Устройство холодильника. Типы холодильников. Применяемые хладагенты — в холодильниках

 

Уважаемые посетители сайта!!!

Данные записи по холодильникам представлены для Вас из собственного законспектированного материала на основе прочитанной технической литературы отечественных авторов, а так же из личной практики по ремонту домашних холодильников.

Получение холода — в холодильниках

 Любое тело, имеющее более высокую температуру по сравнению с окружающей средой, — способно охлаждаться естественным путем.   То есть тепло от более нагретого тела — передается окружающей среде, температура самого тела при этом будет понижаться.

Чтобы охладить тело до температуры ниже окружающей среды — потребуется способ искусственного охлаждения с затратой определенного количества энергии.

Для данного способа искусственного охлаждения существуют  специальные машины, отбирающие тепло от охлаждаемого объекта и передающие его в более теплую среду.   Принцип передачи тепла таким способом называется искусственным способом получения холода,  по которому и работают все холодильники.

Охлаждение в холодильных камерах происходит в следствии кипения хладагента, циркулирующего  принудительно, в замкнутой системе холодильника.   Таким хладагентом или как его еще называют  холодильным агентом, — является обычно фреон.

Холодильные машины \холодильники\ различают двух типов:

• абсорбционные;
• компрессионные.

Более широкое применение получили как мы знаем — компрессионные типы холодильников, где циркуляция хладагента происходит принудительно, за счет работы мотор —  компрессора.

холодильник Атлант

По фотоснимку холодильника Атлант, данный холодильник можно охарактеризовать следующим образом:

Компрессионный холодильник по своей конструкции — закрытого типа с одним мотор — компрессором, с обеспечением полной герметизации холодильного агрегата.

Холодильная камера расположена в верхнем отсеке холодильника.   Морозильная камера расположена в нижнем отсеке.   Нижний отсек морозильной камеры состоит из трех ящиков для заморозки продуктов.   Верхний отсек холодильной камеры состоит из шести полок для хранения продуктов в охлажденном состоянии.

Для абсорбционных типов холодильников, циркуляция хладагента происходит под воздействием нагревательного элемента \ТЭНа\,  либо где циркуляция хладагента  происходит иным путем, под воздействием иного источника тепла.

И третьим  способом получения искусственного холода является термоэлектрический метод, где работа по передаче тепла от охлаждаемого объекта в более теплую среду осуществляется за счет движения, протекания электронов.   То есть в этом примере охлаждение происходит за счет протекания электрического тока.    Как известно, данный метод получения искусственного холода не применяется в бытовых, домашних холодильниках.

Компрессионный тип холодильников

 

Как выше уже упоминалось, принцип работы компрессионных типов холодильников заключается в работе мотор — компрессора, за счет которого происходит нагнетание, циркуляция хладагента в замкнутой системе холодильника.

Система состоит из:

• конденсатора \змеевика\;
• регулирующего вентиля;
• испарителя

и компрессора.   Работа компрессора приводится в действие электродвигателем, отсюда и исходит само название «мотор — компрессор».

                                                          

                                                                                                                        рис. 1

Данная схема холодильного агрегата \рис. 1\  сопоставима  к примеру с двухкамерным холодильником Атлант и сам основополагающий  принцип работы ничем не отличается от однокамерных  холодильников  с одним мотор — компрессором.

На рисунке №2 представлена схема холодильного агрегата с одним мотор — компрессором, состоящей из:

1. мотор — компрессора;
2. теплового контура;
3. конденсатора \змеевика\;
4. цеолитового фильтра;
5. капиллярной трубки малого сечения;
6. испарителя холодильной камеры;
7. испарителя морозильной камеры;
8. нагнетательной трубки.

рис.2

Принцип работы холодильника компрессионного типа заключается в следующем:

Нагретый хладагент под давлением поршня в цилиндре подается по нагнетательному трубопроводу в конденсатор.   При повышенном давлении хладагент переходит из газообразного состояния в жидкое состояние, отдавая при этом тепло в окружающую среду.   Далее, при прохождении хладагента через вентиль, в испарителе создается резкое падение  давления,  хладагент при низком давлении закипает.   Сам процесс перехода жидкости через вентиль в испаритель называют дросселированием.

Испаритель, как Вы поняли, расположен в стенке морозильной камеры.   При кипении хладагента в испарителе, отнимается тепло из окружающей среды, то есть морозильной камеры.   Пары хладагента из испарителя всасываются компрессором и далее сжатый хладагент в цилиндре подается под давлением в конденсатор.

Повторяющиеся совершающиеся циклы циркуляции хладагента в замкнутой системе холодильника происходят снова и снова.   То есть циркулирующий при работе холодильника хладагент отнимает тепло от морозильной камеры через испаритель и отдает тепло через конденсатор в окружающую среду.

Электрическая энергия, которая затрачивается при охлаждении морозильной камеры, зависит от выполняемой работы мотор — компрессором.   Холодильные машины \холодильники\ определяются своей холодопроизводительностью, где учитывается количество тепла \ккал\, которое испаритель способен отнять в течении одного часа.

Холодопроизводительность одного и того же холодильника будет различной, в зависимости от самой температуры окружающей среды, поэтому, не рекомендуется допустим устанавливать холодильники вблизи отопительной системы \батарей, труб\.

Оценка холодопроизводительности разных типов холодильников определяется измерением температуры хладагента в соответствующих местах холодильника.   К измерению температуры относятся такие места как:

• температура всасываемых паров хладагента;
• температура конденсации;
• температура кипения хладагента в испарителе;
• температура переохлаждения, жидкого хладагента перед регулирующим вентилем.

Значимое влияние на холодопроизводительность оказывают температуры:

• кипения хладагента в испарителе;
• конденсации хладагента.

Для определения холодопроизводительности, приняты следующие  «стандартные»  температурные условия для:

• температуры кипения хладагента в испарителе — минус пятнадцать градусов по Цельсию;
• температуры конденсации — минус тридцать градусов по Цельсию;
• температуры всасываемых паров хладагента — пятнадцать градусов по Цельсию;
• температуры жидкого хладагента перед регулирующим вентилем — тридцать два градуса по Цельсию.

Холодильные машины компрессионного типа по своей конструкции бывают закрытого и открытого типов, отличающиеся расположением компрессора и электродвигателя, а так же наличием разъемных соединений.

Для открытых типов, в холодильных машинах электродвигатель и компрессор установлены раздельно, где коленчатый вал компрессора приводится во вращение с помощью электродвигателя путем ременной передачи.   В данных холодильниках такого типа утечка хладагента происходит в уплотнительных местах, то есть сальники остаются основным местом утечки хладагента.

Соединения трубопроводов между испарителем, конденсатором и компрессором имеют разъемное соединение.    В местах таких соединений утечка хладагента также не исключается.

В холодильных машинах закрытого типа, в частности это касается в большинстве всех модификаций бытовых, домашних холодильников, — какие либо разъемные соединения отсутствуют.   То есть здесь вся система наглухо заварена и запаяна, утечка хладагента практически невозможна.   В данном примере, утечка хладагента может произойти по причине каких либо механических повреждений с образованием микротрещин.

Для  холодильников закрытого типа или как их называют еще герметичными холодильными агрегатами, сложность ремонта состоит в невозможности разборки, замены деталей, допустим того же самого мотор — компрессора.   Подобное проведение ремонта в данной теме будет приведено позже.

Хладагенты холодильников

 Среди основных параметров холодильного агента \хладагента\ является температура его кипения.   Взаимосвязь такова — чем ниже требуется понизить температуру охлаждаемого объекта \морозильной камеры\ тем ниже должна быть температура закипания хладагента.

• Хладагент подбирается не только с учетом его закипания, также хладагент должен быть:
• не ядовитым;
• не воспламеняющимся;
• взрывобезопасным;
• с невысоким давлением для конденсации.

Обычно таким хладагентом, применяемым в домашних холодильниках является — фреон 12.

 

фреон — 12

Фреон 12 представляет из себя тяжелый бесцветный газ, не ядовит.   Слабый специфический запах газа ощущается при большой утечке, если концентрация газа в воздухе будет составлять более 20%.   Температура закипания данного газа составляет почти минус 30 градусов по Цельсию, температура затвердевания — минус 155 градусов по Цельсию.

Среди прочих других хладагентов в холодильных машинах используются:

• фреон -11;
• фреон — 13;
• фреон — 22.

Фреон — 12 как и другие хладагенты по своим свойствам текуч, способен проникать  в малейшие микротрещины, поры металла.   Данный газ способен также разъедать лаковые покрытия.    В качестве изоляции обмоток электродвигателя \герметичного агрегата\  применяются специальные лаки.

При ремонте, следует учитывать, что данный газ хорошо смывает ржавчину с внутренней поверхности всей системы, — соответственно, детали должны быть чистыми.    Жидкий фреон при попадании на кожу способен вызвать обмораживание поверхности кожи, какого либо раздражающего действия на органы дыхания фреон не оказывает.

Испарение газа не влияет на вкус хранящихся продуктов и не изменяет строение каких либо продуктов хранящихся в холодильнике.   Трущиеся детали мотор — компрессора в процессе проведения ремонта тщательно смазываются, для этой цели применяются специальные  холодильные рефрижераторные масла.

Корррозия внутренних поверхностей металла вызывается из так называемого старения масла —  его окисления, попадания кислорода воздуха в состав специального рефрижераторного масла.   Поэтому, перед нанесением, масло тщательно сушится и в состав масла вводят специальные антиокислительные присадки.

Коррозийность в составе фреона впоследствии может вызвать закупорку небольших проходных сечений, которые имеются в системе циркуляции.     Смазочное масло в таких целях используется марки ХФ 12-16.    Следует также учитывать растворимость смазочного масла в фреоне, в состав масла входит парафин, что впоследствии может также вызвать закупорку малых проходных сечений в системе холодильника.   Данная марка смазочного масла применяется в холодильных компрессионных машинах закрытого типа с использованием в системе фреона -12, то есть может использоваться  в современных холодильниках домашнего назначения.

Принцип работы и устройство холодильника

 Домашние холодильники  имеют две камеры для хранения пищевых продуктов:

• холодильная;
• морозильная

камеры \отделения\.    Если продукты имеют длительные сроки своего хранения в замороженном виде, в этих целях служат специальные домашние холодильники.   Для продуктов хранящихся просто в охлажденном виде \в холодильной камере\, температура колеблется в пределах от 2 до 8 градусов по Цельсию.

Периодическое отключение холодильника осуществляющееся за счет работы терморегулятора, \цикличность работы\ и  не влияют на условия заморозки, хранения продуктов питания.

От желания владельца, ручной регулировкой терморегулятора осуществляются незначительные изменения температуры в камере холодильника.   Так же с помощью терморегулятора, его настройки,  обеспечивается необходимая пониженная температура в зависимости от температуры окружающей среды \ теплое помещение, прохладное помещение\.

                                                                                                                                                    

                                                                                                                                              терморегулятор холодильника

Такие названия как термостат холодильника и терморегулятор холодильника абсолютно одинаковы по своему предназначению.

Теплозащитное реле холодильника предназначено для защиты обмоток:

• статора;
• ротора

электрордвигателя   от резких скачков напряжения, токовых перегрузок.

                                                                                                                                                                                                                                                       

                                                                                                                                                                                                                                                                    мотор — компрессор холодильника

Мотор — компрессор холодильных машин закрытого типа наглухо заварен в металлическом кожухе как и другие детали холодильной системы в целом.

 Тепло — защитное реле \пуско — защитное реле\  имеет разъемное соединение с мотор — компрессором холодильника и в случае своей неисправности теплозащитное реле подлежит своей замене.

                                                                                                                                                                                                                                                              

                                                                                                                                                                                                                                                     пуско — защитное реле холодильника Атлант

Различия между названиями: » пуско — защитное реле и теплозащитное реле » — разницы никакой не составляет.

Почему именно выбрали компрессионный агрегат закрытого типа для домашних холодильников?   Данная конструкция домашних холодильников позволяет практически исключить утечку рабочей жидкости — фреона.   То есть заводом — изготовителем  при выпуске холодильников, уделяется особое внимание в изготовлении неразъемных соединений в циркулирующей системе.

В свою очередь, в данных типах холодильников обеспечивается экономный расход электроэнергии.   При температуре окружающей среды воздуха 25 градусов по Цельсию — расход потребляемой электроэнергии составляет до 1,2 киловатт в час.

Емкость холодильной камеры определяется геометрическим способом, то есть измеряется либо в кубических дециметрах либо в литрах.   По нормам, из расчета на один килограмм продуктов приходится 6 — 8 литров камеры холодильника.   По своей емкости домашние холодильники обычно не превышают 400 литров.

Из расчета на количество человек в семье, при приобретении холодильника, удобны следующие варианты выбора холодильников:

• для  количества  семьи из двух человек емкость камеры холодильника подбирается на 100 — 160 литров;
• для  количества  семьи из трех человек  емкость подбирается на 160 — 200 литров;
• из четырех человек количества семьи придерживаются емкости 240 — 300 литров;
• более четырех человек емкость камеры составляет до 400 литров.

Для лучшего отвода тепла испарителем, в холодильниках целесообразней устанавливать полки в виде металлической решетки.   Изготовленные полки таким способом, позволяют равномерно распределять температуру в холодильной камере.

На дверце, со стороны морозильной камеры в холодильниках установлен кнопочный выключатель света.   При открывании дверцы холодильника, контакты замыкаются и камера холодильника освещается электрической лампочкой.

Для хранения замороженных продуктов в больших количествах, предусмотрены холодильники с более объемным морозильным отделением.   Для морозильного отделения \хранения замороженных продуктов\  можно воспользоваться следующим расчетом, — на пол килограмма замороженных продуктов приходится один литр емкости \морозильной камеры\.

Снежный покров в камере образовывается из конденсата воздуха, поступающего при открывании дверцы, а так же при наличии недостаточного уплотнения при закрытой дверце холодильника.   Образовавшаяся снежная шуба должна систематически удаляться, так как такое образование ухудшает отвод тепла испарителем из камеры.

Обычно раньше в конструкции холодильника был предусмотрен поддон для сбора талой воды при разморозке.   В настоящее время изготавливают холодильники, где  в самой морозильной камере расположено отверстие для стекания воды образовавшейся в результате конденсата.   Вода при стекании в отверстие затем просто испаряется.   Владельцы холодильников при их разморозке \удалении наледи, снеговой шубы\, — отключают холодильник и при открытых дверцах происходит эффективная полная разморозка.   Так же в некоторых конструкциях холодильников предусмотрены нагревательные элементы \ТЭНы\ для процесса разморозки.   То есть происходит как полуавтоматическая так и автоматическая разморозка камеры при выключенном мотор — компрессоре с участием терморегулятора.

Автоматическая разморозка происходит в автоматическом режиме, периодически через определенное время и без участия владельца.   Вода в этом примере, отводится наружу  по трубке из камеры, где она затем испаряется.

Домашние холодильники — и их типы

 

Способы вырабатывания искусственного холода в холодильниках различные и зависят от типа холодильной машины.   Как уже упоминалось, холодильники подразделяются на:

• компрессионные;
• абсорбционные;
• термоэлектрические \полупроводниковые\.

 

абсорбционный холодильник Ezetil  Absorber A — 4000

термоэлектрический холодильник  Tropi  Cool  Classik

По своему предназначению холодильники разделяют на:

• двухкамерные;
• однокамерные;
• низкотемпературные.

Однокамерные холодильники используются для хранения продуктов в охлажденном состоянии.

Двухкамерные холодильники   используются для хранения как замороженных так и охлажденных продуктов.

Низкотемпературные холодильники используются для замораживания, а так же для хранения замороженных продуктов.

 

низкотемпературный холодильник ХНТ — 200

 

 

Так же по своему исполнению холодильники бывают:

• настенные;
• встраиваемые;
• настольные;
• напольные.

 

встраиваемый холодильник

Низкотемпературные холодильники обычно выпускают в виде сундука, крышка \дверца\ такого холодильника расположена сверху.

Однокамерные напольные \в виде шкафа\ холодильники имеют более распространенное применение в домашнем быту.

Для своей эксплуатации так же удобны холодильники небольших размеров, так называемые «шкафчики — столики».

В приобретении, в выборе холодильников конечно же все зависит от желания самого покупателя.   К примеру, комбинированные напольные холодильники могут совмещаться допустим с кухонным шкафом.

На заказ, холодильный шкаф можно выполнить совмещенным \комбинированным\ с сервантом.   Отделка данных холодильных шкафов выполняется под цвет с совмещенной мебелью.

Настенные холодильники имеют двустворчатые двери, по своей конструкции напоминают настенный шкафчик небольших размеров.

холодильный шкаф  \настенный, настольный\  Liebherr FKv 503 Premium

Встроенные холодильники получили наименьшее распространение.   Для охлаждения конденсатора холодильный агрегат во встроенном шкафу размещают с учетом обеспечения циркуляции воздуха.

В настольных холодильниках, охлаждение происходит обычно термоэлектрическим способом.

Двухкамерные холодильники состоят из двух камер хранения продуктов, — это камера охлаждения и морозильная камера.

Низкотемпературные холодильники или как их еще называют «морозильники», — применяются для длительного хранения продуктов в замороженном состоянии.

В следующих темах Вы ознакомитесь с подробным описанием ремонта холодильников и с их электрическими схемами.