Устройство и принцип работы холодильника: двухкамерного, абсорбционного

Устройство, а также принцип работы холодильника поверхностно изучается на уроках физики, однако, не каждый взрослый человек представляет, как работает холодильник? Рассмотрение и анализ основных технических аспектов поможет на практике продлить срок эксплуатации и улучшить работу бытового холодильника.

Устройство компрессионного холодильника

Устройство холодильника лучше всего рассматривать на примере компрессионного образца, поскольку в быту чаще всего используются именно такие аппараты:

1. Компрессор – устройство, которое с помощью поршня проталкивает хладагент (газ), создавая разное давление на разных участках системы;
2. Испаритель – емкость, в которую попадает разжиженный газ, впитывающий тепло из холодильной камеры;
3. Конденсатор – емкость, в которой сжатый газ отдает тепло в окружающее пространство;
4. Терморегулирующий вентиль – устройство поддерживающее необходимое давление хладагента;
5. Хладагент – смесь газов (чаще всего используют фреон), которая под воздействием работы компрессора циркулирует в системе, забирая и отдавая тепло на разных ее участках.

Работа холодильника

Устройство холодильника, а также принцип работы холодильника с одной камерой можно понять, просмотрев соответствующее видео:

Самым важным аспектом в понимании работы компрессионного аппарата является то, что он не создает холод как таковой. Холод возникает вследствие отбора тепла внутри устройства и отправки его наружу. Эту функцию выполняет фреон. Попадая в испаритель, который обычно состоит из алюминиевых трубок или, спаянных между собой пластин, пары фреона поглощают тепло.

Это нужно знать: в холодильниках старого образца корпус испарителя одновременно является корпусом морозильной камеры. При размораживании этой камеры нельзя пользоваться острыми предметами для устранения льда, поскольку через пробитый корпус испарителя весь фреон выветрится. Холодильник без хладагента становится нерабочим и подлежит дорогостоящему ремонту.

Далее под воздействием компрессора пары фреона покидают испаритель и переходят в конденсатор (система из трубок, которые располагаются внутри стенок и на задней части агрегата). В конденсаторе хладагент остывает, постепенно становясь жидким. По пути в испаритель газовая смесь осушается в фильтре-осушителе, а также проходит через капиллярную трубку. На входе в испаритель за счет увеличения внутреннего диаметра трубки давление падает и газ становится парообразным. Цикл повторяется до тех пор, пока не будет достигнута необходимая температура.

Читайте также:

Как работает компрессор?

При помощи поршня компрессор перегоняет хладагент из одной системы трубок в другую, попеременно меняя физическое состояние фреона. При подаче хладагента в конденсатор компрессор его сильно сжимает, отчего фреон нагревается. Пройдя длинный путь по лабиринту трубок конденсатора, охлажденный фреон через расширенную трубку попадает в испаритель. От резкой перемены давления хладагент быстро охлаждается. Теперь пары фреона способны поглотить определенную дозу тепла и перейти в систему трубок конденсатора.

В бытовых приборах используют полностью герметичные корпуса компрессоров, которые не пропускают рабочую газовую смесь. С целью герметичности электродвигатель, который приводит в движение поршень, тоже располагается внутри корпуса компрессора. Все трущиеся детали внутри мотор-компрессора смазаны специальным маслом.

Электрическая схема холодильника может стать полезной для тех, кто готов к самостоятельной диагностике и ремонту холодильника:

Устройство и принцип работы двухкамерного холодильника

Устройство двухкамерного холодильника отличается от однокамерного тем, что в каждом отсеке есть свой испаритель. В отличие от предшественников, в двухкамерных аппаратах оба отсека изолированы друг от друга. В таких устройствах морозилка, как правило, располагается, внизу, а холодильная часть – вверху. Принцип работы двухкамерного холодильника заключается в том, что рабочая газовая смесь сначала остужает испаритель морозилки до определенной минусовой температуры. Только после этого фреон переходит в испаритель холодильного отсека. После того, как испаритель холодильной камеры достигнет определенной минусовой температуры срабатывает терморегулятор, останавливающий работу мотора.

В быту чаще используются двухкамерные аппараты с одним компрессором. В агрегатах с двумя моторами принцип работы холодильника существенно не меняется, просто один компрессор работает на морозилку, другой – на холодильную камеру. Принято считать, что работа холодильника с одним компрессором более экономична, но на деле это не всегда так. Ведь в аппарате с двумя моторами можно отключать одну из камер, в работе которой нет нужды. Работа двухкамерного холодильника с одним компрессором всегда предполагает одновременное охлаждение обеих камер.

Холодильник и температура внешней среды

В инструкции по эксплуатации большинства бытовых холодильников указано при какой температуре лучше всего его эксплуатировать. Минимально допустимым показателем является температура +5 по Цельсию. Может ли холодильник работать в условиях холода, особенно, на морозе? Рассмотрим возможные проблемы:

• Неправильная работа термостата. В обычных условиях терморегулятор разрывает электрическую цепь при достижении необходимой температуры. Когда воздух внутри прогреется, термостат снова замкнет электрическую цепь, и мотор возобновит свою работу. В условиях минусовой температуры внешней среды термостат, скорее всего, повторно не включит компрессор, так как теплу внутри камеры попросту неоткуда взяться;
• Затрудненный запуск компрессора. В старых аппаратах чаще всего применялись хладагенты R12 и R22. Для нормальной работы использовались рефрижераторные масла, которые при температуре ниже +5С становятся слишком густыми, а это значит, что запуск и движение поршня будет затруднительным;
• Возникновение эффекта «влажного хода». Поскольку тепла в холодильнике нет, то нарушается работа испарителя. В компрессор поступает насыщенный каплями пар. В результате продолжительной работы в таких условиях вся механика мотора будет повреждена.

Простыми словами, щадящее отношение к устройству значительно продлит срок его работы.

Принцип работы абсорбционного холодильника

В абсорбционном аппарате охлаждение связано с испарением рабочей смеси. Чаще всего таким веществом является аммиак. Передвижение хладагента происходит в результате растворения аммиака в воде. Из абсорбера раствор аммиака поступает в десорбер, а далее – в дефлегматор, в котором смесь разделяется на первоначальные составляющие. В конденсаторе аммиак становится жидким и снова направляется в испаритель.

Перемещение жидкости обеспечивают струйные насосы. Кроме воды и аммиака в системе присутствует водород или другой инертный газ.

Чаще всего абсорбционный холодильник востребован там, где невозможно использовать обычный компрессионный аналог. В быту такие аппараты применяются редко, так как они сравнительно недолговечны, а хладагент представляет собой ядовитое вещество.

Режим работы и отдыха компрессионного холодильника

Многим пользователям интересен вопрос: сколько должен работать холодильник? Единственно верным критерием нормальной работы домашнего аппарата является достаточная степень заморозки и охлаждения продуктов в нем.

Сколько холодильник может работать, а сколько должен отдыхать не прописано ни в одной инструкции, однако, существует понятие «оптимального коэффициента рабочего времени». Для его вычисления продолжительность рабочего цикла разделяют на сумму рабочего и нерабочего цикла. Так, например, холодильник, проработавший 15 минут с дальнейшим 25-минутным отдыхом, будет иметь коэффициент 15/(15+25) = 0,37. Чем меньше этот коэффициент, тем лучше работает холодильник. Если в результате подсчета получится число меньше 0,2, то, скорее всего, неправильно выставлена температура в холодильнике. Коэффициент больше 0,6 означает, что герметичность агрегата нарушена.

Как работает холодильник No Frost?

В холодильниках с системой no frost («без инея») есть только один испаритель, который спрятан в морозилке за пластиковой стенкой. Холод от него передается при помощи вентилятора, который расположен за испарителем. Через технологические отверстия холодный воздух поступает в морозильную, а далее – в холодильную камеру.

Чтобы оправдать свое название холодильник ноу фрост оборудован системой оттаивания. Несколько раз в сутки срабатывает таймер, активизирующий нагревательный элемент, расположенный под испарителем. Полученная жидкость испаряется вне холодильника.

Всего несколько минут, потраченных на изучение материала, могут в будущем принести пользу простому обывателю ведь, зная устройство и принцип работы, а также оптимальные условия эксплуатации холодильника каждый сможет продлить срок жизни домашнего хранителя продуктов.

Принцип работы холодильника. Подробное описание

По принципу действия можно выделить четыре типа холодильников. Два типа, находящихся первыми в списке, из-за высокой стоимости и низкого коэффициента отдачи особого распространения не получили, в отличие от оставшихся двух типов. Итак, работать холодильник может по принципу:

• вихревого охлаждения;
• абсорбции;
• термоэлектричества;
• компрессии.

Холодильные установки, применяемые в быту и на производствах, могут быть компрессионными, термоэлектрическими или абсорбционными. Имея некоторые довольно существенные различия, работают они по схожему принципу: в холодильной камере температура снижается благодаря поглощению тепла жидким и испаряющимся охладительным агентом. В холодильнике компрессионного типа в качестве хладагента обычно используется фреон, в абсорбционном – аммиак.

Основные элементы холодильника

Ни один холодильник не сможет работать, если в нем отсутствует хотя бы один из основных конструкционных элементов:

• Охладительный агент. В его роли выступает газ, движущийся по замкнутому кругу и переносящий тепло.
• Конденсатор. Устройство, выводящее тепло наружу из холодильной камеры. Представлен в виде решетки на задней части холодильника.
• Компрессор – мотор, нагнетающий давление и заставляющий газ двигаться по замкнутой системе.
• Испаритель – устройство, которое удаляет тепло. В большинстве холодильников в качестве испарителя используется задняя стенка.

Принцип работы компрессионного холодильника

Фреон, применяемый в качестве хладагента, подается на осушающий фильтр, который очистит газ от различных твердых частиц и соберет из него всю лишнюю влагу. Дегидрированный и очищенный фреон затем вытечет по капиллярной трубке, которая представляет собой некую границу, разделяющую зоны с высоким и низким давлением. Поступая из трубки в испаритель, где давление снижается с приблизительно 9 атмосфер до 0,1 атмосферы, фреон закипает из-за теплоты тех продуктов, которые были оставлены в камере для охлаждения. Любая жидкость, закипая, испаряется, и фреон не становится исключением: его пары засасывает компрессор, и весь цикл начинается сначала.

Особое внимание стоит уделить механизмам действия каждого элемента холодильника, ведь именно от них и зависит вся работа холодильной машины. Компрессор включает в себя саму компрессионную установку и небольшой электродвигатель, которые спрятаны в герметичном корпусе. Именно компрессор можно назвать ключевым устройством, обеспечивающим охлаждение, – его постоянная работа по перегонке фреона гарантирует работу всего цикла.

Конденсаторы на холодильник устанавливаются двух типов:

• щитовой или листотрубный, который похож на лист металла с посаженным на него змеевиком;
• ребристотрубный, представляющий собой змеевик с ребрами.

К примеру, Indesit NBS 18 AA является компрессионным холодильником.

Двухкомпрессионный холодильник – просто одна из разновидностей устройств этого типа, то есть обычный холодильник с морозильной камерой. Один из компрессоров работает на охлаждение «морозилки», второй – на холодильную камеру. Благодаря этому температура в каждой камере может регулироваться отдельно. Недостатком такого холодильника будет повышенное потребление им электроэнергии.

Электросистема в компрессионном холодильнике и принцип ее работы

После подключения холодильника к сети ток электричества проходит сквозь замкнутый контакт в терморегуляторе, кнопку заморозки/размораживания, катушку реле пуска и попадает на электродвигатель компрессора. Так как мотор еще не запущен, электроток, протекающий через его обмотку, превышает предельно допустимый в несколько раз, тем самым замыкает контакты и включает «стартер», размыкая контакты реле пуска. После охлаждения испарителя до значения, которое установлено на регуляторе температуры, контакты размыкаются и двигатель прекращает работу

. Когда температура в холодильной камере повышается до фиксированного показателя, цикл начинается снова.

В зависимости от конструкции того или иного холодильника электросистема может быть выполнена различным образом: реле защиты и пуска могут быть объединены, кнопка размораживания может полностью отсутствовать, часто добавляются те или иные элементы. Однако данная схема является основой работы устройства компрессорного типа без технологии «no frost». Применяется, к примеру, в холодильнике LG GL-M 492 GQQL.

Принцип работы абсорбционного холодильника

Абсорбция – это процесс поглощения некого вещества другим веществом. Так, влага может вбирать аммиак, из-за чего образуется нашатырь, влагу же вбирает, к примеру, соль. По такому же принципу работают и холодильники абсорбционного типа. Если изначально холодильные установки такого типа появились из-за изучения возможности использования жидкого топлива, с развитием промышленности компрессионные установки практически вытеснили их с рынка. Однако затем появлялись все новые и новые технологии, и сегодня оба принципа работы на равных используются при производстве холодильных машин.

Вместо компрессора на абсорбционных холодильниках используется своего рода «котел», который нагревается из-за воздействия электрического тока. В котле находится аммиак, который превращается в пар из-за нагрева, а соответственно, и повышает давление в устройстве

. Под действием простых законов физики пары аммиака движутся к конденсатору, где охлаждаются и снова переходят в жидкое состояние. Сама же схема работы практически идентична схеме компрессионного холодильника. Абсорбционный холодильник работает гораздо тише своего компрессионного «собрата», не зависит от скачков напряжения в сети и не имеет легко выходящих из строя подвижных частей. Но он обладает и своими недостатками: расход электрической энергии несколько повышается, что ведет за собой финансовые затраты.

По этому принципу действия работают холодильники «Морозко».

Принцип работы термоэлектрического холодильника

Чтобы снизить температуру в холодильной камере, тепло из нее выкачивается специальной системой. Обеспечивает это известный эффект Пелтье. В холодильниках данного типа установлены термоэлектрические элементы кубической формы, созданные из различных металлов и объединенные электричеством.

 Когда электроток переходит из одного металла в другой, вместе с ним переходит и тепло. Пластина из алюминия поглощает тепло из продуктов в холодильнике, а кубические элементы передают его в стабилизатор, в свою очередь, рассеивающий его наружу через вентилятор. Большая часть переносных холодильников Nord работает именно по этому принципу.

Каждый из этих типов имеет свои положительные и отрицательные стороны, на учете которых и должен основываться выбор холодильного устройства для домашних или промышленных нужд.

 

Принцип работы бытового холодильника

Как работает холодильник?

Холодильники, которые стоят в большинстве квартир — компрессионные. Если говорить простыми словами, то принцип работы бытового компрессионного холодильника следующий: тепло отводится из холодильной камеры в окружающее пространство в результате чего температура в камере падает, а в помещении, где стоит холодильник, едва заметно повышается.

 

Что в холодильнике отвечает за реализацию этого процесса?

Хладагент — вещество с высоким уровнем текучести и низкой температурой кипения и испарения. Хладагент отвечает в холодильнике за перенос тепла от испарителя к конденсатору.

Компрессор — устройство, которое обеспечивает циркуляцию хладагента по системе холодильника. Холодильник может иметь один или два компрессора.

Испаритель забирает тепло из холодильной камеры.

Конденсатор отдает тепло в окружающую среду.

Теплообменник выравнивает температуру хладагента на выходе из испарителя и конденсатора для повышения производительности холодильника и предотвращения попадания жидкого хладагента в компрессор (что может привести к его неисправности).

Терморегулятор поддерживает температуру на нужном уровне, запуская работу системы, когда температура становится выше заданного уровня и выключая ее, когда камера охлаждается до необходимой температуры. В свою очередь состоит из термодатчика, который замеряет температуру и непосредственно регулятора.

Также в холодильнике есть дополнительные детали и системы, которые обеспечивают его работу и удобство эксплуатации. Например, система освещения, система автоматического оттаивания и т. д.

 

Теплоизоляция и герметичность

Энергоэффективность холодильника напрямую зависит от качества теплоизоляции и герметичности холодильной камеры. Теплоизоляцию обеспечивают двойные стенки и дверь, заполненные внутри различными теплоизолирующими материалами, например, вспененным полиуретаном, полистиролом и т. д.

За герметичность отвечают уплотнители с магнитными вставками, расположенные по периметру двери.

Более подробно узнать о работе основных деталей и систем холодильника вы можете в соответствующих статьях на нашем сайте. А если какая-то система вышла из строя и вам требуется ремонт холодильника, то вы всегда можете обратиться к специалистам «ПластХладо», которые помогут решить проблему.

Принцип работы холодильника: кратко и понятно

Обычный бытовой холодильник знаком всем, но далеко не все знают принцип его работы или хотя бы название основных частей. Не вдаваясь глубоко в технические детали и основы кратко опишем принцип работы холодильника, стараясь объяснить всё лёгким и понятным языком.

Главным устройством любой модели холодильника является компрессор. Основное его назначение осуществлять циркуляцию вещества, которое называется фреон. Фреон — это хладагент имеющий два агрегатных состояния: жидкое и газообразное. Внутри холодильника фреон циркулирует по трубкам, подключённым к компрессору, который сжимает и перекачивает пары фреона.

Выходит хладагент из компрессора в нагнетающую трубку, на выходе создаётся большое давление из-за чего эта трубка сильно нагревается. Приложив к ней руку, особенно в момент работы компрессорного двигателя, можно обжечься, по этой причине не касайтесь трубки.

Части и устройство холодильника

Есть в холодильнике и такой элемент, как контур обогрева. Расположен он внутри корпуса дверцы морозильной камеры. Сделано это с целью обеспечить эластичность уплотнителя, который обеспечивает герметичность морозилки. Поскольку при отрицательной температуре, которая обеспеченна в морозилке, уплотнитель менее эластичен, а отсюда получается меньшая плотность прилегания дверцы к морозильной камере.

Ещё одна техническая составляющая холодильника это конденсатор. Если кратко, то собой он представляет решётку, которая размещена на задней части холодильника. Функция конденсатора — превратить нагретый фреон, имеющий газообразное состояние, в холодный и жидкий. Хладагент проходя по трубкам конденсатора остывает образовывая капли, такой процесс называется конденсацией. Как несложно догадаться конденсатор получил своё название благодаря данному физическому процессу.

Помимо описанных компонентов в холодильниках есть и следующие элементы:

1. фильтр-осушитель;
2. капиллярная трубка;
3. испаритель;
4. всасывающая трубка.

Первый элемент нужен для от фильтровки влаги, которая есть во фреоне на момент заправки его в систему холодильника. Следующий по списку элемент капиллярная трубка, которая нужна для обеспечения разницы давлений в системе. Кратко скажем, что она разделяет систему на холодные и горячие трубки. Сама трубка из-за своей толщины больше похожа на провод, не зная того что это на самом деле трубка, действительно можно её воспринять как оголённые провод.

Испаритель — это именно та часть холодильника, которая образует холод. Представляет он из себя трубки, имеющие отрицательную температуру когда компрессор работает. В испарителе фреон который был в жидком виде в капиллярных трубках, переходит в газообразное состояние. То есть, в испарителе жидкий хладагент начинает испаряться, что и приводит к образованию холода внутри холодильника. Всасывающая трубка по факту это просто окончание трубки испарителя которая входит в компрессор.

Такой круговорот фреона является причинной появления холода внутри холодильника. Вот так кратко можно рассказать о принципе работы холодильника. Вещь — несложная, но технологичная. Современная техника дополнительно напичкана электроникой, которая для основной задачи холодильника ненужна. Она регулирует и контролирует работу основных узлов агрегата.

Устройство холодильника и принцип работы, как он устроен и из чего состоит

Все знают что такое холодильник и для чего он нужен современной семье, но не каждый догадывается о принципах работы холодильника. Принцип охлаждения продуктов зависит от типа техники, который благодаря широкому ассортименту брендов каждый человек может выбрать самостоятельно, исходя из своих нужд и предпочтений. В этой статье мы расскажем об устройстве холодильника.

Рейтинг лучших бюджетных двухкамерных холодильников

Что такое холодильник

Это аппараты, поддерживающие низкую температуру в теплоизолированной камере. Техника может быть как встраиваемой, так и отдельностоящей. Большинство современных домашних холодильников имеют морозильные отделения, за исключением холодильников для вина. На представленной ниже схеме холодильника указаны основные элементы и его принцип работы:

Схема работы холодильника

Кто изобрел холодильник

В древние времена скоропортящиеся продукты размещали в помещениях, наполненных снегом и колотым льдом. Прототип современного холодильника появился лишь в 1803 г в США. Томас Мур — это тот, кто придумал холодильник. В начале XVIII века Томас занимался поставками сливочного масла в Вашингтон и у него была необходимость сохранения свежести своего товара при длительных транспортировках. Устройство, изготовленное из тонких стальных пластин и помещенное в специальную бадью, засыпанную сверху льдом, было названо рефрижератором. Доподлинно неизвестно как выглядело его изобретение, нам удалось найти фотографии двух версий. Какая из них действительно была изобретена Муром — остаётся загадкой.

Рефрижератор Томаса Мура #1 Рефрижератор Томаса Мура #2

В 1850 г. врач Джон Гори (по другой версии его фамилия пишется с двумя «р» — Горри) продемонстрировал прибор с компрессором, способный охлаждаться самостоятельно и производить лёд, по сути это была морозильная камера. Сначала подобная техника использовалась лишь в промышленности. Первый домашний холодильник работающий от сети начал продаваться только в 1913 г., но именно Гори считается человеком, кто изобрел холодильник.

Машина для производства льда ГориДок Браун из трилогии «Назад в Будущее» тоже изобрёл холодильник

Почему холодильники так называются? В русском языке слово холодильник имеет один корень со словом «холод», также как и «кипятильник» — «кипятить», «грелка» — «греть» и «светильник» — «светить». В английском языке для описания этого предмета используют два слова: refrigerator и fridge

Назначение холодильника

Бытовые холодильники предназначены для охлаждения и хранения в охлажденном состоянии готовых блюд, полуфабрикатов и скоропортящихся продуктов. Техника с низкотемпературными отделениями также позволяет замораживать продукцию и изготавливать пищевой лед.

5 лучших недорогих двухкамерных холодильника прошлого года

Лучшие холодильники среди двухкамерных моделей бюджетного сегмента в нашем рейтинге представлены 5 моделями.

Stinol STS 200

Довольно габаритная модель, размеры которой — 60 х 200 х 62 см. Общий объем — 363 л, из которых на холодильный отсек приходится 235 л, морозильное отделение — 128 л. Отличный выбор для хозяек , которые замораживают заготовки на зиму.

дверцу можно перевешивать;

многофункциональность по низкой цене;

вместительный;

хорошо замораживает продукты.

ATLANT ХМ 4026-000

Габаритная модель с изысканным дизайном — 60 х 205 х 63 см. Однокомпрессорный холодильник с капельной системой размораживания. Полезный объем — 393 л, морозилка — 115 л, холодильное отделение — 278 л.

перевешиваемая дверца;

довольно большая мощность замораживания;

полки и контейнеры для овощей выполнены из качественного прочного пластика;

тихий в работе;

гарантия от производителя — 3 года.

Bosch KGV36NW1AR

Техника от производителя высококачественного оборудования. Размеры модели — 60 х 185 х 65 см. общий полезный объем — 317 л, морозилка — 94 л, холодильник — 223 л. Однокомпрессорный холодильник с каперной системой размораживания.

дверцу можно перевешивать;

малое количество потребляемого электричества;

тихий в работе;

наличие зоны свежести;

эргономичное размещение полок.

Pozis RK-149 S

Большой холодильник с габаритами 60 х 196 х 65 см. Полезный объем — 370 л, из них холодильный отсек — 240 л, морозильная камера — 130 л. Модель отличается высокой мощностью замораживания продуктов.

низкий уровень энергопотребления;

перевешиваемая дверца;

тихо работает;

интересный дизайн;

вместительность.

NORD NRB 110 932

Однокомпрессорный агрегат с лаконичным стильным дизайном. Размеры — 57 х 201 х 62 см. Общий объем — 346 л, морозильный отсек — 115 л, холодильное отделение — 231 л.

класс энергопотребления А+;

практически бесшумный в работе;

легко управлять.

Как устроен холодильник

Современные холодильники производятся в виде изотермических шкафов, работающих от электричества. Задумывались ли вы как устроен ваш холодильник? Чтобы понять принцип функционирования этих устройств, нужно разобраться из чего состоит холодильник и в предназначении его деталей и элементов. Устройство холодильника в наши дни крайне технологичное, в корпусе аппарата используются современные разработки. Причём, каким бы ни был ваш холодильник, отличия в конструкции и устройстве белорусского холодильника Атлант, скромного однокомпрессорного Норда или «широкоплечего монстра» Либхер типа Side by Side не очень большие.

Принцип работы

Ремонт любых современных холодильников

Сервисный центр Remont-Holodokk.ru реанимирует Ваше устройство. Оставьте заявку, мы перезвоним в течение часа

Корпус

Основа аппарата должна быть прочной и жесткой. Если корпус изготавливается из листовой стали, толщина пластин варьируется от 0,6 до 1 мм. Но в современном производстве чаще всего используется более дешевый по сравнению с металлом ударопрочный пластик, ведь такой аппарат удобнее транспортировать из-за меньшего веса. Благодаря многообразию цветов и вариантом отделки, строение холодильника и его внешний вид можно легко подобрать под свой вкус.

Корпус

Дверь

Проем камер перекрывают две панели — наружная и внутренняя, объединенные в единый массив с теплоизоляционным материалом внутри. Дверь надежно удерживается в закрытом положении благодаря магнитам.

В более старых моделях для фиксации двери использовались курковые затворы.

Дверь

Уплотнители дверей

Чтобы в камеру не попадал теплый воздух, ее дверца должна быть герметичной. Нужный эффект обеспечивает расположенный по периметру внутренней панели уплотнительный профиль. Внутри него спрятан эластичный магнитный элемент, изготовленный из бария и смол. Он отвечает за плотное прилегание двери к корпусу.

Уплотнитель

Внутренние полки и шкафы

Внутри корпуса холодильника находятся шкафы, изготовленные из ударопрочного пластика или покрытой силикатно-титановой краской листовой стали. Современный ABC-пластик отличается эстетичностью, износостойкостью и устойчивостью к воздействию фреона.

Внутренняя поверхность низкотемпературных отделений прибора чаще всего производится из нержавеющей стали или алюминия. Стальные шкафы считаются наиболее гигиеничными, но их наличие увеличивает общий вес оборудования. Пластик имеет небольшую массу и низкий коэффициент теплопроводности, но в условиях низких температур его поверхность быстрее теряет свой первоначальный внешний вид.

Внутренности

Электродвигатель (компрессор)

Электрический двигатель поддерживает функционирование холодильника. За счет перемещения хладагента компрессором, излишки тепла выводятся наружу, и на каждом из участков системы поддерживается оптимальное давление. Существуют двухкомпрессорные модели, в которых один компрессор отвечает за холодильную камеру, а второй за морозильную. Такие холодильники удобно размораживать: можно отключить только морозилку, а продукты из неё переложить в холодильник на время разморозки.

Компрессор

Конденсатор

Эта деталь чаще всего выполняется в форме змеевика и располагается на задней стенке устройства снаружи. Конденсатор отвечает за превращение фреона из газа в жидкость. Хладагент поступает в трубку, остывает до комнатной температуры и продвигается к капилляру. Излишки тепла при этом выводятся при помощи конвекции.

Конденсатор

Капилляр

Это трубка, через которую проходит хладагент на пути к испарителю. Давление фреона при сужении капиллярной трубки понижается, из-за чего он на определенном этапе успевает закипеть и испариться.

Капиллярная трубкаЗамена капиллярной трубки

Испаритель

Деталь имеет форму трубки и может располагаться как в самой камере, так и внутри стенки корпуса. При прохождении по испарителю фреон переходит в газообразную форму и поглощает тепло, выделяя при этом холод. В результате камера, как и находящаяся в ней продукция, охлаждается.

ИспарительИспаритель располагается на задней стенке изнутри, в отличие от конденсатора, который расположен снаружи

Фильтр-осушитель

Отвечает за очищение фреона от различных загрязнений, неизбежно накапливающихся в процессе использования техники. Это позволяет не допустить возникновения в капилляре засора, столкнувшись с которым хладагент может замерзнуть.

Фильтр-осушитель

Докипатель

Емкость докипателя нужна для принудительного доведения до точки кипения хладагента, который не успел испариться и остался в жидком состоянии. При отсутствии докипателя жидкость попала бы в компрессор и вывела его из строя. В большинстве приборов устройство спрятано внутри стенок морозильной камеры. Это связано с тем, что при повторном закипании фреона происходит дополнительное поглощение тепла.

Докипатель

Терморегулятор

В холодильник встроен датчик, который контролирует температуру в камерах. В случае ее повышения терморегулятор замыкает электрическую цепь, запуская компрессор, способный охладить воздух. Когда температура нормализуется, цепь размыкается, выключая компрессор.

Терморегулятор

Защитное пусковое реле

Без этой детали не обходится ни одно охлаждающее устройство. Защитное реле обеспечивает включение компрессора в момент замыкания электрической цепи и своевременную остановку работы мотора.

Пусковое реле

Основные типы охлаждающих систем

Выделяют следующие виды охлаждающих систем:

1. Абсорбционные. В качестве хладагента используется аммиак, продвигающийся в результате его нагревания.
2. Компрессионные. Движение рабочей жидкости осуществляется благодаря изменению давления на разных участках системы, которое регулируется компрессором.
3. Пароэжекторные. Экологичные установки, где вместо хладагента используется вода.
4. Термоэлектрические. Тепло поглощается в результате контакта двух проводников при прохождении по ним тока.

Принцип работы холодильника

Сейчас в продаже можно найти несколько разновидностей холодильников, отличающихся друг от друга принципом функционирования. Давайте рассмотрим принципы работы холодильника для новичков, простым языком.

Принцип работы абсорбционных холодильников

Такая техника не имеет компрессора, а в качестве хладагента используется аммиак, который при попадании в абсорбер растворяется в воде. Принцип действия абсорбционных холодильника следующий: готовый раствор переходит сначала в десорбер, выполняющий роль испарителя, а затем в дефлегматор, где охлаждается и разделяется на отдельные составляющие. После прохождения конденсатора аммиак становится жидкостью, которая через абсорбер вновь попадает в испаритель.

В быту абсорбционные холодильники встречаются нечасто, так как они выходят из строя быстрее, чем модели с компрессором, а аммиак ядовит.

Принцип работы саморазмораживающегося холодильника

В технике с капельной системой испаритель располагается на задней стенке камеры. Образующийся иней тает и по желобам стекает в поддон, который находится в нижней части техники. После этого жидкость испаряется при помощи компрессора. 

Капельную систему еще называют «плачущей стенкой»

Промышленные холодильники

Принцип работы холодильника, предназначенного для промышленного использования, не отличается бытового, но промышленные агрегаты обладают куда большей мощностью, которая может достигать несколько десятков кВт. В камерах поддерживается температура от +5 до -50 ⁰C. Промышленные холодильники должны вмещать большое количество продукции — от 5 до 5000 тонн. Это позволяет использовать технику на перерабатывающих и заготовительных предприятиях.

Принцип работы инверторного холодильника

Электродвигатель стандартного компрессора то запускается, то выключается, испытывая при этом значительные нагрузки. Инверторная установка обеспечивает непрерывную работу мотора, изменяется лишь скорость его вращения. Такой режим позволяет сэкономить электроэнергию и снизить износостойкость отдельных деталей прибора.

Линейный компрессор более экономичный

Принцип работы холодильника ноу фрост с одним компрессором

Главный недостаток обычных холодильников для дома — превращение попадающей в камеру влаги в иней, который покрывает внутренние стенки прибора, перегружает компрессор и препятствует нормальному процессу охлаждения.

При наличии системы No Frost влага не замерзает, поэтому необходимость в регулярной разморозке холодильника отсутствует. Система предполагает наличие вентилятора, который располагается за испарителем и обеспечивает равномерное охлаждение продукции воздушными потоками. При этом на стенках испарителя скапливается конденсат, постепенно начинающий превращаться в иней. Благодаря специальному таймеру периодически включается ТЭН и лед тает. Образовавшаяся жидкость по трубкам перемещается в размещенный вне камеры поддон, откуда испаряется естественным путем.

Холодильники с системой «Ноу Фрост» реже нуждаются в уходе. Единственный их недостаток — сравнительно быстрое пересыхание продуктов из-за циркулирующего внутри камеры воздуха.

Устройство термостата холодильника

Оптимальный климат в камере прибора поддерживает термостат. В некоторых моделях его можно найти в небольшой пластиковой коробке, расположенной внутри корпуса. Чтобы увидеть устройство, придется открутить и снять одну из стенок. В новых моделях терморегуляторы размещены снаружи, например, над дверцей.

С одной стороны детали есть трубка, ведущая к испарителю, а с другой — клеммы для присоединения проводов. В случае повышения температуры в камере хладагент расширяется, а давление в трубке увеличивается. В результате замыкаются контакты и запускается компрессор. При снижении температуры происходит обратный процесс — давление снижается, контакты размыкаются и компрессор останавливается. Современные холодильники оборудованы электронным термостатом, состоящим из блока управления с таймером и датчиков.

---

Холодильник предназначен для охлаждения продуктов как в бытовых, так и в промышленных условиях. Ответственно подойдя к выбору его типа и разобравшись в принципе устройства охлаждающей системы, можно сделать процесс эксплуатации прибора максимально комфортным.

Устройство и принцип работы Двухкамерного холодильника

В двухкамерных моделях холодильников между холодильной и морозильной камерами находится теплоизолирующая перегородка. Каждый отсек оснащен собственным испарителем, который представляет собой лист алюминия с каналами или несколько полок с трубопроводами. Довольно часто трубопроводы морозилки располагаются под стенками камеры.

Воздухоохладитель холодильного отсека чаще выполняется в виде алюминиевого листа с каналами, который расположен вертикально. В некоторых моделях используется лист с трубопроводами, размещаемый на задней стенке или внутри нее, так называемый запененный испаритель. Сзади него находится нагреватель, который подключен к термостату, как правило, параллельно.

Принцип работы

Когда холодильник включен, при помощи компрессора происходит подача фреона в морозильную камеру. Жидкий газ, очутившись в воздухоохладителе, закипает и начинает испаряться, при этом снижается температура поверхности воздухоохладителя. Сначала осуществляется охлаждение на участке, где капиллярная трубка входит в охладитель воздуха, постепенно охлажденный фреон по каналам перемещается к выходу.

Процесс будет продолжаться до тех пор, пока температура испарителя не достигнет минусового значения. При этом жидкий фреон не попадает в воздухоохладитель холодильной камеры, в ней охлаждение продуктов не происходит.

После полного обмерзания воздухоохладителя морозилки начинается поступление хладагента в испаритель холодильного отсека. Там он закипает, вследствие чего температура испарителя снижается до 14°С. Когда этот момент наступает, термостат отключает мотор-компрессор.

Традиционно в холодильных отсеках с небольшим объемом размещают компактный воздухоохладитель, габариты которого существенно меньше, чем испарителя, установленного в морозильной камере. Поэтому температура воздуха в отсеке для охлаждения продуктов никогда не достигает отрицательного значения. Разумеется, если вся система работает корректно. В среднем температура в холодильном отсеке варьируется в пределах 4-6 °С.

Как только компрессор отключается, поверхность охладителя воздуха нагревается, в результате чего образовавшийся на нем иней начинает таять, а капельки воды стекают по специальному желобу в отверстие на задней стенке холодильной камеры. Подобные воздухоохладители именуют «плачущими». В некоторых моделях они оснащаются нагревателем, благодаря которому процесс оттаивания происходит значительно скорее.

Через некоторое время температуры воздуха и поверхности испарителя станут равными. Тут же произойдет запуск компрессора, получившего сигнал от термостата. Так как воздухоохладитель морозилки уже достиг минусовой температуры, фреон сразу поступит в испаритель холодильной камеры, поэтому продолжительность времени работы мотора будет существенно меньше.

Принцип работы холодильника и его устройство

Автор Ангелина На чтение 5 мин. Просмотров 2.2k. Опубликовано 05.08.2019

Если вы не хотите, чтобы мелкие неисправности или даже серьезные поломки бытовой техники застали вас врасплох, необходимо внимательно изучить принцип работы холодильника. В наши дни существует несколько технологий, по которым функционируют холодильники, но в целом принцип достаточно схожий. Вникнув в базовое устройство холодильника и принцип его работы, вы самостоятельно сможете определить причину поломки, и даже в некоторых случаях сумеете устранить неполадки.

Итак, как работает холодильник? Принцип работы современного холодильника основан на таком веществе как фреон, который способен быстро менять свое состояние и охлаждать продукты благодаря своим выдающимся качествам.

В современном производстве используются только безопасные и экологически чистые хладагенты, которые гарантированно не нанесут вреда вашему здоровью и здоровью ваших близких.

Фреон движется по системе благодаря компрессору, и испаряется следующим образом:

1. На задней панели холодильника образуется повышенное давление;
2. На испарителе образуется пониженное давление;
3. На задней панели хладагенты становятся более сжиженными, а на испарителе наоборот – начинают испаряться;
4. Нагнетается холодная температура.

Давление повышается благодаря особой капиллярной трубке, являющейся дополнением к трубкам с хладагентом. Это основной принцип работы стандартного холодильника с фреоном.

Компрессор

Главная деталь, благодаря которой функционирует холодильник – это компрессор. Его можно назвать своеобразным двигателем холодильника, который обеспечивает работу рефрижератора. Главная особенность современных компрессоров – инверторное управление, благодаря которому устройство может бесперебойно служить больше десятка лет. Помимо впечатляющего долголетия, благодаря такому подходу удалось добиться низкого уровня шума.

Для того чтобы холодильник эффективно функционировал, требуется наличие пускозащитного реле. Дело в том, что компрессор отличается несинхронным принципом работы. Пускозащитное реле отвечает за активацию пусковой обмотки, но только на момент запуска. Благодаря подобному подходу компрессор эффективно защищен от перегрева – как только металлический элемент внутри корпуса нагревается до определенной температуры, система отключается.

Однокамерные и двухкамерные

После того как вы поняли устройство компрессора и роль фреона в функционировании рефрижератора, можно перейти непосредственно к работе холодильника. У однокамерных и двухкамерных изделий устройство и принцип работы несколько различается.

Однокамерный холодильник охлаждает воздух за счет паров фреона, которые поступают сверху, из морозильной камеры, вниз в холодильный отсек. Сначала пары попадают в конденсатор благодаря работе компрессора, а затем переходят в жидкое состояние и через фильтр и капиллярную трубку попадают в резервуар испарителя. Там фреон закипает, и затем охлаждает холодильный шкаф.

Процесс охлаждения происходит в цикличном порядке, и движется вплоть до того момента, пока температура не достигнет должного уровня. Затем компрессор отключается.

В большинстве однокамерных агрегатов температура в холодильном шкафу регулируется простыми манипуляциями со специальными окошками. Под морозильным отсеком размещена особая панель с окошками, которые пропускают холодный воздух – чем шире они открыты, тем холоднее в камере. Очень простое, и при этом надежное и эффективное устройство.

Двухкамерный холодильник работает немного по другой схеме. Устройство такой системы предусматривает наличие двух испарителей, по одному в каждую камеру. Сначала фреон в жидком состоянии перекачивается через капиллярную трубку и конденсатор в испаритель морозильника, и начинает нагнетать там холодный воздух.

Только после того, как в морозильнике станет достаточно холодно, фреон попадает во второй испаритель и охлаждает воздух в холодильном отсеке. После того, как удалось добиться необходимой температуры, компрессор выключается. Как видите, устройство системы охлаждения достаточно простое, и именно поэтому частые поломки исключены (при правильной эксплуатации).

Плачущий испаритель

Данное название закрепилось не только в народе, но и стало официальным термином в мире производства бытовой техники. Сам испаритель выглядит как небольшая металлическая пластина, или своеобразная полка, размещенная на задней панели холодильника.

Данная деталь является одним из наиболее важных элементов, благодаря которым удается добиться низкой температуры.

Только попав в испаритель, фреон начинает вскипать и своими парами охлаждать холодильный отсек. Когда нужная температура достигнута (обычно это 4-5 градусов по Цельсию), компрессор отключается, а сам элемент начинает оттаивать. Соответственно, на нем начинает появляться конденсат, отсюда и появилось такое «говорящее» название.

No Frost

Холодильник системы No Frost работает по другой схеме, без привычного для обыкновенных рефрижераторов плачущего испарителя. Устройство системы выглядит следующим образом:

1. Испаритель находится только в районе морозильного отсека, даже если речь идет о двухкамерных образцах. Сам испаритель в большей мере похож на радиатор.
2. По вышеописанной системе воздух охлаждается через испаритель;
3. И затем распространяется по всем отсекам холодильника благодаря встроенному вентилятору.

Подобное устройство позволяет избежать намораживания, и холодильник не покрывается слоем льда и инея, как в стандартных аппаратах. Холодильник системы No Frost является наиболее современным образцом в данной отрасли, и стремительно завоевывает популярность благодаря своим качествам.

В остальном принцип работы не слишком отличается – после того, как температура в камерах достигла нормы, компрессор отключается, и затем снова активируется благодаря внутренним элементам контроля.

Каждая из современных технологий обладает своими преимуществами и имеет право на жизнь, и каждый сам вправе выбирать себе бытовую технику по собственным предпочтениям. Но только изучив все особенности ее устройства, вы сможете наиболее эффективно использовать технику.

[iframe src=»http://www.youtube.com/embed/IJkVsVgpZ38″ width=»425″ height=»350″]

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Принципы охлаждения и принцип работы холодильной системы

КОМПРЕССОРЫ

Современные парокомпрессионные системы для комфортного охлаждения и промышленного охлаждения используют один из нескольких типов компрессоров: поршневой, ротационный, винтовой (винтовой), центробежный и спиральный.

В некоторых системах компрессор приводится в действие внешним двигателем (называемым системой с открытым приводом или открытым приводом). Компрессорные системы с открытым приводом легче обслуживать, но использование уплотнения на приводном конце коленчатого вала компрессора может быть источником утечек.В открытых системах привода обычно используются клиновые ремни или гибкие муфты для передачи мощности от двигателя к компрессору.

Вторая основная категория — это герметичная система, в которой двигатель размещается внутри корпуса с компрессором. В герметичных системах двигатель охлаждается парами хладагента, а не внешним воздухом, картер служит впускным коллектором, и впускные клапаны не нужно напрямую подключать к линии всасывания. В герметичных системах меньше проблем с утечками, чем в открытых, поскольку в них нет уплотнения картера.Однако герметичные компрессоры труднее обслуживать, хотя некоторые компоненты, которые могут выйти из строя, обычно размещаются вне корпуса. Эти компоненты соединены с компрессором и двигателем с помощью герметичных устройств. Двигатели в герметичных системах не должны излучать электрическую дугу (поэтому они не могут использовать щетки), поскольку они могут загрязнить хладагент и вызвать перегорание двигателя.

Герметичные системы подразделяются на 1) полностью герметичные или 2) исправные герметичные (полугерметичные). Многие герметичные компрессоры имеют сварной корпус, который не подлежит обслуживанию.В случае выхода из строя мотора или компрессора необходимо заменить весь агрегат.

Полугерметичные системы обычно используются в больших поршневых, центробежных, винтовых и спиральных компрессорах. Корпус в полугерметичной системе скреплен болтами и прокладкой и может быть разобран для основных операций по обслуживанию.

КОМПРЕССОР ОХЛАЖДЕНИЯ

Компрессоры выделяют значительное количество тепла в процессе сжатия пара хладагента. Большая часть перемещается с паром под высоким давлением в конденсатор, но головка компрессора также должна утилизировать нежелательное тепло, чтобы оставаться в пределах безопасных рабочих температур.Обычно это достигается либо с помощью ласт, либо с помощью каналов для воды.

В герметичных и полугерметичных системах линия всасывания подает поток холодного хладагента к головкам цилиндров. Таким образом, температура и давление всасываемого газа имеют решающее значение для поддержания надлежащей температуры корпуса компрессора. Температура всасываемого газа, поступающего в компрессор, не должна превышать 65 град. F (18 ° C) для низкотемпературной установки или 90 ° C. F (32 ° C) в высокотемпературной системе. Более горячий газ менее плотен и будет поглощать меньше тепла в компрессоре, поскольку разница температур между двигателем компрессора и всасываемым газом меньше.Устройство отключения по низкому давлению должно защищать двигатель от недостаточного давления в линии всасывания.

Компрессоры с открытым приводом с воздушным охлаждением можно охлаждать, помещая их непосредственно в патрубок вентилятора конденсатора. Альтернативой является использование вентилятора для охлаждения компрессора. В компрессорах с водяным охлаждением могут использоваться головки с рубашкой, позволяющие воде циркулировать через головку.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР

В центробежных компрессорах

используются рабочие колеса, которые быстро вращаются и выбрасывают хладагент от центрального впускного отверстия, используя силу, называемую центробежной силой.Центробежная сила использует принцип, который, например, позволяет вам раскачивать заднюю часть головы, не проливая на нее воду. Поскольку каждое рабочее колесо добавляет относительно небольшое давление, несколько рабочих колес часто собираются вместе, чтобы создать необходимое давление на стороне высокого давления (давление нагнетания).

Центробежные компрессоры используются в больших системах, часто в полугерметичных или открытых конфигурациях. Компрессор может работать в системе с положительным давлением всасывания или в вакууме, в зависимости от используемого хладагента и желаемой рабочей температуры испарителя.Большие центробежные системы могут поставляться уже заправленными хладагентом и маслом.

Центробежный компрессор не имеет шатунов, поршней и клапанов; поэтому подшипники вала — единственные места, подверженные износу. Давление на выходе компрессора зависит от плотности газа, диаметра и конструкции рабочего колеса, а также скорости вращения рабочего колеса. Рабочие колеса центробежного компрессора вращаются очень быстро:

Низкая скорость 3600 об / мин

Средняя скорость 9000 об / мин

Высокая скорость выше 9000 об / мин

Питание осуществляется от электродвигателя или паровой турбины.Пар входит в центр рабочего колеса вокруг вала и направляется через лопасти рабочего колеса. Поскольку рабочее колесо ускоряет газ, кинетическая энергия рабочего колеса преобразуется в кинетическую энергию быстро движущегося газа. Когда газ входит в улитку, он сжимается, и кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию сжатого газа. Скорость газа, покидающего крыльчатку, чрезвычайно высока.

Впускные лопатки, которые регулируют объем подачи и направление пара хладагента из испарителя, могут регулировать производительность.В больших компрессорах с более чем тремя ступенями впускные лопатки могут отсутствовать.

Обратный поток хладагента в центробежные компрессоры опасен из-за высокой скорости вращения крыльчаток. Во избежание обратного затопления заправка хладагента не должна быть чрезмерной, а перегрев должен быть адекватным. Многие центробежные компрессоры, особенно те, которые работают в вакууме, имеют встроенное устройство продувки, позволяющее удалять нежелательный воздух из системы. Блок продувки представляет собой блок конденсации с компрессором и конденсатором, который забирает пар из самой высокой точки конденсатора и компрессора системы и конденсирует его.Поскольку только хладагент будет конденсироваться под давлением, создаваемым устройством продувки, воздух и другие неконденсирующиеся вещества, которые собираются сверху, могут быть удалены вручную или автоматически через клапан в атмосферу. Очищенный жидкий хладагент через поплавковый клапан в конденсаторе продувочного агрегата возвращается в основную систему. Если фильтр-осушитель установлен в центробежной системе, его можно разместить в байпасе вокруг поплавкового клапана. Размещение фильтра-осушителя на главном выходе ухудшит работу компрессора.Несмотря на то, что байпас забирает только часть потока жидкости, в конечном итоге он удаляет достаточно влаги из хладагента для регулирования кислотности системы.

КОМПОНЕНТЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ХОЛОДИЛЬНИКА

Рисунок 6-1: Двухступенчатый центробежный компрессор. 1 — Регулируемая входная направляющая лопатка второй ступени. 2-Крыльчатка первой ступени. 3-ступенчатая крыльчатка. 4-двигатель с водяным охлаждением. 5-Основание, масляный бак и насос для смазочного масла. 6-Направляющие лопатки первой ступени и регулировка производительности.7-Лабиринтное уплотнение. 8-перекрестное соединение. Привод с 9 направляющими лопатками. Корпус с 10 спиралями. 11-Подшипник скольжения со смазкой под давлением. Обратите внимание, что выпускное отверстие не показано.

Рисунок 6-2: Герметичный центробежный охладитель жидкости, одноступенчатый компрессор. Использование ГХФУ-22 от 300 до 600 условных тонн; с использованием HFC-134a, от 200 до 530 номинальных тонн. В системе может использоваться R-22 или R-134a, что позволяет при необходимости преобразовывать R-22 в R-134a. Устройство имеет микропроцессор для управления системой. Вид в разрезе, показывающий цикл охлаждения.

ВИНТОВЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Винтовые компрессоры обычно и эффективно используются в системах с холодопроизводительностью более 20 тонн. В этих компрессорах используется пара винтовых винтов или роторов, которые вместе вращаются внутри камеры и вытесняют хладагент из всасываемой нижней стороны камеры к концу верхней стороны

.

Рисунок 6-3: Поперечное сечение винтового компрессора.Ротор A-Male. B-Женский ротор. C-цилиндр. Испаренный хладагент входит с одного конца и выходит с другого конца.

Когда газ продвигается вперед, он сжимается в сужающиеся зазоры между лопастями винта, создавая сжимающее действие. Никаких клапанов не требуется, кроме обслуживания на впускном и выпускном отверстиях. Поскольку роторы вращаются непрерывно, вибрация меньше, чем у поршневых компрессоров с камерой охлаждения и кондиционирования воздуха. Винтовые (винтовые) компрессоры изготавливаются в открытом приводе или в герметичном исполнении.

Роторы называются «охватываемыми» для ведущего ротора и «охватывающими» для ведомого ротора. Мужской ротор с большим количеством лопастей вращается быстрее, чем женский ротор. Регулирование производительности осуществляется с помощью золотникового клапана, который открывается в камере компрессора и позволяет пару выходить без сжатия. Некоторые агрегаты могут эффективно работать только при 10% номинальной производительности.

Рисунок 6-4: Основные операции винтового компрессора. Вращающийся ротор сжимает пар.Заполняются межлопастные пространства A-компрессора. B-Начало сжатия. C-Полное сжатие захваченного пара. D-Начало сброса сжатого пара. E-Сжатый пар полностью отводится из межлопастных пространств.

РЕЦЕПТУРНЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Поршневой компрессор использует поршень, скользящий внутри цилиндра для сжатия паров хладагента. На рис. 4-29 показан принцип работы поршневого компрессора. На рисунке 4-29A поршень переместился вниз в цилиндре A.Он переместил пары хладагента из линии всасывания через впускной клапан. Оттуда пар хладагента переместился в пространство цилиндра. На рисунке 4-29B поршень переместился вверх. Он сжал испарившийся хладагент в гораздо меньшее пространство (зазор). Сжатый пар выталкивается через выпускной клапан в конденсатор.

Рисунок 6-5: Основная конструкция поршневого компрессора.

В верхней части хода поршень должен приближаться к головке блока цилиндров.Чем меньше зазор, тем большее давление будет создавать ход поршня. Этот зазор может составлять от 0,010 до 0,020 дюйма (от 0,254 до 0,508 мм).

В малых системах может использоваться двухпоршневой компрессор, в то время как в больших промышленных системах используются многоцилиндровые многопоршневые компрессоры. Картер компрессора должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло сжатия. Картеры компрессоров обычно изготавливаются из чугуна и имеют ребра для отвода тепла в воздух или, в некоторых случаях, водяные рубашки для отвода тепла сжатия в воду.В полугерметичных и герметичных компрессорах охлаждение обеспечивается хладагентом из линии всасывания. Поршни в больших поршневых компрессорах имеют отдельные масляные и компрессионные кольца. Масляные кольца, расположенные ниже на поршне, используются для уменьшения количества масла, поступающего в цилиндр из картера. В небольших системах масляные кольца можно не устанавливать, а вместо них использовать масляные канавки для регулирования потока масла. Компрессионные кольца используются для плотного прилегания к стенкам цилиндра, гарантируя, что каждый ход перекачивает как можно больше хладагента.

КАРТЕР И ШАТУНКИ

Рисунок 6-6: Небольшой двухцилиндровый поршневой компрессор с внешним приводом в разрезе. Корпус отлит из легкого сплава. Чугунные гильзы цилиндров постоянно залиты в корпус картера.

В поршневых компрессорах вал картера преобразует вращательное движение двигателя в возвратно-поступательное движение поршней. Коленчатый вал вращается внутри коренного подшипника, который должен прочно поддерживать коленчатый вал и выдерживать концевые нагрузки, прикладываемые к валу двигателем и шатунами.Точная величина осевого люфта должна быть указана в документации производителя.

Для соединения шатуна с коленчатым валом можно использовать несколько типов рычагов:

1. Обычный шатун, самый распространенный рычаг в коммерческих системах, зажимается до конца.
2. , эксцентриковый коленчатый вал имеет центральную круглую бобышку на коленчатом валу для создания движения вверх и вниз. Эта система устраняет необходимость в крышках или болтах на шатуне. Вместо этого цельный конец штока устанавливается на коленчатый вал перед окончательной сборкой.
3. В кулисе с кулисой нет шатуна. Вместо этого в нижней части поршня имеется канавка, которая принимает ход коленчатого вала. Канавка позволяет коленчатому валу перемещаться в боковом направлении и перемещать поршень только вверх и вниз. И скотч, и эксцентрик используются в основном в бытовых и автомобильных системах.

УПЛОТНЕНИЕ КАРТЕРА

В системах с открытым приводом уплотнение между коленчатым валом и картером является частым источником проблем.Уплотнение подвергается значительным колебаниям давления и должно работать, должно работать и уплотнять независимо от того, вращается ли коленчатый вал или неподвижен. Зазор между вращающейся и неподвижной поверхностями должен быть точным (до 0,000001 дюйма или 0,0000254 мм), и смазка заполняет этот крошечный зазор. Уплотнение обычно изготавливается из закаленной стали, бронзы, керамики или углерода. Отсутствие сальника коленчатого вала — главное преимущество герметичной конструкции.

Роторное уплотнение — это простое обычное уплотнение, которое вращается на валу во время работы.Пружина в сочетании с внутренним давлением прижимает поверхность уплотнения к неподвижной поверхности уплотнения.

Основным источником проблем с уплотнениями картера является утечка из-за несоосности. При выравнивании вала двигателя относительно вала компрессора необходимо соблюдать осторожность, чтобы уплотнение не подвергалось нагрузкам во время работы. Точные допуски, указанные при изготовлении компрессора, должны соблюдаться как в горизонтальном, так и в угловом направлениях. В большинстве случаев уплотнение смазывается масляным насосом компрессора.Убедитесь, что компрессор включается время от времени во время длительных простоев, чтобы уплотнение оставалось смазанным. Небольшая утечка после запуска, во время которой сухое уплотнение смазывается маслом, может быть нормальным явлением.

Протекающее уплотнение можно обнаружить с помощью детектора утечки хладагента. Чтобы проверить негерметичное уплотнение:

1. Откачайте систему в сторону высокого давления (ресивер или конденсатор).
2. Снимите муфту на конце вала компрессора.
3. Снимите крышку уплотнения и все кольца, удерживающие вращающееся уплотнение на месте.
4. Очистите поверхности колец очень мягкой тканью.
5. Осмотрите уплотнительные поверхности и замените все уплотнение, если видны царапины, царапины или бороздки.
6. Соберите систему.
7. Проверьте центровку валов компрессора и двигателя в горизонтальном и угловом направлениях, она должна находиться в пределах допусков, указанных производителем, или лучше.
8. Выпустите воздух из компрессора и откройте необходимые клапаны, чтобы вернуть систему в рабочее состояние.
9. Перед запуском производства проверьте наличие повторяющейся утечки через уплотнение.

ГОЛОВКИ РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫХ КОМПРЕССОРОВ И ПЛИТЫ КЛАПАНОВ

Головки цилиндров компрессора обычно изготавливаются из чугуна и предназначены для удержания прокладок на месте для обеспечения надежного уплотнения между пластиной клапана, блоком цилиндров и головкой. Головки цилиндров должны иметь проходы для впуска всасываемого газа в цилиндр. Головка обычно крепится к блоку винтами с головкой под ключ.

Впускные клапаны предназначены для впуска хладагента во время такта впуска и закрытия во время такта сжатия.Выпускные клапаны закрыты во время такта впуска и открываются в конце такта сжатия. Пластина клапана представляет собой узел, плотно удерживающий оба клапана на месте.

Клапаны

обычно изготавливаются из пружинной стали и предназначены для герметичного уплотнения до тех пор, пока их не откроет насосное действие поршня. Сопрягаемые поверхности клапанов должны быть идеально ровными, а дефекты размером всего 0,001 дюйма (0,0254 мм) могут вызвать недопустимые утечки. В процессе эксплуатации клапан должен открываться примерно на 0,010 дюйма (0,254 мм). Большие отверстия вызовут шум клапана, а отверстия меньшего размера будут препятствовать попаданию и выходу достаточного количества хладагента из цилиндра.

Рабочая температура сильно влияет на срок службы клапанов. Впускные клапаны работают в относительно прохладной среде и имеют постоянную смазку из паров масла. Нагнетательные клапаны — это самый горячий компонент холодильной системы, работающий до 50 градусов. F до 100 град. F горячее, чем нагнетательная линия, поэтому они чаще являются источником проблем, чем впускные клапаны. Нагнетательные клапаны необходимо устанавливать с особой осторожностью. На них обычно скапливаются тяжелые молекулы масла, вызывая накопление углерода и нарушая работу клапана.Нагнетательные клапаны и масло будут повреждены температурой выше 325 град. F до 350 град. F (от 163 до 177 ° C). Как правило, температура нагнетательного трубопровода должна поддерживаться на уровне 225 град. F до 250 град. F. (от 107 до 121 ° C).

Рисунок 6-7: Узел пластины клапана поршневого компрессора.

Нагнетательные клапаны могут иметь разгрузочные пружины, позволяющие им открываться слишком широко, если пробка жидкого хладагента или масла попадает в поршень компрессора из линии всасывания или картера компрессора.

Рисунок 6-8: Коммерческий герметичный поршневой компрессор. Он имеет четыре ряда по два цилиндра в каждом (по четыре шатуна на каждой кривошипно-шатунном ходу) и крепится болтами для облегчения обслуживания.

РОТАЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР

В ротационных компрессорах

используется одна или несколько лопастей для создания сжимающего действия внутри цилиндра. В отличие от поршневого компрессора, поршень не используется. Есть два основных типа роторных компрессоров:

1. Вращающиеся лопасти (лопасти).
2. Отвал стационарный (делительный блок).

В обоих типах лезвие должно иметь возможность проскальзывать в своем корпусе, чтобы приспособиться к движению ротора, который вращается вне центра цилиндра. Впускные (всасывающие) порты намного больше, чем напорные. Нет необходимости во впускных (всасывающих) или выпускных клапанах; однако желательны обратные клапаны на линии всасывания, чтобы предотвратить попадание масла и паров высокого давления в испаритель, когда компрессор не работает.

ВРАЩАЮЩАЯСЯ ЛЕЗВИЯ (ЛОПАТОЧНЫЙ) КОМПРЕССОР

В конструкции с вращающейся лопастью ротор (вал) вращается внутри цилиндра, но центральные оси цилиндра и вала не идентичны. Вращающийся ротор (вал) имеет несколько прецизионных канавок, в которые вставляются скользящие лопатки. При вращении вала эти лопатки прижимаются к цилиндру под действием центробежной силы. Когда газ поступает в компрессор из линии всасывания, лопатки сметают его. Поскольку ротор не отцентрован в цилиндре, пространство, содержащее газ, уменьшается, поскольку лопасти нагнетают газ вокруг цилиндра.Результат — сжатие газа. Когда газ достигает минимального объема и максимального сжатия, он вытесняется из выпускного отверстия. Объем зазора этой системы очень мал, а эффективность сжатия очень высока.

Ротационные пластинчатые компрессоры обычно используются для первой ступени каскадной системы. Пластинчато-роторные компрессоры могут иметь от двух до восьми лопастей; в больших системах больше лезвий. Край лезвия там, где он соприкасается со стенкой цилиндра, должен быть тщательно отшлифован и гладкий, иначе возникнет утечка, что приведет к чрезмерному износу.Лезвие также должно точно входить в паз ротора.

Рисунок 6-9: Роторно-лопастной компрессор. Черные стрелки указывают направление вращения ротора. Красные стрелки указывают поток паров хладагента.

СТАЦИОНАРНЫЙ ЛОПАТНЫЙ (РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ БЛОК) РОТАЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР

В системе со стационарными лопастями скользящая лопасть в корпусе цилиндра отделяет пар низкого давления от пара высокого давления. Эксцентриковый вал вращает рабочее колесо в цилиндре.Эта крыльчатка постоянно трется о внешнюю стенку цилиндра. При вращении крыльчатки лопасть улавливает некоторое количество пара. Пар сжимается в все меньшее и меньшее пространство. Повышается давление и температура. Наконец, пар проходит через выпускное отверстие.

Рисунок 6-10: Роторный компрессор. Неподвижная лопасть или разделительный блок контактирует с крыльчаткой.

Рисунок 6-11: Герметичный одинарный роторный компрессор с неподвижными лопастями.

СПИРАЛЬНЫЙ КОМПРЕССОР

В спиральном компрессоре сжатие выполняется двумя спиральными элементами, вращающейся спиралью и фиксированной спиралью. Один свиток «фиксированный свиток» остается неподвижным. Другая прокрутка, «вращающаяся по орбите», вращается по смещенной круговой траектории вокруг центра фиксированной прокрутки. Это движение создает компрессионные карманы между двумя элементами прокрутки. Всасываемый газ низкого давления задерживается в каждом периферийном кармане по мере его образования; продолжающееся движение вращающейся спирали закрывает карман, объем которого уменьшается по мере того, как карман перемещается к центру прокрутки.Максимальное сжатие достигается, когда выемка достигает центра, где находится выпускное отверстие, и выпускается газ. Во время этого процесса сжатия одновременно формируется несколько карманов.

Рисунок 6-12: Сжатие в спирали вызвано взаимодействием вращающейся спирали, сопряженной с неподвижной спиралью. 1-Газ втягивается во внешнее отверстие, когда одна из спиралей движется по орбите. 2-По мере продолжения орбитального движения открытый проход закрывается, и газ направляется к центру спирали.3 — Объем кармана постепенно уменьшается. Это создает все более высокое давление газа. 4-Давление нагнетания достигается в центре кармана. Газ выходит из порта стационарного спирального элемента. 5-В реальной эксплуатации шесть газовых каналов все время находятся на различных стадиях сжатия. Это создает почти непрерывное всасывание и нагнетание.

Рисунок 6-13: Поперечное сечение поршневого компрессора с наклонной шайбой. При вращении приводного вала и наклонной шайбы двусторонний поршень перемещается в цилиндре вперед и назад.

Процесс всасывания из внешней части спирали и выпуск из внутренней части непрерывны. Этот непрерывный процесс обеспечивает очень плавную работу компрессора.

Компрессия — это непрерывный процесс без обычных всасывающих и нагнетательных клапанов. Чтобы компрессор не работал в обратном направлении после отключения питания, обратный клапан расположен непосредственно над нагнетательным патрубком с неподвижной спиралью.

A: Схема спирального компрессора в разрезе.

B: Базовое представление сжатия спирального компрессора. Орбитальная спираль вращается вокруг неподвижной спирали, создавая плавное, постоянное сжатие внутрь к выпускному отверстию в центре.

МАСЛЯНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ КОМПРЕССОРОВ

В поршневых компрессорах

обычно используются два типа смазочных систем:

1. Система разбрызгивания использует коленчатый вал для разбрызгивания масла; масло попадает в коренной подшипник по каналам подшипника.Подшипник может быть шумным, потому что эта система создает небольшую масляную подушку.
2. В системе давления масла используется масляный насос, приводимый в действие шестернями в картере; масло нагнетается в каналы в шатунах, коренных подшипниках и поршневых пальцах. Система масляного насоса лучше обеспечивает смазку и бесшумную работу. Насос должен иметь предохранительный клапан для предотвращения возникновения опасного давления в контуре смазки компрессора. Защитный выключатель обычно используется для контроля давления масла и отключения компрессора, если давление масла падает ниже безопасного уровня.

Ротационные компрессоры

Требуется масляная пленка на цилиндре, лезвиях и роликах. Некоторые машины продвигают масло за счет скольжения; другие используют масляный насос.

Центробежные компрессоры

Работает на высокой скорости и может иметь сложные системы контроля масла, включая насос, маслоотделитель, резервуары для смазки подшипников при разливке, масляный фильтр, предохранительный клапан и маслоохладитель.

Винтовые компрессоры

Требуется масло для охлаждения, уплотнения и бесшумности роторов; они обычно имеют систему принудительной смазки.Насос прямого вытеснения может работать независимо от компрессора, обеспечивая полную смазку при запуске компрессора. Масло отделяется и подается в масляный поддон (резервуар). Охлаждается и доставляется к подшипникам и портам для впрыска в камеру сжатия. Масляный поддон (резервуар) имеет нагреватель для предотвращения разбавления масла хладагентом во время выключения.

Спиральные компрессоры

Требуется охлаждение масла и уплотнение между вращающейся и неподвижной спиралью.Масло подается в спирали центробежным действием через отверстие в валу двигателя и вращающуюся спираль.

В промышленных холодильных установках обычно используются три устройства для контроля масла в системе: маслоотделитель, регулятор уровня масла и масляный резервуар. Другие элементы, такие как масляные фильтры, соленоидные и запорные клапаны, могут потребоваться для завершения системы. Необходимо проводить регулярную проверку масла в системе, чтобы выявить опасную кислотность в масле холодильного компрессора.

Содействие возврату масла

Масло в системах с прямым расширением или в системах с сухим испарителем должно возвращаться в компрессор потоком хладагента.Скорость в трубках испарителя должна быть достаточной для возврата масла.

Требуется скорость около 700 футов (214 м) в минуту по горизонтальным линиям и около 1500 футов (457 м) в минуту по вертикальным линиям.

Несколько дополнительных мер помогут обеспечить надлежащий возврат масла в компрессор. Наклоните трубопроводы охлаждения к компрессору. Обеспечьте адекватную скорость хладагента во всасывающей линии, сделав ее подходящей по размеру, а не завышенной. Масло с высокой вязкостью (измеренное в условиях испарителя) более устойчиво к возврату потоком хладагента.Масло, которое легко растворяет хладагент, остается более текучим, чем масло без хладагента. Количество хладагента, растворенного в масле, зависит от давления и температуры в различных частях испарителя, а также от природы двух жидкостей.

Возврат масла затруднен в низкотемпературных испарителях, потому что масло становится более вязким при понижении температуры и давления хладагента. Высокая степень сжатия также снижает возврат масла, поскольку всасываемый газ менее плотный.Таким образом, адекватная скорость всасывающего трубопровода особенно важна для низкотемпературных испарителей.

Масло не будет возвращаться в компрессор в затопленном испарителе, поэтому требуется возвратный маслопровод. В некоторых системах к испарителю подключена специальная камера, позволяющая кипятить хладагент из масла перед возвратом масла в компрессор.

ВЫПУСКНАЯ ЛИНИЯ

Линия нагнетания на стороне высокого давления системы, соединяет компрессор с конденсатором.Линия обычно представляет собой медные трубки, соединенные пайкой. Выделение может содержать; Гаситель вибрации, глушитель, маслоотделитель, клапаны регулирования давления, а также перепускные или сервисные клапаны.

Амортизатор

Как всасывающий, так и нагнетательный трубопроводы передают вибрацию от компрессора к другим компонентам системы охлаждения. Эта вибрация может вызвать нежелательный шум и повреждение трубок хладагента, что приведет к утечкам хладагента.

В небольшой системе с мягкими медными трубками малого диаметра поглотитель вибрации может состоять из мотка трубок.Гибкий металлический шланг с внутренним диаметром, по крайней мере, таким же большим, как и подсоединенная трубка, предпочтительнее для более крупных систем. Эта секция трубок может быть оканчивалась гнездом с наружным диаметром, резьбовыми концами с наружной резьбой или фланцами. Хладагент, движущийся с высокой скоростью по извилистому внутреннему диаметру поглотителя, может вызывать свистящий звук. Гасители вибрации не предназначены для сжатия или растяжения, поэтому их следует ориентировать параллельно коленчатому валу компрессора, а не под прямым углом к ​​нему.

Глушитель

Глушитель используется для уменьшения передачи пульсаций и шума нагнетания поршневого компрессора в систему трубопроводов и конденсатор.Глушитель представляет собой цилиндр с перегородками внутри. В целом глушители, создающие большой перепад давления, более эффективны, чем глушители с меньшим ограничением. Как объем, так и плотность потока газа через глушитель влияют на характеристики глушителя.

Маслоотделитель

Маслоотделитель — это контейнер с рядом перегородок и сеток, размещенных в линии нагнетания. Выходящий пар с масляным туманом, поступающий в маслоотделитель, вынужден поворачиваться и сталкиваться с перегородками и экранами, позволяя каплям масла объединяться в большие капли, которые стекают в поддон внизу.Отстойник позволяет осадку и загрязнителям оседать и может иметь магнит, притягивающий частицы железа. Когда в поддоне накопится достаточно масла, он поднимает поплавок и стекает обратно в картер компрессора, движимый давлением масла в маслоотделителе.

Маслоотделители чаще всего используются в больших и низкотемпературных системах. Они обязательны в аммиачных системах.

КОНДЕНСАТОР

Конденсатор — это компонент на стороне высокого давления холодильного контура, который позволяет горячему газу хладагента под высоким давлением отдавать скрытую теплоту конденсации в окружающую среду.Эта потеря тепла вызывает конденсацию газа в жидкость под высоким давлением, которая может быть подана по трубопроводу к измерительному устройству. Тепло, отводимое конденсатором, поступает в систему через испаритель и компрессор. Из-за неэффективности и другого притока тепла конденсатор в открытой системе должен утилизировать примерно в 1,25 раза больше тепла, чем в испарителе. Конденсаторы в герметичных системах также должны отводить тепло от обмоток двигателя.

В зависимости от функции и способов отвода тепла используется много различных типов конденсаторов.Две основные категории «с водяным охлаждением» и «с воздушным охлаждением» подразделяются на среду, используемую для отвода тепла. Основная цель конструкции конденсатора — отвести максимум тепла при минимальных затратах и ​​занимаемой площади.

Вода и воздух обычно являются обильными и экономичными конденсирующими средами. Вода может быстро и эффективно отводить большое количество тепла, что позволяет сделать конденсатор относительно небольшим и делает конденсатор с водяным охлаждением более экономичным, если он доступен. Однако воды может быть мало или она химически непригодна для охлаждения конденсатора.Кроме того, конденсаторы с водяным охлаждением подвержены образованию накипи, загрязнения, замерзания и коррозии.

Конденсаторы с воздушным охлаждением должны быть больше, чем агрегаты с водяным охлаждением, но не должны иметь проблем с замерзанием или водой. Воздушное охлаждение используется, когда вода недоступна, дорога или химически непригодна.

Ребра, проволока или пластины могут быть прикреплены к трубке конденсатора для увеличения площади поверхности и способности отводить тепло конденсации. Вентиляторы или насосы обычно используются для увеличения потока конденсирующейся среды.Такие усовершенствования увеличивают переохлаждение хладагента, увеличивают скорость теплопередачи и уменьшают овальный размер конденсатора.

КОНДЕНСАТОР ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Реле конденсаторов с воздушным охлаждением на вентиляторах для перемещения воздуха по трубкам и ребрам для отвода тепла от хладагента. Кожухи используются для повышения эффективности вентилятора за счет направления всего воздушного потока через трубы конденсатора. Для увеличения площади поверхности конденсатора можно использовать ребра различного типа.Правильная теплопередача в конденсаторах с воздушным охлаждением может быть достигнута только при чистой поверхности конденсатора.

Конденсатор с воздушным охлаждением должен быть рассчитан на работу в самых жарких условиях окружающей среды, когда теплопередача будет самой медленной, а охлаждающая нагрузка, вероятно, будет максимальной.

Наружный конденсатор с воздушным охлаждением, работающий в холодную погоду, представляет собой особую проблему при проектировании системы. Необходимы особые меры предосторожности для защиты наружного конденсатора с воздушным охлаждением от низких температур окружающей среды.Основная проблема заключается в том, что хладагент не будет протекать через дозирующее устройство, если давление напора не будет достаточным, а низкие температуры окружающей среды уменьшат напор.

Для работы конденсатора с воздушным охлаждением при низких температурах окружающей среды системе может потребоваться любое из следующих устройств или их комбинация:

1. Всепогодный кожух конденсатора
2. Способ предотвращения короткого цикла компрессора
3. Способ регулирования напора в зимний период и при отрицательных температурах окружающей среды
4. Способ предотвращения разбавления компрессорного масла жидким хладагентом

Заявление об ограничении ответственности — В то время как Berg Chilling Systems Inc.(«Берг») прилагает разумные усилия для предоставления точной информации, мы не делаем никаких заявлений и не даем никаких гарантий относительно точности любого содержания в ней. Мы не несем ответственности за какие-либо типографские, информационные или другие ошибки или упущения. Мы оставляем за собой право изменять содержание этой документации без предварительного уведомления.

, Олдрих Бочек (1939-2003)
Эксперт по управлению температурным режимом
Berg Chilling Systems Inc.

Принцип работы холодильника и холодоснабжения

8 апреля 2014 г.

Холодильная техника широко используется в быту и промышленности.В этой статье дается подробное и логичное введение в работу холодильников, использующих цикл сжатия пара.

Основной принцип холодильника

Основной принцип охлаждения прост. Вы просто непрерывно пропускаете более холодную жидкость вокруг охлаждаемого объекта. Это будет отводить тепло от объекта. В показанном примере холодная жидкость пропускается через яблоко, которое необходимо охладить. Из-за разницы температур яблоко отдает тепло жидкому хладагенту.Хладагент, в свою очередь, нагревается за счет поглощения тепла яблоком.

Рис. 1 Основной принцип охлаждения показан на рисунке

. Очевидно, что, если мы можем производить холодный жидкий хладагент непрерывно, мы можем добиться непрерывного охлаждения. Этот простой факт составляет основу холодильной техники. Далее мы увидим, как это достигается.

Комплектующие холодильные и рабочие

Показан вид холодильника изнутри.

Рис. 2 Холодильник

, вид изнутри. Он состоит из 4 основных компонентов: компрессора, конденсатора, испарителя и дроссельного устройства.Из этих компонентов дроссельное устройство отвечает за производство холодной жидкости. Поэтому сначала мы подробно разберем дросселирующее устройство и перейдем к другим компонентам.

Устройство дросселирование

Дросселирующее устройство препятствует прохождению жидкости; Холодная жидкость производится с помощью этого устройства. В данном случае дросселирующее устройство представляет собой капиллярную трубку. Капиллярная трубка имеет приблизительную длину 2 м и внутренний диаметр около 0 мм.6 мм, поэтому он оказывает значительное сопротивление потоку.

Рис. 3 Капиллярная трубка: это приводит к резкому падению давления и температуры.

Для эффективного дросселирования на входе хладагент должен быть жидкостью под высоким давлением. Дросселирующее устройство ограничивает поток, что приводит к огромному падению давления. Из-за падения давления температура кипения хладагента понижается, и он начинает испаряться. Тепло, необходимое для испарения, исходит от самого хладагента, поэтому он теряет тепло, и его температура падает.Если вы проверите температуру на дросселе, вы заметите это падение.

Неверно говорить, что троттлинг — это процесс. Нам известны только конечные точки дросселирования, то есть состояния до и после дросселирования. Мы не знаем промежуточных состояний, поскольку это в высшей степени необратимое изменение. Поэтому было бы правильно назвать дросселирование явлением, а не процессом.

Испаритель — процесс поглощения тепла

Следующий этап прост: эта холодная жидкость проходит по телу, которое необходимо охладить.В результате хладагент поглощает тепло. В процессе поглощения тепла хладагент испаряется и превращается в чистый пар. Для переноса холодного хладагента по телу необходим надлежащий теплообменник. Этот теплообменник известен как испаритель.

Рис. 4 Холодная жидкость проходит через теплообменник, известный как испаритель, для поглощения тепла от холодильника

Таким образом, мы достигли необходимого эффекта охлаждения. Если мы сможем вернуть этот парообразный хладагент низкого давления в состояние до процесса дросселирования (то есть в жидкое состояние высокого давления), мы сможем повторить этот процесс.Итак, первый шаг, давайте повысим давление.

Использование компрессора

Для этого вводится компрессор. Компрессор поднимет давление до исходного уровня. Но поскольку он сжимает газ, вместе с давлением повышается и температура. Это неизбежно.

Рис. 5 Для повышения давления хладагента используется компрессор.

Теперь хладагент представляет собой пар высокого давления. Чтобы перевести его в жидкое состояние, мы должны ввести еще один теплообменник.

Использование конденсатора

Этот теплообменник установлен снаружи холодильника, и температура хладагента выше, чем температура окружающей среды. Так тепло будет рассеиваться в окружающую среду. Пар будет конденсироваться в жидкость, а температура вернется к нормальному уровню.

Рис. 6 Теплообменник конденсатора установлен снаружи холодильника, поэтому он будет отводить тепло в окружающую среду.

Таким образом, хладагент снова вернулся в свое исходное состояние: жидкость под высоким давлением.Мы можем повторять этот цикл снова и снова для непрерывного охлаждения. Этот цикл известен как цикл сжатия пара. Холодильная техника, основанная на цикле сжатия пара, является наиболее распространенной в быту и промышленности.

Компоненты холодильника

Более подробную информацию о компонентах холодильника можно найти здесь. К испарителям и конденсаторам прикреплены ребра. Ребра увеличивают площадь поверхности, доступную для конвективной теплопередачи, и, таким образом, значительно улучшают теплопередачу.

Рис.7 Ребра, прикрепленные к конденсатору и испарителю

Поскольку испаритель охлаждает окружающий воздух, вода обычно конденсируется на нем, образуя иней. Мороз будет действовать как изолятор между теплообменником испарителя и окружающим воздухом. Таким образом снизится эффективность процесса отвода тепла. Для улучшения теплоотдачи требуется частое удаление инея. Во всех современных холодильниках используется автоматический механизм размораживания.

Детали компрессора

Помимо повышения давления, компрессор также помогает поддерживать поток в контуре хладагента.Обычно для этого используется герметичный компрессор поршневого типа. Вы могли заметить, что ваш домашний холодильник потребляет больше электроэнергии по сравнению с другими устройствами. В цикле сжатия пара мы должны сжимать газ; сжатие газа и повышение давления — дело очень энергоемкое. По этой причине холодильник, основанный на технологии парокомпрессионного охлаждения, потребляет много электроэнергии.

Коэффициент полезного действия

Передача тепла и энергии в парокомпрессионном холодильном контуре показана ниже.

Рис. 8 Энергетическое взаимодействие, происходящее в холодильной системе

Простой энергетический баланс системы дает следующее соотношение.

P _в + Q _{ПОГЛОЩЕННО} = Q _{ОТКЛОНЕНО}

Часто требуется оценить производительность холодильника или сравнить различные холодильные технологии. В этом помогает термин, называемый Coefficient of Performance (C.O.P). Чтобы полностью понять этот термин, нам нужно знать, что такое вход и выход холодильной системы.Что нам нужно от холодильника, так это охлаждающий эффект. Или QABSORBED — это мощность холодильного цикла. Потребляемая мощность холодильника — это мощность, передаваемая компрессору. Таким образом, термин C.O.P может быть легко определен как выход за входом и выражен следующим образом.

C.O.P = Q _{АБСОЛЮТНО} / P _дюйм

Принцип работы холодильников

— StudiousGuy

Холодильники — одна из самых распространенных бытовых приборов.От сохранения свежести продуктов в течение нескольких дней до обеспечения нас прохладными напитками в жаркое лето — они делают нашу жизнь комфортной каждый день. Использование холодильника в нашей повседневной жизни настолько распространено, что мы никогда не задумываемся, как это технологическое чудо работает по своей сути. Как правило, более низкая температура в холодильниках замедляет активность бактерий, присутствующих в пище, что, в свою очередь, предотвращает ее порчу. До изобретения электрических холодильников состояния делались на транспортировке больших блоков льда для достижения холодной температуры для хранения продуктов питания и напитков.Сегодня, благодаря холодильникам, нам не приходится так мучиться, чтобы уберечь нашу пищу от порчи. Процесс, который сегодня используют холодильники, основан на работах американских изобретателей XIX века Оливера Эванса и Джейкоба Перкинса. В 1805 году Эванс придумал цикл охлаждения с компрессией пара, который мы сейчас используем для изготовления холодильников, но он так и не смог построить холодильник. В 1830-х годах Перкинс создал первую систему охлаждения, основанную на идеях Эвана. Хотя система Perkin не имела коммерческого успеха, это был первый шаг к современным холодильникам, которые мы используем сегодня.Прежде чем мы попытаемся понять, как работает этот цикл охлаждения, давайте сначала разберемся, какие компоненты холодильника участвуют в процессе охлаждения.

Указатель статей (Нажмите, чтобы перейти)

Компоненты холодильника

Хладагент Жидкость

Хладагент — это обычно газ или жидкость, которая способствует преобразованию тепловой энергии в механическую за счет фазового перехода. В холодильниках хладагент также может рассматриваться как хладагент, который течет через холодильник для поддержания температуры внутри него.Наиболее часто используемые хладагенты имеют чрезвычайно низкие температуры кипения, например, гидрохлорфторуглероды, которые обычно называются фреонами.

Компрессор

Компрессор считается сердцем холодильной системы. С технической точки зрения компрессор — это устройство, которое увеличивает давление газа за счет уменьшения его объема. В холодильниках компрессор механически увеличивает температуру хладагента, заставляя его двигаться по трубе небольшого объема.Хладагент входит в компрессор в виде газа низкого давления и низкой температуры, а затем выходит из компрессора в виде газа высокого давления и высокой температуры. Он также действует как электрический насос, который облегчает поток хладагента через холодильник в замкнутой системе. Компрессор обычно расположен в нижней части задней стенки холодильника.

Конденсатор

Конденсатор или конденсаторные змеевики — это сеть труб, которые можно найти на задней стороне холодильника.Основная функция конденсатора — отвод внутреннего тепла холодильника, как и радиатор. Он называется конденсатором, потому что отвод тепла достигается за счет конденсации хладагента из пара в жидкое состояние внутри конденсирующих змеевиков. Тепло выделяется, когда температура падает до температуры конденсации.

Термостатический расширительный клапан

Термостатический расширительный клапан действует как регулятор, регулирующий поток жидкого хладагента в испаритель.Термостат (компонент регулирующего устройства, который измеряет температуру и соответственно выдает выходной сигнал) управляет процессом охлаждения, включая и выключая компрессор. Когда датчик определяет, что в холодильнике достаточно холодно, он выключает компрессор. Если он обнаруживает слишком много тепла, он включает компрессор и снова начинает процесс охлаждения. Это причина, по которой мы регулярно слышим жужжание, исходящее из холодильника.

Испаритель

Это часть холодильной системы, которая осуществляет охлаждение внутри холодильника.Его функция заключается в поглощении тепла в систему охлаждения изнутри, которое затем излучается из системы через конденсатор. Испарительные змеевики находятся внутри холодильника, куда мы кладем наши продукты. Хладагент впускается в эти змеевики с помощью термостатического расширительного клапана.

Приемник

Ресивер, или ресивер жидкости, как его обычно называют, представляет собой сосуд высокого давления, предназначенный для хранения жидкого хладагента. Функция ресивера — хранить жидкий хладагент и обеспечивать непрерывный поток хладагента к расширительному устройству.Ресивер имеет впускные и выпускные патрубки, а также резьбовой патрубок для установки устройства сброса избыточного давления. Основное назначение ресивера — действовать как буфер для охлаждающей жидкости во время цикла охлаждения.

Принцип работы холодильника

Основным принципом работы холодильника является второй закон термодинамики; более конкретно, утверждение Клаузиуса о втором законе термодинамики, которое гласит: «Тепло никогда не может перейти от более холодного тела к более теплому без каких-либо других связанных с этим изменений, происходящих в то же время.Это утверждение можно понять следующим образом: для передачи тепла из области с более низкой температурой в область с более высокой температурой необходимо произвести механическую работу с системой. Это очевидно в холодильнике, поскольку тепло течет из холодной среды (внутри холодильника) в горячую среду (вне холодильника), но только под воздействием внешнего агента, то есть холодильной системы. Другими словами, охлаждение — это обратная операция теплового двигателя. Тепловой двигатель забирает тепло от горячего тела, преобразует его часть в механическую работу, а остальное отбрасывает в более холодную среду.Напротив, в холодильнике используется механическая работа для передачи тепла из области с более низкой температурой в область с более высокой температурой. Эта периодическая подача тепла известна как цикл охлаждения или цикл охлаждения с компрессией пара. Обсудим, как этот процесс протекает в холодильнике.

Цикл охлаждения

В этом цикле летучий хладагент перекачивается через охлаждающие змеевики испарителя во внутреннее отделение холодильника.Внутри этих змеевиков хладагент испаряется из-за скрытого тепла, обеспечиваемого продуктами питания. Эта скрытая теплота вызывает изменение фазы жидкого хладагента с жидкого на парообразное, в результате чего температура внутри холодильника падает. Эти пары затем поступают в компрессор с электрическим приводом, который повышает температуру этих паров, изменяя их давление с низкого на высокое. Эти пары высокой температуры и высокого давления затем проходят в змеевик конденсатора, где они снова претерпевают фазовый переход от пара к жидкости в процессе сжижения.За счет этого второго изменения фазы тепло передается во внешнюю среду. Затем жидкий хладагент поступает в резервуар для хранения, называемый ресивером или резервуаром для жидкости, прежде чем окончательно пройти через расширительный клапан, который снижает его давление перед началом другого цикла. Этот цикл повторяется снова и снова, пока температура не достигнет желаемого значения (около 2-4 ° C в камере для пищевых продуктов домашнего холодильника и <0-1 ° C в морозильной камере). В некоторых высокоэффективных холодильниках также используются вентиляторы для повышения эффективности змеевиков испарителя и конденсатора.

Как работает холодильник? — простое объяснение

Что такое холодильник?

Холодильник, обычно называемый холодильником, определяется как машина, которая используется для поддержания или хранения пищевых материалов при низкой температуре и предотвращает их порчу. Пищевые материалы, хранящиеся при низкой температуре, портятся или постепенно портятся и могут оставаться свежими в течение более длительного времени. Холодильник обычно хранит скоропортящиеся продукты при более низком температурном диапазоне.

Принцип работы холодильника

Он работает по принципу теплового равновесия i.е. когда холодное тело соприкасается с горячим телом, тепло течет от горячего тела к холодному, пока они не достигнут той же температуры. Таким же образом жидкость (называемая хладагентом) при низкой температуре проходит через холодильное отделение. Когда хладагент контактирует с воздухом, он забирает у него тепло и снижает его температуру. Этот процесс продолжается, и температура внутри холодильника понижается и сохраняет продукты или скоропортящиеся продукты при более низкой температуре, а также останавливает или замедляет время их порчи и может храниться в течение недель или месяцев.

Основные компоненты

Холодильник состоит из следующих пяти основных компонентов

1. Хладагент: Изобутан, CFCs, аммиак.
2. Компрессор: Сжимает пар и поддерживает поток хладагента в цикле.
3. Змеевик конденсатора: Охлаждает пар высокого давления и превращает его в жидкость под высоким давлением.
4. Расширительное устройство или дроссельное устройство: Расширяет жидкость под высоким давлением, снижает ее температуру и давление.
5. Змеевик испарителя: Забирает тепло из воздуха внутри холодильника и охлаждает его.

Источник изображения

Давайте подробно обсудим функции каждого компонента

1. Хладагент

Он также называется охлаждающей жидкостью и является рабочей жидкостью для холодильника. Он забирает тепло изнутри холодильника и переносит его наружу. Чаще всего в холодильнике используются изобутан (используется в современных холодильниках), CFC и аммиак (токсичный газ, не используемый в современных холодильниках)

2.Компрессор

Обеспечивает циркуляцию хладагента во время работы холодильника. Он сжимает газообразный хладагент и увеличивает его температуру и давление. Компрессор — это сердце холодильника, без него его работа невозможна.

3. Змеевик конденсатора

Он находится снаружи в задней части холодильника. Он имеет решетчатую трубку и выглядит как радиатор. Его основное предназначение — охлаждение горячих газов под высоким давлением от компрессора. Когда горячие газы проходят через змеевик конденсатора, он охлаждается холодным воздухом помещения и превращается в жидкость под высоким давлением.

4. Расширительное устройство или дроссельное устройство

Как видно из названия, оно расширяет жидкий хладагент высокого давления и снижает его температуру и давление. Температура падает до 20 градусов Цельсия, а давление до 0,6 бар.

5. Змеевик испарителя

Змеевик испарителя находится внутри холодильника. Он забирает тепло из воздуха внутри холодильника и охлаждает его. И этот прохладный воздух внутри холодильника забирает тепло от пищевых продуктов и снижает их температуру.

Также читайте:

Как работает холодильник?

1. Пар хладагента высокого давления и высокой температуры (80-90 градусов Цельсия) из компрессора попадает в конденсатор. В конденсаторе пар охлаждается и переходит в жидкость.

Как конденсатор охлаждает жидкость?

Поскольку змеевик конденсатора подвергается воздействию комнатной температуры и когда горячий пар высокого давления внутри змеевика конденсатора вступает в контакт с комнатным воздухом, он охлаждается и превращается в жидкость под высоким давлением.

2. Теперь эта жидкость под высоким давлением имеет температуру 45 градусов Цельсия и давление 8 бар и проходит к дроссельному устройству, где она расширяется, а ее давление и температура падают до 0,6 бар и 20 градусов Цельсия и частично превращаются в пар. .

3. Частично преобразованный парожидкостный хладагент проходит в змеевик испарителя, поглощает тепло из воздуха внутри холодильника и полностью превращается в пар. Здесь хладагент охлаждает внутренний воздух холодильника, поглощая его тепло.В испарителе температура хладагента не меняется. Холодный воздух внутри холодильника используется для поддержания более низкой температуры продуктов.

4. Из испарителя пар низкого давления поступает в компрессор. Компрессор сжимает пар до высокого давления. Но по мере увеличения давления газа увеличивается и его температура. И этот пар под высоким давлением и высокой температурой поступает в конденсатор, чтобы повторить цикл.

Цикл, который используется в работе холодильника, называется циклом сжатия пара.

Чтобы лучше понять, как работает холодильник, посмотрите видео, приведенное ниже:

Если вы обнаружите, что чего-то не хватает, прокомментируйте нас. И если эта статья расширит ваши знания о работе холодильника, не забудьте поставить лайк и поделиться ею в Facebook и Google +.

Как работает холодильник? — mech5study

Холодильник — это устройство, используемое для охлаждения, то есть для поддержания температуры системы или тела ниже, чем температура окружающей среды (температура окружающей среды).Система, поддерживающая более низкую температуру, известна как холодильная система.

Принцип

Холодильник работает по принципу термодинамических циклов и второго закона термодинамики. Термодинамический цикл — это, по сути, замкнутый цикл, в котором рабочее вещество претерпевает ряд процессов и всегда возвращается в исходное состояние. Парокомпрессионная холодильная установка (VCRS) чаще всего используется в холодильной технике. В парокомпрессионной холодильной системе охлаждение достигается по мере испарения хладагента за счет поглощения скрытой теплоты испарения из испарителя (места хранения) и превращения жидкого хладагента в пар.

Вход в систему представляет собой механическую энергию, необходимую для работы компрессора. Следовательно, эти системы также называются системами механического охлаждения. В этих системах можно использовать самые разные хладагенты в зависимости от применения и производительности.

Конструкция и работа

Холодильник состоит из нескольких компонентов, таких как компрессор, конденсаторы, расширительные устройства, испаритель и некоторых аксессуаров для правильного функционирования, таких как органы управления (устройства контроля температуры), фильтры, система размораживания и т. Д.для правильной работы устройства необходимо правильное согласование всех компонентов в соответствии с требованиями и функциями. Каждый компонент выполняет свою функцию, поэтому необходимо собирать все в правильной последовательности.

1 . Компрессор :

Компрессор — самая важная часть любого холодильника. Без него работа холодильника невозможна. Компрессор — это механическое устройство, передающее механическую энергию рабочим жидкостям i.е. хладагент. Функция компрессора такая же, как у сердца в человеческом теле, то есть сердце перекачивает кровь во всем теле, так же как компрессор регулирует хладагент во всем устройстве, увеличивая давление рабочей жидкости, то есть хладагента. Хладагент поступает из испарителя в компрессор; Основная функция компрессора состоит в том, чтобы втягивать хладагент из испарителя, чтобы в испарителе можно было поддерживать низкую температуру и давление для отвода тепла из охлаждаемого пространства. После этого компрессор повышает давление и температуру хладагента до уровня, при котором он может конденсироваться в конденсаторе, отводя тепло.

Компрессоры, используемые в холодильниках, можно классифицировать двумя способами

1. По принципу работы
2. Поршневые / поршневые компрессоры
3. Рото-динамический тип / центробежные компрессоры На основе
4. двигателя компрессора
5. Компрессор открытого типа
6. Герметичный / герметичный
7. Полугермитный / полугерметичный

2.Конденсатор:

Конденсатор — важный компонент любой холодильной системы. Это разновидность теплообменника. Хладагент поступает в конденсатор в перегретом состоянии из компрессора, как упоминалось выше. Сначала он перегревается, а затем конденсируется за счет отвода тепла во внешнюю среду. Хладагент может покидать конденсатор в виде насыщенной или переохлажденной жидкости, в зависимости от температуры внешней среды и конструкции конденсатора. Конденсатор отводит тепло от рабочей жидкости (хладагента) с помощью охлаждающих змеевиков, сделанных из меди, в атмосферу, используемую в случае домашнего холодильника.Хладагент, поступающий из компрессора, имеет высокую температуру и в конденсаторе охлаждается под давлением. После конденсации хладагент попадает в расширительные устройства.

В зависимости от внешней жидкости конденсаторы могут быть классифицированы как:

1. Конденсатор с воздушным охлаждением
2. Конденсатор с водяным охлаждением
3. Конденсатор с воздушным охлаждением Согласно названию, в конденсаторах с воздушным охлаждением воздух является внешней жидкостью и работает как хладагент, т.е. хладагент отводит тепло в воздух.Конденсаторы с воздушным охлаждением можно разделить на типы с естественной конвекцией или с принудительной конвекцией. При естественной конвекции воздух циркулирует естественным образом, но в случае принудительной конвекции для правильной работы предусмотрена внешняя среда, например вентилятор.
4. Конденсатор с водяным охлаждением В конденсаторах с водяным охлаждением вода является внешней жидкостью. Здесь вода работает как охлаждающая жидкость, отбирая тепло от хладагента.

3. Дросселирующие / расширительные устройства:

Расширительное устройство — еще один базовый компонент холодильной системы.Основные функции расширительного устройства, используемого в холодильных системах, заключаются в снижении давления рабочей жидкости, которая поступает из конденсатора в испаритель. Он также регулирует поток хладагента в испаритель и поддерживает скорость потока, равную скорости испарения в испарителе. Мы можем регулировать и контролировать температуру холодильника с помощью расширительных устройств, изменяя отверстие в соответствии с нашими требованиями. Например, нам требуется низкая температура летом по сравнению с зимней сессией, поэтому мы регулируем расширительное устройство в соответствии с ситуацией и требованиями.

Расширительные устройства, используемые в холодильнике, в основном бывают двух типов: с фиксированным открыванием и с регулируемым открытием. В типе с фиксированным отверстием проходное сечение остается фиксированным, в то время как в типе с переменным отверстием проходное сечение изменяется с изменением массового расхода. Ниже приведены некоторые расширительные устройства, используемые в холодильнике в соответствии с их требованиями.

1. Ручной (ручной) расширительный клапан
2. Капиллярная трубка
3. Отверстие
4. Автоматический расширительный клапан постоянного давления (AEV)

Капиллярная трубка и сопло относятся к типу фиксированного открытия, а остальные — к типу переменного открытия .

4. Испаритель :

Это складское помещение или морозильная камера. Хладагент, поступающий из дроссельного устройства, попадает в испаритель при очень низкой температуре и давлении. В испарителе хладагент проходит через охлаждающие змеевики. В испарителе тепло поглощается хладагентом из-за того, что температура хладагента увеличивается, и жидкий хладагент расходуется и превращается в пары, после чего этот хладагент попадает в компрессор. Испаритель работает как теплообменник между складским помещением и охлаждающими змеевиками.Этот цикл повторяется непрерывно.

5. Хладагенты :

Хладагенты — это рабочие жидкости, которые используются в холодильнике и под водой в циклическом процессе и помогают поддерживать более низкую температуру в испарителе (морозильной камере). Когда хладагент попадает в испаритель, он поглощает тепло из хранилища и испаряется. Этот процесс включает в себя процесс фазового перехода, который максимизирует охлаждающий эффект. Хороший хладагент должен обладать некоторыми качествами, например, быть нетоксичным, невзрывоопасным, некоррозионным; негорючие, утечка должна быть негорючей и т. д.В зависимости от требований используются различные хладагенты. Например: R-12 используется в бытовых холодильниках и водоохладителях.

6. Устройства контроля температуры :

Эти типы устройств используются для контроля температуры в холодильнике. К этим устройствам прилагаются устройства расширения. К испарителю прикреплен термостат, который помогает поддерживать определенную температуру.

Применение холодильника

Как мы изучили в статье выше, холодильник — это устройство, используемое для поддержания более низкой температуры, чем температура окружающей среды, путем поглощения тепла из охлаждаемого пространства и отвода его в окружающую среду.В прошлом холодильник использовался в основном только для производства льда, который используется для многих целей, но теперь применение холодильника увеличивается день ото дня по мере развития новых технологий.

Ниже приведены некоторые основные области применения холодильника.

1. Холодильник используется для обработки и хранения пищевых продуктов.
2. Холодильник используется в промышленных приложениях, например, в химической и нефтяной промышленности.
3. Некоторые специальные приложения.
4. Обработка и консервирование пищевых продуктов

Хранение фруктов и овощей:

Некоторые скоропортящиеся продукты, такие как фрукты и овощи, гниют при высокой температуре, потому что в них очень быстро размножаются некоторые виды бактерий. При низкой температуре рост бактерий снижается. Так холодильник продлевает срок хранения овощей и фруктов.

Мясо и птица : Такие продукты, как рыба, курица и мясо, также нуждаются в охлаждении после убоя, потому что скорость роста бактерий в этих продуктах очень высока.Кратковременное хранение осуществляется при температуре 0 ^o C. Для длительного хранения требуется температура -25 ^o C.

Молочные продукты : Некоторые молочные продукты включают молоко, масло, творог и мороженое. Для хранения и подачи молоко хранится в холодильниках. В холодильниках рост бактерий замедляется, и молоко может храниться в течение двух-трех дней после процесса пастеризации. Для поддержания хорошего качества других молочных продуктов, таких как масло, творог и мороженое, им также требуются холодильники.

Напитки : Некоторые напитки, такие как пиво, вино и безалкогольные напитки, имеют приятный вкус в охлажденном виде. Фруктовые соки также нуждаются в холодильниках, чтобы сохранить их пищевую ценность и вкус. В то время как пивоварение и виноделие также требует охлаждения, потому что это происходит путем ферментации, а ферментация — экзотермический процесс, но эти процессы должны выполняться при определенной температуре. Для поддержания желаемой температуры используются холодильники.

Конфеты: Шоколад и конфеты также требуют хранения в холодильнике, иначе они становятся липкими, и для лучшего вкуса рекомендуется хранить их при низкой температуре.

Промышленное применение:

Конденсация газов: Газы конденсируются до жидкого состояния в процессе охлаждения. Сжиженные газы легко хранить и транспортировать. В жидком состоянии газам требуется меньше места.

В хранении: Многие соединения разлагаются при комнатной температуре или испаряются с очень высокой скоростью, как некоторые лекарства, химические вещества, взрывчатые вещества и натуральный каучук, при использовании холодильника их можно хранить в течение длительного периода времени.

В строительстве : Застывание бетона — экзотермический процесс. Если не удалить тепло, бетон будет расширяться и образовывать трещины в конструкции. Это можно сделать, охладив песок и воду или пропустив охлажденную воду через трубы, заделанные в бетон.

Некоторые другие приложения

Производство льда: Это было классическое применение холодильников. Лед производился на заводах путем погружения емкостей с водой на некоторое время в охлажденный рассол.На этих заводах крупномасштабно производится лед, который используется в других областях. Но в наши дни, используя холодильник, мы можем легко производить лед. Лед можно легко произвести, используя бытовые холодильники для домашнего использования.

В медицине: Плазма крови и некоторые антибиотики производятся и хранятся при низкой температуре. Некоторым другим лекарствам также требуется меньшая температура для хранения, которые нельзя хранить при комнатной температуре.

Речь идет о холодильнике, работающем вместе с его приложением.Если у вас есть какие-либо вопросы относительно этой статьи, задавайте их в комментариях. Если вам понравилась эта статья, не забудьте поделиться ею в социальных сетях. Подпишитесь на наш сайт для получения более информативных статей. Спасибо, что прочитали.

Принцип работы холодильников — как работают холодильники?

До того, как мы научились искусственно охлаждать пищу и места, где мы живем, мы использовали естественные способы снижения температуры. Зимой мы собирали лед в реках и озерах и помещали его в ледяные домики, пока он не понадобился летом.Затем, В 1755 году шотландский профессор Уильям Каллен показал эксперимент, который медленно, но верно изменит мир.

Каллен применил современную версию древнего метода искусственного охлаждения, известного древним индейцам и египтянам — охлаждение испарением. Он использовал насос для создания частичного вакуума в контейнере, где находился диэтиловый эфир. Это дало диэтиловому эфиру более низкую температуру кипения, и он закипел. Потому что это начало кипятить ему требовалась энергия для испарения, поэтому он начал поглощать тепло из окружающего воздуха, понижая температуру воздуха.Было даже произведено небольшое количество льда. Так родилось искусственное охлаждение. Это было непрактично и нельзя было использовать для охлаждения еды, но это было начало. Другие усовершенствованный метод и, после многих экспериментов, патентов и промышленных образцов, в 1915 году были представлены практичные бытовые холодильники.

Холодильник — это, по сути, тепловой двигатель, в котором работа выполняется с хладагентом, чтобы он мог собирать энергию из холодного региона; доставить в область более высоких температур и тем самым охлаждение холодных областей еще больше.Основными элементами холодильника являются компрессор, который подключается к внешнему, более горячая система труб (называемая змеевиками конденсатора), которая подключена к расширительному клапану, который подключен к внутренней, более холодной системе труб (испаритель катушки), который снова подключен к компрессору. Все они содержат хладагент, а змеевики испарителя помещены в термоизолированный «ящик», роль которого заключается в том, чтобы держать его внутри холодным.

Хладагент «запускается» как газ (помните — это цикл) в компрессоре, который повышает давление, нагревая газ.Сжатый газ проходит через змеевики конденсатора (внешние) на задней стенке холодильника, которые сделаны так, чтобы газ в них терял высокую температуру и начинал превращаться в жидкость потому что он находится под высоким давлением. Жидкий хладагент поступает в расширительный клапан. Поскольку это цикл, между клапаном и компрессором находится зона низкого давления — компрессор вытягивает жидкий хладагент из расширительного клапана в змеевики испарителя. Из-за низкого давления жидкости хладагент начинает кипеть и испаряться.Хладагент, который теперь представляет собой газ, проходит через змеевики испарителя, и потому что ему нужна энергия, чтобы он мог его испарить. «Осушает» окружающую среду и охлаждает. Из змеевиков испарителя газообразный хладагент поступает в компрессор, и цикл повторяется.

Ранние системы механического охлаждения использовали диоксид серы, хлористый метил и аммиак в качестве хладагентов, но перестали использовать диоксид серы, хлористый метил. потому что они были токсичными. Некоторые другие старые машины использовали метилформиат, хлорметан или дихлорметан.Хлорфторуглероды использовались с 1950-х годов. но были запрещены с конца 1970-х годов из-за опасений по поводу истощения озонового слоя. Их заменили перфторуглеродами и гидрофторуглероды, но они также подверглись критике. Сейчас их в основном заменяют фторированные парниковые газы.

Принцип работы холодильника

— как он работает?

Что ищет человек, возвращаясь домой после нескольких часов, проведенных в палящей жаре? Сначала он достает из холодильника бутылку с охлажденной водой и выпивает.

Разве не чудесно, что машина может поддерживать температуру внутри себя очень прохладной, даже если на улице душно?

Холодильник был изобретен в 1740-х годах шотландским ученым Уильямом Калленом. Хотя он не был похож на современный холодильник, который мы используем сегодня, принцип работы холодильника такой же, как и у того, который мы используем сегодня.

Принцип работы холодильника

Главный принцип работы холодильника заключается в том, что газ или жидкость меняют свою температуру, когда их пропускают через капиллярную трубку или расширительный клапан, которые хранятся отдельно в изолированной системе, где не происходит внешнего теплообмена .

Другой принцип работает в процессе охлаждения . Когда две вещи с разной температурой приближаются друг к другу или находятся в физическом контакте, более горячая поверхность охлаждается, а более холодное тело нагревается. Этот вид явления известен как второй закон термодинамики.

Теперь, когда мы знаем о различных частях холодильника и их работе, давайте посмотрим на детали работы холодильника.

Первичное охлаждение холодильника происходит за счет циркуляции хладагента внутри системы за счет замкнутого цикла переключения состояния хладагента с газа на жидкость, а затем снова с жидкости на газ.

Шаги, по которым это происходит, называются испарением. Испарение всегда оказывает охлаждающее воздействие на окружающую среду. Например, когда вы потеете, а затем садитесь под вентилятор, ваш пот высыхает, и вы начинаете чувствовать холод. Это тоже связано с испарением.

Чтобы начать испарение и изменить состояние хладагента, необходимо снизить давление хладагента. Снижение давления осуществляется путем пропускания его через выпускное отверстие, называемое капиллярной трубкой. Происходящее здесь явление аналогично тому, которое происходит, когда вы наносите аэрозольный продукт, например, лак для волос.

Содержимое аэрозоля — это жидкостная сторона, выпускное отверстие — капиллярная трубка, а открытое пространство — синоним испарителя. Когда мы выпускаем содержимое в зону низкого давления свободного пространства, оно меняет свое состояние с жидкого на газ.

посмотрите это видео, чтобы понять, как работает холодильник.

Чтобы холодильник оставался в рабочем состоянии, этот цикл изменения состояния должен продолжаться. Так что газ снова нужно перевести в жидкое состояние. Превращение может происходить за счет увеличения давления на газ и повышения температуры.Работа компрессора вступает в действие для достижения этого изменения состояния.

Теперь, когда компрессор делает свою работу, газ находится в состоянии высокого давления и тоже очень горячий. Его нужно охладить, что снова делает конденсатор, установленный на задней стенке холодильника.

Расположение конденсатора очень статистическое, так как конденсатор понижает температуру, а температура повышается. Таким образом, если он открыт сзади, конденсатор будет излучать это тепло в атмосферу и эффективно выполнять свою работу.Теперь, когда газ снова охлаждается, он снова переходит в жидкое состояние.

После этого цикл запускается снова, и благодаря этому холодильник поддерживает желаемую температуру.

Мы видели, как газ внутри холодильника, который мы называем хладагентом, отвечает за охлаждение холодильника. Ранее в качестве хладагента использовался CFC (хлорфторуглерод), но этот газ очень вреден для окружающей среды и непосредственно ответственен за разрушение озонового слоя.Следовательно, этот газ сегодня не используется, и сегодня HFC-134a используется в качестве его заменителя в большинстве холодильников.

Холодильник стал революционным изобретением человечества. Это сделало возможным перемещение продуктов питания из одного места на планете в другое, и сегодня весь пищевой бизнес сильно зависит от холодильников. Принцип охлаждения интересен, и он показывает, как можно изменить мир, просто используя некоторые законы физики.

Компоненты холодильника и их функции

Обычному человеку это определение может показаться очень научным и сложным, и для того, чтобы правильно его понять, нужно знать детальный механизм работы холодильника.Тем не менее, прежде чем узнать рабочий механизм, важно узнать о различных частях холодильника и их задачах.

Компрессор

это — самая важная часть холодильника, и весь механизм охлаждения зависит от этой части. Компрессор — это устройство, которое распределяет хладагент по системе и нагревает хладагент, оказывая давление на более теплую часть внутреннего контура.

Конденсор

представляет собой набор спиральных трубок, расположенных вместе с внешними ребрами сзади холодильника.Используемый хладагент находится в газообразном состоянии. Работа конденсатора состоит в том, чтобы сжижать этот хладагент, поглощая тепло хладагента и выбрасывая его в окружающую среду. Вот почему вы всегда будете чувствовать поток горячего воздуха, идущий с задней стороны холодильника из конденсатора.

Испаритель

это элемент холодильника, который охлаждает холодильник. Как следует из названия, основная цель испарителя — перевести жидкий хладагент в газообразное состояние за счет испарения.При этом он охлаждает окружающую среду, и температура внутри холодильника падает.

Капиллярная трубка

— это очень тонкая трубка, выполняющая роль расширительного клапана. Жидкий хладагент проходит через капиллярную трубку и распределяется в испаритель, где поддерживается среда с низким давлением.

Термостат

Функция термостата — следить за температурой холодильника и включать и выключать компрессор при необходимости.

Хладагент

— это элемент, под которым происходит охлаждение. Он также известен как хладагент и находится в непрерывном цикле изменения своего состояния с жидкости на газ и снова с газа на жидкость.

.

No related posts.