения. Подобный режим позволяет увеличить рабочий ресурс отдельных элементов оборудования, и, вместе с тем, экономить на потреблении электроэнергии. На остальные характеристики устройства данный параметр никак не влияет.

Отличие инверторных и неинверторных компрессоров наглядно показано в ролике:

Особенности устройства и работы холодильников с системой NO Frost

Главным недостатком обычных бытовых холодильников считается регулярное замерзание влаги, которая попадает в камеру и остается на стенках испарителя. В результате образовавшийся иней препятствует охлаждению воздуха внутри камеры. Нарушается нормальный процесс охлаждения.

Фреон продолжает циркулировать в системе, однако снижается его способность поглощать тепловую энергию.

При появлении в морозильной камере толстого слоя снежной шубы пользователь сталкивается сразу с двумя проблемами:

1. Находящиеся внутри продукты питания подвергаются меньшему охлаждению.

2. Двигатель компрессора испытывает повышенную нагрузку, так как вынужден работать непрерывно, поскольку терморегулятор не срабатывает в условиях повышенной температуры. В данном случае детали механизма изнашиваются значительно быстрее.

Именно поэтому при эксплуатации холодильников, оснащенных капельными испарителями, приходится периодически прибегать к их принудительному размораживанию.

При использовании системы No Frost замерзание влаги не происходит. Соответственно, схема работы холодильника данного типа не предполагает регулярных разморозок.

Система No Frost состоит из:

электрического ТЭНа;
встроенного в конструкцию таймера;
вентилятора, способствующего поглощению тепла;
специальных трубок, посредством которых осуществляется отвод талой воды.

Размещенный в морозильной камере испаритель представляет собой достаточно компактный радиатор, который может быть установлен практически в любом месте. Для более эффективного поглощения образующейся внутри морозильника тепловой энергии задействован вентилятор.

Вентилятор системы No Frost.

Находясь непосредственно за испарителем, он обеспечивает постоянное движение воздуха в необходимом направлении. Таким образом, продукты питания пребывают под постоянным воздействием воздушного потока, благодаря чему идеально охлаждаются.

В то же время на стенках испарителя скапливается конденсат, в результате чего постепенно происходит образование инея. Однако за счет таймера, которым оснащена система No Frost, в определенный момент запускается ТЭН и происходит процесс оттаивания.

При включенном ТЭНе слой снежной шубы заметно уменьшается, а оттаявшая вода перемещается по трубкам, заполняя поддон, расположенный вне холодильной камеры. В дальнейшем происходит естественное испарение влаги, которая поступает в воздух помещения.

Преимущественно устройство холодильника бытового назначения предполагает наличие системы No Frost исключительно для морозильника.

Но существуют также современные модели, в которых она установлена, в том числе, в холодильной камере.

Такие приборы гораздо меньше нуждаются в систематическом уходе. Единственным неудобством, связанным с их эксплуатацией, можно считать достаточно быстрое высыхание находящихся в камере продуктов питания.

Это связано как с непрерывной циркуляцией воздуха в системе, так и с практически непрекращающимся процессом выведения избытков влаги.

Особенности устройства и работы холодильников с системой "плачущий" испаритель

В данном случае испаритель скрыт под задней стенкой камеры. При включении компрессора запускается процесс охлаждения, в результате чего на ней появляется конденсат, образуя слой инея. Однако после отключения компрессора стенка начинает нагреваться. Соответственно, иней постепенно тает.

Конденсатор открытого типа капельной системы разморозки холодильника. В большинстве моделей конденсатор скрыт за пластиковой стенкой.

Своим названием данная система обязана способу стекания оттаявшей воды, которая капельками перемещается по стенке, попадая через дренажное отверстие в шланг. Тот же, в свою очередь, подсоединен к емкости, которая, как правило, крепится к корпусу компрессора.

Холодильник не включается, и вам нужно выяснить причину поломки? Выбираете новый агрегат и хотите понять отличие в принципе работы разных моделей? Поможет в этом электрическая схема холодильника, в которой отражено взаимодействие основных его узлов.

Понимая принцип работы, вы сможете избежать обмана мастеров или починить холодильник самостоятельно, а также снизить риск поломок и увеличить рабочий ресурс аппарата. В этой статье рассмотрим схемы устройств различных типов: однокамерных и 2 – 3-камерных, с системой NoFrost и без неё, двухкомпрессорных, с механическим и электронным управлением.

Принципиальная схема устройства холодильника

Ещё 30 – 40 лет назад бытовые холодильники имели довольно простое строение: мотор-компрессор запускался и отключался 2 – 4 устройствами, о применении электронных плат управления и речи быть не могло.

Современные модели имеют множество дополнительных опций, но принцип работы в целом остается неизменным.

В старых холодильниках всё дополнительное оборудование сводится к индикатору питания и лампочке освещения в холодильной камере, которая отключается кнопкой при закрытии двери

Терморегулятор – основной и единственный орган управления, которым пользователь может настроить работу старого холодильника, располагается обычно внутри холодильной камеры. Под силовым рычагом – крутящейся ручкой – скрыта пружина сильфона. Она сжимается, когда в камере холодно, тем самым размыкая электрическую цепь и отключая компрессор.

Как только температура поднимается, пружина распрямляется и вновь замыкает цепь. Ручка с указателями силы заморозки холодильника регулирует допустимый диапазон температур: максимальную, при которой компрессор запускается, и минимальную, при которой охлаждение приостанавливается.

Тепловое реле выполняет защитную функцию: контролирует температуру двигателя, поэтому расположено непосредственно возле него, часто совмещено с пусковым реле. При превышении допустимых значений, а это может быть 80 градусов и более, биметаллическая пластина в реле изгибается и прерывает контакт.

Мотор не получит питания до тех пор, пока не остынет. Это защищает как от поломки компрессора вследствие перегрева, так и от пожара в доме.

Мотор-компрессор имеет 2 обмотки: рабочую и стартовую. Напряжение на рабочую обмотку подается напрямую после всех предыдущих реле, но этого недостаточно для запуска. Когда напряжение на рабочей обмотке повышается, срабатывает пусковое реле. Оно дает импульс на стартовую обмотку, и ротор начинает вращаться. В результате поршень сжимает и проталкивает по системе фреон.

Мотор-компрессор сжимает и перекачивает фреон по трубкам системы, что обеспечивает перенос тепла из камер холодильника наружу, охлаждение продуктов

В целом цикл работы холодильника можно описать следующим образом:

Включение в сеть. Температура в камере высокая, контакты терморегулятора замкнуты, мотор запускается.
Фреон в компрессоре сжимается, его температура повышается.
Хладагент выталкивается в змеевик конденсатора, расположенный за спиной или в поддоне холодильника. Там он остывает, отдает тепло воздуху и переходит в жидкое состояние.
Через осушитель фреон попадает в тонкую капиллярную трубку.
Попадая в испаритель, расположенный внутри камеры холодильника, холодильный агент резко расширяется благодаря увеличению диаметра трубок и переходу в газообразное состояние. Полученный газ имеет температуру ниже -15 градусов, поглощает тепло из камер холодильника.
Немного нагретый фреон поступает в компрессор, и всё начинается заново.
Через некоторое время температура внутри холодильника достигает заданных значений, контакты терморегулятора размыкаются, мотор и движение фреона останавливаются.
Под воздействием температуры в помещении, от новых тёплых продуктов в камере и открывания двери, температура в камере повышается, терморегулятор замыкает контакты и начинается новый цикл охлаждения.

Эта схема в точности описывает работу старых однокамерных холодильников, в которых один испаритель.

Однокамерные холодильники имеют небольшую морозильную камеру, не отделенную теплоизоляцией от основной, одну дверцу. Продукты в передней части морозилки могут подтаивать

Как правило, испаритель является корпусом морозилки в верхней части агрегата, не изолированный от холодильной камеры. Отличия в устройстве других моделей рассмотрим далее.

Двухкамерные и двухкомпрессорные модели

В большинстве доступных двухкамерных моделей общий фреоновый контур: после прохождения по испарителю морозильной камеры, хладагент направляется в основную камеру, а лишь оттуда – в компрессор.

Разница температур достигается значительным отличием длины змеевика, которую не удалось отразить на схеме: в морозилке он полностью покрывает 4 грани, а в отсеке с плюсовой температурой– лишь небольшую часть задней стенки

Мотор выключается по сигналу термореле, расположенному в основной камере, общая схема электрики не отличается от однокамерных моделей.

В холодильниках No Frost эта система часто реализована одним общим испарителем, расположенным в перегородке между камерами. Разница температур регулируется турбинами и количеством воздуховодов, подробнее о таких моделях и их электрике поговорим далее.

Двухкомпрессорные модели позволяют независимо управлять температурой в каждой камере. По сути, это два отдельных, независимых устройства в одном корпусе – соответственно, и электрическая схема полностью продублирована: отдельный терморегулятор для каждой камеры, отдельное пускозащитное реле для каждого компрессора.

Независимая регулировка температуры в каждой камере возможна и с одним компрессором, при двухконтурной системе. Она может быть реализована различными способами: с преимуществом заморозки или абсолютно независимыми контурами.

В первом случае термостат холодильной камеры при достижении заданной температуры перекрывает клапан, и фреон начинает циркуляцию по малому кругу – только через морозилку. Компрессор останавливается при размыкании контактов термостата морозильной камеры.

Двухконтурная система позволяет добиться независимой регулировки температуры камер, не повышая энергопотребление и уровень шума, при прочих равных характеристиках стоит дешевле двухкомпрессорных моделей

Во втором варианте фреон имеет возможность циркуляции по любому одному из контуров или по обоим сразу, а регулируется этот процесс открытием и закрытием определенных клапанов по сигналу электронной платы управления.

Трехкамерные холодильники и зона нулевой температуры

Свежие мясо, птица и рыба недолго хранятся в основном отсеке холодильника, а при заморозке теряют часть полезных свойство, вкуса и аромата. Для них часто предусмотрен отдельный ящик с температурой, близкой к нулю, либо даже отдельная камера.

Наиболее точно поддерживается температура в зоне свежести при таких условиях:

отдельная камера со своим испарителем и термистором, система циркуляции фреона двух– или трехконтурная. Вариант довольно дорогой и громоздкий, но и объёмы камеры значительные;
изолированный отсек в основной камере холодильника с системой No Frost, снабженный дополнительными настраиваемыми вручную воздуховодами от испарителя и термометром. Точность температуры зависит от своевременности ручной настройки;
аналогичное предыдущему исполнение, в котором воздушные заслонки управляются электронным блоком.

Альтернативный вариант – охлаждение от “плачущего” испарителя основной камеры.

Зона свежести чаще всего располагается между морозильной и холодильной камерами, охлаждается дополнительным притоком воздуха из первой

Как видим, нулевая зона может быть реализована в холодильниках с различной схемой электрики, для обеспечения её работы могут быть дополнительно включены терморегулятор или термистор, а также расширена плата электронного управления.

Система No Frost и саморазморозка

Описанные выше холодильники имеют капельную систему разморозки. Это значит, что холодильной камере установлен “плачущий” испаритель: в период простоя компрессора иней на нём тает естественным образом, потому как температура в камере плюсовая.

Образовавшаяся вода стекает по специальным желобам через трубочку в контейнер, расположенный над мотором или возле него. Позже работающий мотор сильно нагревается, и вода испаряется. Морозилка при такой системе самостоятельно не оттаивает никогда, к тому же иней образуется не только на стенках камеры, но и на продуктах.

Холодильники No Frost не нуждаются в разморозке, инея в их камерах, даже в морозилке, вы не увидите. Характерная особенность таких моделей – наличие вентилятора, который распределяет холодный воздух от испарителя по камерам.

В холодильниках No Frost присутствуют стандартные пуско-защитные реле, усовершенствованное термореле, а также вентилятор и нагревательные элементы для автоматической оттайки

Сам охлаждающий змеевик в таких моделях выглядит не как привычная сплошная металлическая пластина, а как автомобильный радиатор или змеевик конденсатора сзади старых холодильников.

В общей схеме работы холодильника новые элементы ведут себя следующим образом:

вентилятор или турбина запускается вместе с компрессором и равномерно распределяет холодный воздух по камерам;
когда термореле размыкает контакты, питающие двигатель в связи с достижением заданной температуры, одновременно отключается и вентилятор;
раз в 8 — 16 часов термореле включает нагревательный элемент. Это электрический мат или провод, нагревающий змеевик испарителя для удаления с него инея. Теплый воздух не попадает в камеры холодильника, поскольку испаритель скрыт, а вентилятор отключен;
когда весь иней оттаял, переключатель компенсации температуры отключает подогрев;
дополнительно термостат может управлять заслонкой, регулирующей подачу холодного воздуха в основную камеру по каналам.

Разморозка таких холодильников похожа на “плачущий” испаритель лишь в одном: образовавшаяся вода также стекает по каналам в емкость около мотора.

Испаритель и вентилятор могут быть скрыты в перегородке между камерами, а для регулировки температуры служат разное количество воздуховодов и подвижные заслонки в них

Описанная выше схема – наиболее примитивная. Большинство современных моделей управляются централизованно, с электронной платы.

Основной недостаток холодильников No Frost – пересыхание продуктов из-за постоянной циркуляции воздуха. Всё приходится хранить в контейнерах с плотными крышками или заворачивать в плёнку.

Оригинальное решение проблемы предлагает Electrolux в системе Frost Free. В этих агрегатах морозилка работает по системе No Frost, а в камере с плюсовой температурой установлен классический, “плачущий” испаритель. Электрическая схема в целом идентична стандартным системам “без инея”.

Умные холодильники с электронным управлением

Классические терморегуляторы, с механической поворотной ручкой и сильфоном внутри, в современных холодильниках встречаются всё реже. Они уступают место электронным платам, способным управлять постоянно увеличивающимся разнообразием режимов работы и дополнительных опций холодильника.

Функцию определения температуры вместо сильфона выполняют датчики – термисторы. Они значительно более точные и компактные, часто устанавливаются не только в каждой камере холодильника, но и на корпусе испарителя, в генераторе льда и снаружи холодильника.

Многие современные холодильники имеют электропривод воздушной заслонки, который делает систему No Frost максимально эффективной, удобной и точной в настройке

Управляющая электроника многих холодильников выполнена на двух платах. Одну можно назвать пользовательской: она служит для ввода настроек и отображения текущего состояния. Вторая – системная, через микропроцессор управляет всеми устройствами холодильника для реализации заданной программы.

Отдельный электронный модуль позволяет использовать в холодильниках инверторный двигатель.

Такие моторы не чередуют циклы работы на максимальной мощности и простоя, как обычные, а лишь меняют количество оборотов в минуту, в зависимости от необходимой мощности. В результате температура в камерах холодильника постоянная, потребление электроэнергии снижается, а рабочий ресурс компрессора – повышается.

Использование электронных плат управления невероятно расширяет функциональные возможности холодильников.

Современные модели могут быть оснащены:

панелью управления с дисплеем или без него, с возможностью выбора и установки режима работы;
множеством датчиков температуры NTC;
вентиляторами FAN;
дополнительными электромоторами М – например, для измельчения льдинок в генераторе льда;
нагревателями HEATER для систем оттайки, домашнего бара и пр.;
электромагнитными клапанами VALVE – например, в кулере;
выключателями S/W для контроля закрытия дверцы, включения дополнительных устройств;
Wi-Fi адаптером и возможностью дистанционного управления.

Электрические схемы подобных устройств также поддаются ремонту: даже в самой сложной системе нередко причиной неисправности становится вышедший из строя датчик температуры или подобная мелочь.

Холодильники Side-by-side с сенсорным экраном управления, генератором льда, встроенным кулером и множеством вариантов настройки управляются довольно обширной и сложной электронной платой

Если же холодильник “глючит” и отказывается корректно выполнять заданную программу, либо вообще не включается, вероятнее всего проблема касается платы или компрессора, лучше доверить ремонт специалисту.

Выводы и полезное видео по теме

О том, как устроен и работает компрессор бытового холодильника, наглядно и подробно рассказывают в этом видео:

А здесь на стенде собирают и подключают все элементы электрической цепи холодильника No Frost:

Всё разнообразие современных бытовых холодильников сводится к одной принципиальной электрической схеме, усовершенствованной и дополненной различными компонентам. Как бы ни отличался Indesit последней модели от старенького Минска, производят холод они по одинаковому принципу.

Электрические цепи бюджетных и старых холодильников вполне поддаются домашнему ремонту по типичной схеме, электронные же платы управления различаются для каждой серии. Но даже они имеют схожее общее строение.

А какому холодильнику отдали вы свое предпочтение? Смогли узнать что-то новое, интересное и полезное из этой статьи? Делитесь своим мнением, опытом и знаниями в комментариях ниже.

Замечали, что, когда вы выходите из душа, вам всегда прохладно? Дело в том, что влага при испарении поглощает тепло. А при конденсации, наоборот, тепло выделяется. На этих явлениях и основан принцип действия паровых компрессорных холодильных машин– в них по замкнутому кругу двигается специальная жидкость (хладагент). Хладагент испаряется в испарителе и конденсируется в конденсаторе. При этом испаритель охлаждается, а конденсатор греется.

Чтобы хладагент испарялся и конденсировался в нужных местах, в холодильном контуре должны присутствовать еще два элемента – компрессор и дросселирующее устройство.

Компрессор сжимает газообразный хладагент в конденсаторе, где он под действием высокого давления переходит в жидкую форму, выделяя тепло. А дросселирующее устройство (капиллярная трубка или терморегулирующий вентиль) затрудняет движение хладагента и поддерживает высокое давление в конденсаторе. После дросселя давление в контуре намного ниже, и попавший туда хладагент начинает испаряться внутри испарителя, поглощая тепло. Далее он, уже в газообразном виде, снова попадает в компрессор, и цикл повторяется.

Многие холодильные установки комплектуются дополнительными элементами.

Фильтр-осушитель устанавливается перед дросселирующим устройством. Его задачей является извлечение из хладагента воды и механических частиц. При его отсутствии капилляр может засориться или замерзнуть.

Терморегулятор (термостат) выключает компрессор при достижении необходимой температуры.

Ресивер повышает эффективность холодильной установки. Без терморегулирущего вентиля (с капиллярной трубкой) скорость выработки холода является постоянной. И, если она будет слишком большой, компрессор будет часто включаться–выключаться, а если слишком маленькой — охлаждение будет идти слишком долго. Использование ТРВ позволяет изменять скорость охлаждения в больших пределах, но требует наличия ресивера для компенсирования колебаний расхода хладагента.

Различные датчики температуры и давления, управляемые электроникой регуляторы давления и клапаны используются для повышения эффективности устройства и поддержания специфических режимов работы.

Из холода в жар

Однако здесь есть некоторые тонкости — эффективность холодильной машины уменьшается при падении температуры на испарителе и ее росте на конденсаторе. Это связано с тем, что теплообмен между двумя веществами происходит тем быстрее, чем больше разница их температур. А поскольку температура кипения хладагента постоянна, то, чем ниже температура в испарителе, тем медленнее идет теплообмен и тем меньше тепла он вырабатывает при той же потребляемой мощности. И при температуре окружающей среды до -5…-10°С эффективность кондиционера как отопительного прибора становится невысока.

Поэтому использовать кондиционер для отопления дома или квартиры можно, только если температура зимой не падает ниже -5°С.

В местах с более холодным климатом в последнее время все большую популярность получают тепловые насосы – паровые компрессорные холодильные машины, у которых испаритель помещен под землю на глубину, большую глубины промерзания. Поскольку там всегда сохраняется положительная температура, эффективность теплового насоса не зависит от времени года. Такие устройства намного экономичнее электрических обогревателей и могут использоваться для отопления жилища круглый год при любой температуре. К сожалению, высокая стоимость тепловых насосов пока препятствует их популярности.

Виды компрессоров

Поршневые компрессоры устанавливаются в основном в холодильниках и морозильниках. В большинстве моделей поршень приводится в движение обычным электродвигателем, двигающим поршень через шатунно-кривошипный, кулачковый или кулисный механизм.

Существуют также электромагнитные (линейные) поршневые компрессоры. В них цилиндр расположен внутри катушки, создающей электромагнитное поле, которое приводит в движение поршень.

Поршневые компрессоры способны создавать высокое давление, обеспечивая большой перепад температур на испарителе и конденсаторе. Кроме того, обычный поршневой компрессор имеет достаточно простую конструкцию, не требующую высокой точности изготовления деталей, соответственно стоят они недорого. Однако недостатков у поршневых компрессоров тоже хватает:

Несбалансированность однопоршневого компрессора является причиной высокого уровня шума и вибраций при работе.
Большое количество движущихся деталей приводит к ускоренному износу и снижению ресурса.
Опасность поломки при быстром повторном пуске. Сразу после остановки в цилиндре компрессора наличествует высокое давление. Если в этот момент включить компрессор, создается критическая нагрузка на двигатель, могущая привести к его повреждению.

Поэтому поршневой компрессор можно повторно запускать только через несколько минут после остановки, когда давление в системе выровняется. Защитой от повторного пуска снабжены далеко не все модели, поэтому холодильное оборудование рекомендуется подключать через реле времени с задержкой включения в 5–10 минут.

Ротационные компрессоры (иногда называемые роторными) создают давление за счет изменяющегося зазора между вращающимся ротором и корпусом компрессора.

Существуют различные модификации этого вида компрессоров — с эксцентричным ротором, с подвижными лепестками, с качающимся ротором, спиральный и т. п.

Все они обладают небольшими габаритами, низким уровнем шума и увеличенным ресурсом за счет снижения количества подвижных деталей. К недостаткам этого вида можно отнести сложность изготовления (ротор и корпус должны быть изготовлены с высокой точностью) и низкое максимальное давление. Такие компрессоры чаще используются в климатической технике, для которой не требуется создавать очень низкую температуру.

Ротационными и поршневыми список компрессоров не исчерпывается — существуют еще центробежные, винтовые, кулачковые и другие. Но в бытовой технике они используются реже.

Вне зависимости от вида компрессор может быть неинверторным (стандартным) или инверторным. У обычных компрессоров скорость вращения двигателя постоянна, для поддержания заданной температуры он периодически включается и выключается. В инверторных компрессорах двигатель подключен через частотный преобразователь (инвертор), с помощью изменения частоты напряжения меняющий скорость вращения электродвигателя. Такой компрессор поддерживает заданную температуру выставлением нужной скорости вращения. Инверторные компрессоры дороже, но экономичнее, эффективнее и имеют больший ресурс.

Типы хладагентов

В качестве хладагента в холодильных машинах используются различные жидкости и газы — аммиак, пропан, фреоны (смеси углеводородов). Используемый в холодильной машине хладагент сильно влияет как на ее характеристики, так и на условия эксплуатации. Например, кондиционер, заправленный фреоном R-134a (температура кипения -26,5 °С) при -30 на улице работать в режиме обогрева не будет вообще — фреон просто не вскипит в наружном блоке. Более того, попытка включения кондиционера в таких условиях с большой вероятностью приведет к его поломке — попадание жидкости (а не газа) в компрессор обычно выводит его из строя.

В бытовых устройствах чаще всего используются следующие хладагенты:

Фреон R22 (хладон 22, хлордифторметан) до недавних пор часто использовался в холодильных и морозильных установках. Обладает достаточно низкой температурой кипения (-40,8°С), при утечке возможна дозаправка системы. Однако из-за вреда, наносимого окружающей среде (разрушение озонового слоя) R22 в последнее время используется редко, а во многих странах вообще запрещен.

R410A и R407С (хлорофторокарбонат, температура кипения -51,4°С) используются взамен R22. Они не вредят экологии, но требуют большего давления для конденсации, поэтому техника, заправляемая R410 или R407, стоит дороже. Кроме того, при возникновении утечек в системе, заполненной этими фреонами, могут возникнуть проблемы. Эти фреоны состоят из нескольких компонентов, которые улетучиваются неравномерно, поэтому при утечке более чем 40 % R410A дозаправка уже невозможна. Еще хуже обстоит дело с R407C – при возникновении утечки систему следует перезаправлять полностью.

R134 (тетрафторэтан) используется в кондиционерах взамен вышедшего из употребления R12. Температура кипения R134 составляет -26,3°С, поэтому в низкотемпературной технике он не используется. Однако, хоть R134 и не вреден для озонового слоя, он относится к газам, усиливающим парниковый эффект, поэтому безвредным его назвать нельзя.

R600a (изобутан) все чаще используется в холодильной технике вместо менее экологичного R134. Его преимуществами являются низкое давление конденсации и высокая удельная теплота парообразования – холодильники, использующие этот фреон, дешевле и экономичнее. Однако из-за высокой температуры кипения (-12°С) заправленную им технику нельзя использовать на улице при отрицательных температурах.

Следует также помнить о том, что каждый тип фреона требует использования определенного вида масла для смазки деталей компрессора. Обычно тип (а иногда и марка масла) приводятся в сопроводительной документации к фреону. Использование других масел может привести к поломке компрессора.

Как видно, ничего сложного в холодильной технике нет, а понимание принципов ее работы может значительно продлить жизнь технике, позволить сэкономить на электроэнергии и уберечь от неправильных действий, могущих привести к поломке прибора.

Домашнее винокурение постепенно входит в обиход современного городского жителя. Достаточно сходить в магазин и оценить стоимость ординарного виски, чтобы задуматься о покупке самогонного аппарата. Для тех кто уже в теме дистилляции, данная статья возможно будет полезна, чтобы наконец избавиться от водопроводной зависимости своего аппарата.

Если коротко, то суть дистилляции состоит в нагреве содержащей спирт жидкости (брага, спирт-сырец) и последующей конденсации поднимающихся водно-спиртовых паров. Про первую часть дистилляции, т.е. нагрев, я ранее уже публиковал статью. В данной статье пойдет речь о второй части.

На данный момент для винокуров существует всего два варианта охлаждения паров при перегонке:

подключение к водопроводу;
автономная система на основе теплообменника.

конфликты по поводу занятого крана, к которому нельзя подходить во время перегонки;
стоимость воды;
невозможность использования в любом месте квартиры;
перепады давления могут повредить шланги;
потенциальная возможность залить соседей.

Недостатки уже стали не так очевидны:

большие габариты установки;
шум от большого вентилятора и насоса;
необходимость обеззараживания воды, чтобы она не зацвела;
необходимость держать установку в тепле зимой, т.к. если вода замерзнет, то она может повредить радиатор и насос.

Радиаторы я закрепил с двух сторон через термопасту КПТ8 на параллелепипед из нержавейки 550х110х12мм. На входе и выходе из параллелепипеда выведены штуцера для выхода дистиллята и термометра перед конденсацией. На торце приварено clamp-соединение для крепления к кубу.

Весь холодильник был разделен на 4 секции по длине. Перпендикулярно ребрам на каждую из 4х секций смонтированы по два 120мм вентилятора для увеличения воздушного потока, а также датчик температуры, который контролирует температуру данной секции.

Был разработан простейший термостат, который по данным каждого из 4х датчиков отдельно может включать вентиляторы определенной секции. Это сделано для того, чтобы при малых мощностях перегонки, работала только часть из них.

В результате получилась вот такая конструкция.

По итогам испытаний выяснились следующие характеристики:

суммарная мощность оребрения — 2.5 кв.м.;
вес — 6кг;
потребление тока — 18Вт (1.5Ах12В) на 8 вентиляторов;
утилизируемая мощность при перегонке браги — около 2х кВт при температуре окружающей среды 30гр.

Читайте также: