В двухкамерном холодильнике для получения низкой температуры (в морозильном отделении или в отделении для хранения замороженных продуктов) и плюсовой температуры (в отделении для хранения свежих охлаждённых продуктов) применяют различные схемы автоматизации. Наиболее простой считается схема автоматизации с общим регулирующим устройством.
Схема автоматизации двухкамерного домашнего холодильника с общим регулирующим устройством: НТИ-низкотемпературный испаритель, ВТИ-высокотемпературный испаритель, РУ-регулирующее устройство, Км-компрессор, Тр-терморегулятор.
Холодильный агент подаётся через одно регулирующее устройство сначала в испаритель низкотемпературного отделения, а затем в испаритель высокотемпературной камеры. При таком способе питания испарителей холодильным агентом в испарителе низкотемпературной камеры происходит неполное испарение агента и парожидкостная смесь холодильного агента поступает в испаритель высокотемпературной камеры, где поддерживается более высокая температура.
Работой компрессора управляет терморегулятор, капилляр которого контактирует с испарителем низко- или высокотемпературной камер. В последнем случае в морозильном отделении образуется большой перепад температур. Для снижения перепада на испарителе вблизи капилляра термореле часто устанавливают температурный стабилизатор, в качестве которого используют электрический нагреватель мощностью в 6-10 вт.
ПО-пусковая обмотка двигателя, РО-рабочая обмотка двигателя, ЗР-защитное реле, ТС-температурный стабилизатор,Тр-терморегулятор, Н-противоконденсатное сопротивление, Эл-электролампа, Вл-выключатель лампы.
Электрическая схема автоматизации двухкамерного холодильника с температурным стабилизатором аналогична схеме, В отличии от электрической схемы автоматизации однокамерного холодильника при размыкании контактов термореле температурный стабилизатор включается, подогревает капилляр термореле, сокращая продолжительность стоянки компрессора. При этом перепад между температурами включения и выключения уменьшается. Постоянно включённый противоконденсатный электроподогреватель мощностью 15 вт. предохраняет от выпадания конденсата на наружную стенку камеры шкафа у дверного проёма морозильной камеры.
НТИ-низкотемпературный испаритель, ВТИ-высокотемпературный испаритель, РУ-регулирующее устройство, Км-компрессор, Тр-терморегулятор, ОЖ-отделитель жидкости, Кд-конденсатор.
Схема автоматизации с общим регулирующим устройством и отделителем жидкости исключает попадание жидкого фреона в компрессор. После дросселирования в регулирующем устройстве в испарителе низкотемпературной камеры происходит неполное испарение холодильного агента и в отделитель жидкости попадает парожидкостная смесь. Частицы жидкого агента, отделившись от паров, осаждаются в низкой части отделителя, а затем поступают в испаритель высокотемпературной камеры, где жидкость полностью выкипает. Пары холодильного агента из испарителя и верхней части отделителя жидкости отсасывается компрессором.
Компрессор управляется терморегулятором, капилляр которого прижат к испарителю низкотемпературной камеры. При схеме с одной температурой кипения в двух испарителях и двух испарителях поддержание разного температурного режима в двух камерах холодильника затруднительно.
Электрическая схема автоматизации аналогична схеме, двухкамерного холодильника с температурным стабилизатором. Отличие состоит в том, что в схеме отсутствует температурный стабилизатор.
Рассмотрим схемы автоматизации двухкамерных холодильников с разными температурами кипения фреона в испарителях.
НТИ-низкотемпературный испаритель, ВТИ-высокотемпературный испаритель, РУ-регулирующее устройство, Км-компрессор, Тр-терморегулятор, Др-дроссель, Кд-конденсатор.
В схеме автоматизации с общим регулирующим устройством перед высокотемпературным испарителем (ВТИ) и дросселем перед низкотемпературным испарителем (НТИ) холодильный агент дросселируется в регулирующем устройстве и заполняет ВТИ. Вторично понижая давление в дросселе «до себя», агент из ВТИ поступает в НТИ. Такая схема надёжно обеспечивает поддержание требуемых температур в каждой камере.
Электрическая схема этого холодильника аналогична
НТИ-низкотемпературный испаритель, ВТИ-высокотемпературный испаритель, РУ-регулирующее устройство, Км-компрессор, Тр-терморегулятор, СВ-соленеидный вентиль, Кд-конденсатор, Тр1, Тр2-терморегуляторы.
В схеме автоматизации с подачей холодильного агента в каждый испаритель через самостоятельное регулирующее устройство работой компрессора управляет терморегулятор, капилляр которого закреплён на низкотемпературном испарителе. Работой солиноидного вентиля перед регулирующим устройством высокотемпературного испарителя управляет другой терморегулятор.
Электрическая схема такого холодильника приведена ниже.
ПО-пусковая обмотка двигателя, РО-рабочая обмотка двигателя, ПР-пусковое реле, ЗР-защитное реле, Тр1-терморегулятор камеры охлаждения, Тр2-терморегулятор морозильной камеры, СВ-соленоидный вентиль, Н-противоконденсатное сопротивление, Эл-электролампа, Вл-выключатель лампы.
При понижении температуры испарителя и соответственно воздуха в камере охлаждения контакты терморегулятора размыкаются, выключая соленоидный вентиль. Подача холодильного агента в высокотемпературный испаритель прекращается, однако компрессор продолжает работать, если замкнуты контакты терморегулятора низкотемпературного испарителя.
При понижении температуры испарителя и соответственно воздуха в морозильной камере контакты второго термореле, разрывая цепь питания электродвигателя компрессора. В схеме также имеется постоянно включенный противоконденсатный электроподогреватель.
Наиболее удачной, на мой взгляд, является схема автоматизации двухкамерного холодильника с общим регулирующим устройством и соленоидным вентилем.
НТИ-низкотемпературный испаритель, ВТИ-высокотемпературный испаритель, Др-дроссель, ОЖ-отделитель жидкости, РУ-регулирующее устройство, Км-компрессор,СВ-соленеидный вентиль, Кд-конденсатор, Тр1, Тр2-терморегуляторы.
В схеме использовано общее регулирующее устройство и отделитель жидкости. Перед высокотемпературным испарителем имеется дроссель «после себя». При закрытом соленоидном вентиле холодильный агент дросселируется в регулирующем вентиле и заполняет отделитель жидкости. Проходя затем через дроссель, холодильный агент заполняет испаритель в камере охлаждения, откуда поступает в испаритель морозильной камеры.
Когда ВТИ охладится до заданной температуры, его терморегулятор включает соленоидный вентиль. Холодильный агент, преодолевая меньшее гидравлическое сопротивление по сравнению дросселем, поступает в НТИ.
При охлаждении низкотемпературного испарителя до заданной температуры его терморегулятор останавливает компрессор.
Ниже приведены технологическая и электрическая схемы двухкамерного холодильника с автоматическим размораживанием испарителей парами холодильного агента.
а-технологическая схема: НТИ-низкотемпературный испаритель, ВТИ-высокотемпературный испаритель, РУ-регулирующее устройство, Км-компрессор, Тр-терморегулятор, СВ-соленеидный вентиль, Кд-конденсатор, Эн-электронагреватель.
б-электрическая схема: ПО-пусковая обмотка двигателя, РО-рабочая обмотка двигателя, ПР-пусковое реле, ЗР-защитное реле, Тр-терморегулятор, СВ-соленоидный вентиль, Н-нагреватель, Н1-температурный стабилизатор, ДФ-дефростатор.
Соленоидный вентиль автоматически включается при замыкании контактов дефростатора, которое происходит периодически с помощью электродвигателя дефростатора мощностью 2.5 вт, постоянно включенного в сеть. Одновременно включается электронагреватель.
Сжатые компрессором пары холодильного агента, минуя конденсатор, через соленоидный вентиль по специальной трубке поступают сначала в испаритель морозильной камеры, а затем в испаритель камеры охлаждения и подогревают их, вызывая таяние снеговой шубы. Пары фреона, отдавая тепло холодным стенкам испарителя, конденсируются. Во избежание попадания жидкого агента в компрессор его выпаривают электронагревателем, установленном на выходе из ВТИ.
После оттаивания снеговой шубы контакты дефростатора размыкаются с помощью электродвигателя. При этом выключается соленоидный вентиль и электронагреватель. При этом выключается сроленоидный вентиль и электродвигатель. Агрегат начинает работать в нормальном режиме, управляемый терморегулятором. Температурный стабилизатор, находящийся в цепи рабочей обмотки электродвигателя компрессора, выключается при размыкании контакта терморегулятора.
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:
- – устройство, которое с помощью поршня проталкивает хладагент (газ), создавая разное давление на разных участках системы;
- Испаритель – емкость, в которую попадает разжиженный газ, впитывающий тепло из холодильной камеры;
- Конденсатор – емкость, в которой сжатый газ отдает тепло в окружающее пространство;
- Терморегулирующий вентиль – устройство поддерживающее необходимое давление хладагента;
- 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.
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.
Вконтакте
Холодильный агрегат работает следующим образом. Мотор-компрессор откачивает пары фреона из испарителя и нагнетает их в конденсатор. В конденсаторе пары фреона охлаждаются и конденсируются. Далее жидкий фреон через фильтр-ос ушитель и капиллярный трубопровод попадает в испаритель. Гидравлическое сопротивление капиллярного трубопровода подбирается таким образом, чтобы создать определенную разность давления всасывания и конденсации, которое создает компрессор, при которой через трубопровод проходило определенное количество жидкости. Каждый капилляр соответствует определенному мотор-компрессору. На входе фреона в испаритель, давление падает от давления конденсации додавления к ипения. Этот процесс называется дросселированием. При этом происходит вскипание фреона, поступая в каналы испарителя фреон кипит, энергия необходимая для кипения в виде тепловой, забирается от поверхности испарителя, охлаждая воздух в холодильнике. Пройдя через испаритель жидкий фреон превращается в пар, который откачивается компрессором. Количество отводимой холодильной машиной теплоты, приходящейся на единицу затраченной электрической энергии называется холодильным коэффициентом холодильника.
1 - конденсатор, 2 - капиллярная трубка, 3 - мотор-компрессор,
4 - испаритель, 5 - фильтр-осушитель, 6 - обратная трубка
Мотор-компрессор
- основной узел любого холодильного агрегата
. Назначение
компрессора состоит в обеспечении циркуляции охлаждающего вещества (фреона)
по системе трубопроводов холодильного агрегата.
Холодильник может быть укомплектован как одним, так и двумя компрессорами.
Конденсатор - теплообменный аппарат для отвода тепла от конденсирующихся (превращающихся в жидкость) паров фреона к окружающей среде. Это обусловлено предварительным повышением давления паров в компрессоре и отводом от ник тепла в конденсаторе. На холодильниках с естественным охлаждением конденсатор в виде змеевика или щита устанавливают на задней
стенке (снаружи или внутри). Холодильники больших размеров обычно оснащены конденсаторами, имеющими вид радиаторов, их устанавливают рядом с компрессором, внизу. Вентилятор обеспечивает их нормальное охлаждение. Конденсатор обязательно должен хорошо охлаждаться - это залог нормальной работы холодильника.
Испаритель - теплообменный аппарат для охлаждения непосредственно продукта в результате кипения в нем жидкого фреона. Кипение в испарителе при низкой температуре и соответствующем давлении происходит за счет теплоты, отнимаемой от охлаждающей среды.
Капиллярная трубка - предназначена для дросселирования перед испарителем жидкого фреона и снижения его давления от давления конденсации до давления кипения с соответствующим понижением давления. Представляет собой медный трубопровод длиной 1.5 - 3м с внутренним диаметром 0.6 - 0.85 мм. Устанавливается между конденсатором и испарителем
Фильтр-осушитель
-
устанавливается у входа в капиллярную трубку для предохранения ее от засорения твердыми частицами, для поглощения влаги из фреона и предотвращения замерзания ее на выходе из капиллярной трубки. Корпус патрона фильтра состоит из медной трубки длиной 105-140 мм и диаметром 18..12 мм с вытянутыми концами, в отверстия которых впаивают соответственно трубопровод конденсатора и капилляр. В корпус фильтра помещают цеолит между молекулярными сетками, установленными на входе и выходе из патрона.
Докипатель
-
представляет из себя емкость, установленную между испарителем и всасывающим патрубком компрессора. Предназначен для докипания жидкого фреона и предотвращения попадания его в компрессор, что может привести к выходу из строя компрессора. Размещают докипатель в охлаждаемом объеме — как правило в морозильной камере. Докипатель может быть алюминиевым или медным.
Работу бытового холодильника обеспечивает электрическая схема.
1 - терморегулятор , 2 - кнопка принудительной оттайки, 3 - реле тепловой защиты, 3.1. - контакты реле, 3.2. - биметаллическая пластина, 4 - электродвигатель мотор-компрессора, 4.1. - рабочая обмотка, 4.2. - пусковая обмотка, 5 - пусковое реле , 5. 1. - контакты реле, 5.2. - катушка реле
При подаче напряжения в схему электрический ток проходит: через замкнутые контакты терморегулятора 1, копки принудительной оттайки 2, реле тепловой защиты 3, (контакт 3.1, биметаллическая пластина 3.2), пусковое реле 5 (катушку 5.2, контакты 5.1 разомкнуты) и рабочую обмотку 4.1 электродвигателя мотор-компрессора 4. Поскольку двигатель не вращается, ток, протекающий через его рабочую обмотку, в несколько раз превышает номинальный. Пусковое реле 5 устроено таким образом, что при превышении номинального значения тока замыкаются контакты 5.1, подключая к цепи пусковую обмотку электродвигателя, который начинает вращаться, в результате чего, ток в рабочей обмотке снижается, контакты пускового реле размыкаются, но двигатель продолжает работать в нормальном режиме за счет рабочей обмотки. При достижении заданной температуры, контакты терморегулятора размыкаются и электродвигатель компрессора останавливается. Для отключения электродвигателя при опасном повышении силы тока предназначено реле тепловой защиты. С одной стороны оно защищает электродвигатель от перегрева и поломки, а с другой от пожара. Реле состоит из биметаллическое пластины 3.2., которая при опасном повышении силы тока нагревается и, изгибаясь, размыкает контакты 3.1. После остывания биметаллической пластины контакты снова замыкаются