ХОЛОДИЛЬНИКИ: ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ
Холодильники очень полезны в быту. В них можно хранить продукты для сохранения качества. В среднем, мы открываем холодильное устройство до 40 раз в день. Чтобы холодильник прослужил долго, необходимо знать его принципы работы, а также какие детали отвечают за охлаждение или заморозку продуктов.
Устройство холодильника
Основные запчасти кухонной техники:
1. Двигатель;
2. Конденсатор;
3. Испаритель;
4. Капиллярная трубка;
5. Осушительный фильтр;
6. Докипатель;
Схема работы холодильника
Является основным элементом в работе холодильника. Он циркулирует охлажденную жидкость по трубкам. У двигателя есть 2 основных элемента:
1. Электромотор;
2. Компрессор;
Мотор преобразовывает электрическую энергию в механическую. У прибора имеются 2 основные составляющие:
1. Ротор;
2. Статор;
Статор состоит из нескольких медных катушек. Ротор представляет собой стальной вал. Он присоединен к поршневой системе двигателя. При его подключении в катушках происходит электромагнитная индукция. Так возникает крутящий момент. Тем самым ротор приходит к вращательному движению. Во время вращения возникает перемещение поршня. Ее передняя часть приводит жидкость к рабочему состоянию. В современных устройствах двигатель располагается внутри компрессора. Данный процесс предотвращает утечку газа. Двигатель находится на пружине. Она может располагаться в любой части холодильника. В современных изделиях пружина находится изнутри. Тем самым поглощаются вибрационные волны.
Конденсатор
Этот прибор представляет из себя трубчатый провод с 5 миллиметровым диаметром. Он отводит тепло от жидкости во время работы устройства. Располагается на задней стороне холодильника.
Испаритель
Состоит из трубок малых размеров. Он испаряет жидкость и охлаждает все то, что находится вокруг устройства. Может располагаться в любых частях морозильной камеры.
Капиллярная трубка
Занижает давление газа. В среднем, диаметр трубки составляет от 1,5 до 3 мм. Находится между испарителем и конденсатором.
Осушительный фильтр
Очищает газ от влаги. Средний диаметр составляет от 10 до 20 мм. Его концы располагаются либо в капиллярной трубке, либо в конденсаторе. Внутри трубки находится цеолит. На ее концах имеются заграждающие сетки. Также в устройстве имеется подобный прибор с размером 2 мм. Установлена и сетка из синтетики. Размер - десятые доли миллиметра.
Докипатель
В первую очередь, это металлическая емкость. Располагается между испарителем и компрессором. Доводит фреон до закипания. Защищает двигатель от попадания, мешающих работе, элементов. При контакте с водой, прибор перестает работать.
Принцип работы холодильника
Выделяют 2 рабочих процесса:
1. Вывод тепловой энергии в окружающее пространство;
2. Концентрация холода внутри устройства;
Для отбора тепла используется фреон. Вещество состоит из таких элементов, как:
1. Этан;
2. Фтор;
3. Хлор;
Из состояния газа фреон может перейти в жидкое. Это происходит из-за перемен в давлении. Охлаждение происходит весьма необычным образом. Компрессор засасывает фреон вовнутрь. Внутри прибора работу ведет мотор. Происходит движение поршня. Затем газ сжимается.
Газ сжимается двумя путями:
1. При происхождении возвратного движения поршня;
2. При смещении поршня в обратном порядке;
При нагреве фреон поступает к конденсатору. Так происходит отдача тепла. А температура газа уменьшается до 55 градусов. Во время отдачи тепла газ конденсируется. Тем самым фреон превращается в жидкость. Затем он поступает в осушительный фильтр. Так поглощается влага. Из фильтра фреон поступает в капиллярную трубку. Она же служит в качестве препятствия. При контакте с трубкой давление газа снижается. Хладагент превращается в жидкость. Фреон поступает к испарителю. Если падает давление, то исчезает фреон. Падение также относится и к температуре газа. В испарителе фреон достигает температуры до 23 градусов. Фреон проходит по холодильнику. Газ снимает тепло с внутренней части испарителя. При отдаче тепла происходит охлаждение холодильника. Фреон засасывается в компрессор. Процесс становится цикличным.
Типы охлаждения
Делятся на следующие составляющие:
1. Компрессионные;
2. Абсорбционные;
3. Термоэлектрические;
4. Пароэжекторные;
В компрессионных движение хладагента происходит из-за изменения давления. За нее отвечает компрессор. Компрессионные системы охлаждения - самые распространенные в холодильниках. Движение в абсорбционных типах происходит благодаря нагреву. В основном, для этого используют аммиак. Тем не менее, данный процесс очень опасен. Он является устаревшим, на сегодняшний день. Термоэлектрический тип охлаждения способен поглощать тепло. Процесс имеет название "Эффект Пельтье". Данный тип охлаждения служит длительный промежуток времени. Однако ценовая категория у системы очень высокая. В пароэжекторных установках используется вода. За движение ответственен эжектор. Жидкость примыкает к испарителю. Она закипает с водяными парами. В тепле температура воды снижается. Она же и охлаждает продукты внутри холодильника. Пар поступает в конденсатор. Там он охлаждается и снова поступает в испаритель. В использовании данный тип охлаждения является простым. Тем не менее сильно расходуется вода, что вредит нагреву.
Абсорбционные холодильники
Хладагент циркулируется и испаряется. Также используется аммиак. Аммиачный раствор на водной основе выступает в качестве поглотителя.
В систему добавляют хромат натрия и водород. Последний ответственен за давление. Хромат натрия защищает систему от коррозии. При подключении в генераторе происходит нагрев. Используется водный раствор аммиака. Он находится в специальном резервуаре. При нагреве хладагента испаряется аммиак. Пары испарившегося вещества идут в конденсатор. Так аммиак превращается в жидкость. Затем происходит поступление вещества в испаритель. Так происходит смесь с водородом. Затем испаряется сам аммиак. Происходит охлаждение до минус 4 градусов. После этого, охлаждается сам испаритель. Так он забирает тепло из окружающего пространства. Затем аммиак поступает в адсорбер. Там находится очищенная вода. Вместе с ней смешивается аммиак. Полученное вещество поступает в резервуар. Затем происходит контакт с генератором. Заменителями аммиака могут послужить:
1. Раствор ацетона;
2. Бромистый литий;
3. Ацетилен;
В данном типе охлаждения главное достоинство заключается в бесшумной работе агрегатов.
Саморазмораживающиеся холодильники
Процесс по саморазморозке происходит автоматически. Существует 2 пути оттаивания:
1. Капельная;
2. Ветреная;
В капельной системе испаритель располагается на задней части устройства. Так образуется иней. При оттаивании образовавшийся элемент протекает в нижнюю часть холодильника. Жидкость, из-за действий компрессора, исчезает. Холодный воздух, в задней части холодильного прибора, задувается специальным вентилятором. Так иней протекает в специальное отверстие.
Промышленные холодильники
От обычных холодильников промышленные отличаются мощностью и размерами. Эти устройства могут достигать нескольких десятков киловатт. Средняя рабочая температура - от 5 до минус 50 градусов. Промышленные холодильники способны уместить в себя большое количество продуктов. Средний объем устройств - от 5 до 5000 тонн. Используются на заготовительных и перерабатывающих предприятиях.
Инверторные холодильники
Аккумулируют ток с напряжением в 220 В. Плавно регулируют обороты валов.
При подключении мгновенно набирается необходимая температура. Затем устройство переходит в режим ожидания. При повышении температуры срабатывает специальный датчик, ответственный за ее регулировку.
Термостат холодильника
Основная функция заключается в поддержании заданной температуры. Впаяно с одного конца капиллярной трубки. Другим она соединяется с испарителем. Основной элемент терморегулятора - реле. Оно состоит из сильфона и рычага. Сильфон - это пружина с фреоном. От температуры последнего зависит сжатие или растягивание пружинистой части.
Итог
Внутренняя составляющая холодильника требует особых знаний по химии. Какие-то вещества весьма пригодны для длительного использования, а какие-то и вовсе опасны в быту. В статье, по схемам, были рассмотрены работы определенных запчастей, отвечающих за производительность холодильника. Также были продемонстрированы пути химических элементов к холодильным приборам и как они взаимодействуют между собой.
