Как работает холодильник простыми словами: Принцип работы бытового холодильника

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 и схемы действия простыми словами

Чтобы не растеряться в случае поломки кухонной техники, современной хозяйке приходится разбираться в том, как работает холодильник, микроволновка, плита и другие помощники человека.

Назначение холодильного шкафа — сохранение свежести продуктов, поэтому работа его должна быть бесперебойной, ведь вызов мастера для ремонта иногда нельзя осуществить сразу. Понимание принципа действия бытового холодильника способно сэкономить время и деньги, а некоторые поломки можно исправить самостоятельно.

Из каких частей состоит холодильный агрегат?

Все знают, что холодильный шкаф сохраняет холод, охлаждает и замораживает продукты, предотвращая их быструю порчу. При этом немногие могут ясно представить себе, откуда появляется холод внутри камеры, как его вырабатывает агрегат рефрижератора, почему холодильник иногда выключается. На самом деле охлажденный воздух ниоткуда не появляется сам — снижение его температуры происходит прямо в камере во время работы холодильного агрегата (рис.1). Подробнее — в статье как осуществляется регулировка температуры в холодильнике.

Рис. 1.  1 — испаритель, 2 — конденсатор, 3 — фильтр-осушитель, 4 — капилляр, 5 — компрессор

Рабочий агрегат холодильника состоит из 4 частей:

• компрессор;
• конденсатор;
• испаритель;
• хладагент.

Настоящее сердце всей системы — компрессор. Он обеспечивает циркуляцию хладагента по множеству тонких трубок, часть из которых можно увидеть на задней внешней стенке холодильного шкафа. Другая часть скрыта под панелью внутри камеры в современных моделях, но в старых рефрижераторах они образуют стенки морозильного отделения либо просто закреплены на потолке камеры. Во время работы компрессор сильно нагревается, как любой двигатель, и должен время от времени отдыхать. Чтобы он не вышел из строя от перегрева, внутри находится реле, которое при достижении определенной температуры двигателя размыкает электрическую цепь. В этот момент компрессор выключается.

Трубочки на внешней стенке холодильника — это конденсатор. Назначение его в том, чтобы отдать тепло в окружающее пространство. Компрессор, перекачивая хладагент, загоняет его в конденсатор под давлением. В результате газообразное вещество (фреон, изобутан) переходит в жидкое состояние и довольно сильно нагревается. Вот эти излишки тепла и должны рассеяться во внешнюю среду, чтобы хладагент сам охладился до комнатной температуры.

В инструкциях к рефрижераторам обычно пишут о том, что устанавливать их нужно вдали от нагревательных приборов.

Зная о том, как должен работать холодильник, рачительные хозяева постараются обеспечить своему помощнику наилучшие условия для легкого охлаждения компрессора и конденсатора. Это поможет ему прослужить дольше.

Для того, чтобы получить холод в камере, существует другая часть системы трубок, куда сжиженный газ попадает потом. Ее называют

испарителем. От конденсатора она отделена фильтром-осушителем и капилляром — очень тонкой трубочкой, которая не пропускает сразу весь сжиженный хладагент, а заставляет компрессор с усилием проталкивать его в испаритель. Попадая туда, небольшие количества фреона моментально вскипают и расширяются, снова переходя в газообразное состояние. Во время этого процесса происходит поглощение большого количества тепла. Трубочки внутри камеры охлаждаются сами и охлаждают воздух в холодильнике. Потом хладагент возвращается в компрессор, и весь цикл начинается сначала.

Чтобы продукты в камере не превратились в лед, внутри нее установлен терморегулятор. Шкала с делениями позволяет установить желаемый уровень охлаждения, и как только нужные показатели будут достигнуты, холодильник отключается.

Однокамерный и двухкамерный холодильник

Охлаждающий агрегат во всех моделях современных рефрижераторов устроен по единому принципу. Но разница в работе разных модификаций все-таки есть. Заключена она в особенностях течения хладагента в холодильниках с одной или двумя камерами.

По описанной выше схеме работает однокамерный холодильный шкаф. Вне зависимости от того, находится ли испаритель прямо в камере, как в старых моделях, спрятан за стенкой при капельной системе, или в модификации No frost, принцип работы одинаков. Но когда над или под охлаждающим отделением расположена морозильная камера, рефрижератору требуется еще один компрессор. Схема работы для морозилки остается прежней.

Охлаждающее отделение, где температура не опускается ниже 0 °C, начинает работать только потом, когда морозильник достаточно охладился и отключился. В этот момент хладагент из системы морозильника начинает поступать в компрессор камеры с плюсовой температурой, и проходит цикл конденсации и испарения уже на этом уровне. Поэтому на вопрос о том, сколько должен работать холодильник, пока включится охлаждающая камера, точного ответа дать нельзя. Все зависит от объема морозильника и настроек терморегулятора.

Что такое быстрая заморозка?

Этими словами обозначают одну из функций морозильной камеры в двухкамерных моделях. В зависимости от модификации, холодильник в этом режиме может работать в течение долгого времени, не отключая компрессор. Таким образом достигается ускоренное промораживание большого объема продуктов.

При активации режима быстрой заморозки на панели некоторых камер загораются световые индикаторы, обозначающие, что компрессор включен, и холодильник работает. В этом случае необходимо помнить о том, что автоматического отключения не произойдет, а принудительная работа агрегата в течение длительного времени приводит к сокращению ресурса.

Режим быстрой заморозки не следует включать на срок более 72 часов.

После того, как он будет отключен вручную, индикаторы на панели гаснут, а двигатель компрессора выключается.

Современные модели холодильных шкафов очень разнообразны. Нынешние хозяйки незнакомы с таким видом домашней работы, как разморозка холодильника. Капельные системы и необмерзающие камеры значительно упростили жизнь человека, но основные принципы работы этих бытовых приборов остались прежними.

из чего состоит однокамерный и двухкамерный агрегат

Чтобы сориентироваться при выходе из строя кухонного оборудования, многие домохозяйки вынуждены разбираться в принципе работы многих устройств, таких как: электроплита, микроволновая печь, холодильник и другие.

Главная функция холодильной камеры — сохранение питательных продуктов в свежем состоянии, поэтому она должна работать постоянно, а услугами специалиста по ремонту невозможно воспользоваться мгновенно. Понимание того, как работает холодильник, поможет сэкономить финансовые и временные ресурсы, а многие неисправности можно будет починить своими руками.

Внутреннее устройство холодильника

Всем известно как работает холодильник, простыми словами — это оборудование замораживает и охлаждает самые разные продукты, позволяя избежать их порчи в течение некоторого времени.

При этом далеко не все знают определенные особенности данного устройства: из чего состоит холодильник, откуда берется холод во внутренней плоскости камеры, как он создается рефрижератором и почему устройство время от времени выключается.

Чтобы разобраться в данных вопросах, необходимо подробно рассмотреть принцип работы холодильника. Для начала отметим, что холодные воздушные массы возникают не сами: уменьшение температуры воздуха осуществляется внутри камеры в процессе функционирования агрегата.

Данное холодильное оборудование включает в себя несколько основных частей:

• хладагент;
• испаритель;
• конденсатор;
• компрессор.

Компрессор — это своеобразное сердце любой холодильной установки. Этот элемент отвечает за циркуляцию хладагента по большому количеству специальных трубочек, часть которых расположена сзади холодильника. Остальные части замаскированы во внутренней части камеры под панелью.

При работе компрессор, как и всякий мотор, подвергается значительному нагреву, поэтому ему необходимо некоторое время для остывания. Чтобы этот агрегат не утратил работоспособность из-за перегрева, в него встроено реле, размыкающее электроцепь при определенных температурных показателях.

Трубки, расположенные на наружной поверхности холодильного оборудования — это конденсатор. Он предназначен для выделения тепловой энергии наружу. Компрессор, осуществляя перекачку хладагента, отправляет его внутрь конденсатора посредством высокого давления. В итоге вещество с газообразной структурой (изобутан или фреон) становится жидким и начинает нагреваться. Лишнее тепло при этом рассеивается в помещении, чтобы охлаждение хладагента произошло естественным путем. Именно по этой причине запрещено устанавливать нагревательные приборы рядом с холодильниками.

Хозяева, которые знают о принципе работы холодильного шкафа, стараются устроить своему «кухонному помощнику» самые оптимальные условия для охлаждения конденсатора и компрессора. Это позволяет продлить срок его эксплуатации.

Для получения холода во внутренней камере есть иная часть трубочной системы, в которое сжиженное газообразное вещество отправляется после конденсатора — она называется испарителем. Этот элемент отделен от конденсатора осушающим фильтром и капилляром. Прицип охлаждения внутри камеры:

• Оказываясь в испарителе, фреон начинает закипать и расширяться, вновь преобразуясь в газ. При этом осуществляется поглощение тепловой энергии.
• Трубки, находящиеся в камере, охлаждают не только воздушные массы агрегата, но и охлаждаются сами.
• Затем хладагент снова отправляется в компрессор, и цикл повторяется.

Для того чтобы питательные продукты не заледенели внутри холодильника, в оборудование встроен терморегулятор. Специальная шкала дает возможность выставить необходимую степень охлаждения, и после достижения нужных значений оборудование автоматически выключается.

Однокамерные и двухкамерные модели

Агрегат, охлаждающий воздух, в каждом рефрижераторе имеет общий принцип устройства. Однако отличия в функционировании разного оборудования все же имеются. Они основываются на особенностях перемещения хладагента в холодильных шкафах с одной или парой камер.

Схема, которая была представлена чуть выше, характерна для моделей однокамерного типа. Независимо от места расположения испарителя принцип функционирования будет единым. Однако если морозильная камера расположена под или над охлаждающим отсеком, то для стабильной и полноценной работы рефрижератора необходим дополнительный компрессор. Для морозилки принцип работы будет прежним.

Охлаждающий отсек, в котором температурные показатели не опускаются ниже нулевой отметки, запускается лишь после того, как морозильник охладился в достаточной степени и выключился. Как раз в это мгновение хладагент из морозильной системы отправляется в камеры с положительной температурой, и цикл испарения/конденсации проходит уже на более низком уровне, потому невозможно точно сказать, сколько нужно проработать холодильному оборудованию до автоматического выключения. Тут все зависит от настройки терморегулятора и объема камеры-морозилки.

Функция быстрой заморозки

Данная функция характерна для двухкамерных холодильников. В таком режиме холодильник может беспрерывно работать достаточно долго. Предназначена же быстрая заморозка для эффективного промораживания продуктов в больших объемах.

После активации опции, на панели зажигаются специальные светодиодные индикаторы, показывающие, что компрессор запущен. Тут нужно учитывать то, что функционирование агрегата не будет остановлено автоматически, а слишком долгая работа холодильника может негативно сказаться на его состоянии.

После ручного отключения установки индикаторы сами погаснут, а компрессорный привод выключится.

Современные холодильники оснащены большим количеством самых разных функций. И сегодня домохозяйки знают о существовании функции автоматической разморозки. Необмерзающие и капельные холодильные системы сделали человеческую жизнь гораздо проще, но принцип действия холодильника остался прежним.

устройство, принципиальная электрическая схема, компрессора, простыми словами для новичка, принцып действия бытового прибора

Домашний современный уют предусматривает установку холодильника. Его предназначение заключается в длительном хранении продуктов. Несмотря на широкое распространение устройства, о принципе его действия знают не многие. Устройство компрессора холодильника и других элементов позволяет при минимальных затратах энергии поддерживать низкую температуру. Принцип работы холодильника предусматривает наличие других функций, которые позволяют содержать продукты в первоначальном состоянии.

Как устроен холодильник

Устройство и принцип работы предусматривают сочетание различных узлов. Наиболее важными считаются:

• Конденсатор.
• Двигатель.
• Испаритель.
• Капиллярная трубка.
• Докипатель.
• Осушительный фильтр.

Хладагент выступает в качестве основного активного элемента, за счет которого происходит снижение температуры. Дополнительные узлы требуются для упрощения процедуры управления. Современные модели снабжаются дисплеем, который отображает основную информацию. Устройство холодильника определяет возможность его установки в соответствии с рекомендациями в инструкции по эксплуатации.

Электродвигатель

Компрессорный холодильник снабжается двигателем, который предназначен для циркуляции охлаждающей жидкости по трубкам. Фреон продается в специализированных магазинах, заправляется исключительно при помощи специального оборудования. Рассматриваемый агрегат состоит из двух основных элементов:

• Электрического мотора.
• Компрессора.

Предназначение первого заключается в преобразовании электрического тока в механическую энергию. При этом конструкция состоит из двух элементов:

• Статора.
• Ротора.

При изготовлении статора применяется несколько медных катушек, ротор представлен стальным валом. Прохождение электрического тока становится причиной появления электромагнитной индукции, за счет которой возникает крутящий момент. Ротор приводится в движение под воздействием центробежной силы.

Подобный узел бытового устройства потребляет не менее 10% энергии. При частом открывании дверцы показатель электропотребления существенно повышается, т. к. происходит попадание теплого воздуха. Вращение ротора приводит к возвратно-поступательному движению поршня, за счет которого происходит перемещение жидкости.

Современные конструкции предусматривают установку компрессоров, внутрь которых вставляется электрический двигатель. Подобное расположение исключает вероятность самопроизвольной утечки вещества. Снизить степень вибрации устройства можно за счет установки двигателя на пружинах. Поэтому новые модели холодильников работают практически бесшумно.

Конденсатор

Изменение температуры окружающей среды может стать причиной прохождения различных процессов, большая часть которых связана с появлением влаги. Конденсатор считается важным элементом системы, он представлен трубкой диаметром до 5 мм.

Предназначение системы заключается в отводе тепла от рабочей жидкости в окружающую среду. В большинстве случаев этот элемент располагается сзади устройства, механическое воздействие может стать причиной повреждения.

Испаритель

За охлаждение окружающего пространства отвечает испаритель рабочей жидкости. Этот элемент может быть расположен снаружи или внутри морозильной камеры.

Применяемый принцип работы позволяет снизить степень воздействия окружающей среды на внутреннюю. Поэтому производители смогли снизить вес конструкции.

Капиллярная трубка

В системе применяется газ, который обеспечивает снижение температуры внутри основной и морозильной камер. Для снижения давления проводится установка капиллярной трубки. Ее особенности заключаются в нижеприведенных моментах:

• Диаметр составляет 1,5-3 мм.
• Располагается на участке между конденсатором и испарителем.

При изготовлении часто применяется медь. Основное требование заключается в высокой степени герметизации.

Фильтр-осушитель

Холодильник устроен так, чтобы состояние рабочего газа было неизменным. В некоторых случаях в него может попадать влага, которая удаляется специальным фильтром. Его особенности следующие:

• В качестве фильтра выступает трубка, диаметр которой составляет 10-20 мм.
• Концы этого элемента вставляются в капиллярную трубку и конденсатор. При этом обеспечивается высокая степень герметизации.
• Внутри устройства расположен цеолит, который представлен минеральным наполнителем с пористой структурой. Избежать попадания элемента в систему производители смогли за счет установки сетки.

Даже при длительной эксплуатации проводить замену фильтрующего элемента не приходится. Некоторые производители предусматривают возможность разборки фильтра для удаления старого материала и размещения нового.

Докипатель

Подобный элемент представлен металлической емкостью, которая устанавливается между входом компрессора и испарителем. Среди особенностей докипателя можно отметить следующее:

Техникой какого производителя пользуетесь дома?Poll Options are limited because JavaScript is disabled in your browser.

• Bosch 16%, 1601 голос

  1601 голос 16%

  1601 голос — 16% из всех голосов

• Samsung 15%, 1519 голосов

  1519 голосов 15%

  1519 голосов — 15% из всех голосов

• LG 13%, 1371 голос

  1371 голос 13%

  1371 голос — 13% из всех голосов

• Indesit 6%, 650 голосов

  650 голосов 6%

  650 голосов — 6% из всех голосов

• Atlant 6%, 617 голосов

  617 голосов 6%

  617 голосов — 6% из всех голосов

• Electrolux 6%, 573 голоса

  573 голоса 6%

  573 голоса — 6% из всех голосов

• Beko 3%, 357 голосов

  357 голосов 3%

  357 голосов — 3% из всех голосов

• Philips 3%, 357 голосов

  357 голосов 3%

  357 голосов — 3% из всех голосов

• Ariston 3%, 342 голоса

  342 голоса 3%

  342 голоса — 3% из всех голосов

• Xiaomi 3%, 279 голосов

  279 голосов 3%

  279 голосов — 3% из всех голосов

• Haier 3%, 261 голос

  261 голос 3%

  261 голос — 3% из всех голосов

• Redmond 2%, 207 голосов

  207 голосов 2%

  207 голосов — 2% из всех голосов

• Gorenje 2%, 174 голоса

  174 голоса 2%

  174 голоса — 2% из всех голосов

• Karcher 2%, 165 голосов

  165 голосов 2%

  165 голосов — 2% из всех голосов

• Candy 2%, 159 голосов

  159 голосов 2%

  159 голосов — 2% из всех голосов

• Siemens 2%, 158 голосов

  158 голосов 2%

  158 голосов — 2% из всех голосов

• Midea 2%, 156 голосов

  156 голосов 2%

  156 голосов — 2% из всех голосов

• Whirlpool 1%, 150 голосов

  150 голосов 1%

  150 голосов — 1% из всех голосов

• Liebherr 1%, 145 голосов

  145 голосов 1%

  145 голосов — 1% из всех голосов

• Hansa 1%, 145 голосов

  145 голосов 1%

  145 голосов — 1% из всех голосов

• Zanussi 1%, 132 голоса

  132 голоса 1%

  132 голоса — 1% из всех голосов

• Vitek 1%, 113 голосов

  113 голосов 1%

  113 голосов — 1% из всех голосов

• AEG 1%, 88 голосов

  88 голосов 1%

  88 голосов — 1% из всех голосов

• Dyson 1%, 76 голосов

  76 голосов 1%

  76 голосов — 1% из всех голосов

• Thomas 1%, 67 голосов

  67 голосов 1%

  67 голосов — 1% из всех голосов

• Scarlett 1%, 62 голоса

  62 голоса 1%

  62 голоса — 1% из всех голосов

• Nord 1%, 60 голосов

  60 голосов 1%

  60 голосов — 1% из всех голосов

• Miele 1%, 54 голоса

  54 голоса 1%

  54 голоса — 1% из всех голосов

• Zelmer 1%, 53 голоса

  53 голоса 1%

  53 голоса — 1% из всех голосов

• iRobot 0%, 51 голос

  51 голос

  51 голос — 0% из всех голосов

• BBK 0%, 44 голоса

  44 голоса

  44 голоса — 0% из всех голосов

• DeLonghi 0%, 42 голоса

  42 голоса

  42 голоса — 0% из всех голосов

• Kuppersberg 0%, 37 голосов

  37 голосов

  37 голосов — 0% из всех голосов

• Smeg 0%, 21 голос

  21 голос

  21 голос — 0% из всех голосов

• iLife 0%, 10 голосов

  10 голосов

  10 голосов — 0% из всех голосов

Всего голосов: 10296

Голосовало: 6018

22.01.2020

×

Вы или с вашего IP уже голосовали.

• Устройство применяется для доведения фреона до кипения.
• При высокой температуре происходит испарение активного вещества.

Докипатель служит для защиты всей системы от попадания жидкости. Это связано с тем, что жидкость может стать причиной поломки устройства.

Термостат

Практически все холодильники снабжаются терморегулятором. Этот элемент предназначен для изменения температуры внутри основной или морозильной камеры. Особенности термостата следующие:

• Контролирует температуру внутри холодильника.
• Выступает в качестве регулирующего элемента.

Современный термостат позволяет указывать температуру с высокой точностью. При этом регулирующий блок электронный, основная информация отображается на аналоговом или ЖК-дисплее.

Как работает холодильник

Принцип действия современного оборудования предусматривает выполнение двух основных операций. Они следующие:

• Вывод тепловой энергии, которая исходит от хранящихся продуктов. Корпус создается герметичным, поэтому естественное рассеивание тепла практически не происходит. Если не отводить тепло, то есть вероятность возникновения парникового эффекта.
• Концентрация холода внутри устройства. Для этого снижается температура при применении различных веществ.

Отбор тепла осуществляется за счет хладагента, в качестве которого применяется фреон. Простыми словами, это вещество выступает в качестве расходного материала, который приходится время от времени заменять.

Абсорбционный тип

Для новичка принцип действия рассматриваемого оборудования не прост в понимании. Устройства абсорбционного типа, где вещество циркулирует и испаряется, работают на основе применения аммиака. Ключевые особенности следующие:

• В охлаждающую систему часто добавляется хромат натрия и водород, которые предназначены для регулирования давления.
• При подаче энергии происходит нагрев жидкости.
• При нагреве осуществляется испарение аммиака, конденсат переходит в жидкость.
• На момент испарения происходит снижение температуры до -4°С.

Достоинством подобных устройств является бесшумность работы. Применяемое вещество оказывает негативное воздействие на окружающую среду.

Саморазмораживающийся тип

В подобных холодильниках разморозка проходит в автоматическом режиме. Все устройства разделяют на два основных типа:

• Капельное.
• Ветреное.

Капельные характеризуются тем, что испаритель находится в задней части устройства. На момент работы образуется иней, который при оттаивании стекает вниз по специальным желобам. Компрессор из-за нагрева до высокой температуры испаряет жидкое вещество.

Ветреная установка снабжается специальным элементом, который задувает внутрь корпуса холодный воздух. На момент оттаивания вещество стекает по специальным желобам в приемник.

Промышленные холодильники

Промышленные модели отличаются от бытовых высокой мощностью морозильного узла и большими размерами камеры.

Мощность двигателя может составлять несколько десятков киловатт, при этом рабочая температура может составлять +5…-50°С.

Оборудование рассматриваемой категории предназначено для глубокой заморозки большого количества продуктов. При этом объем камер может составлять от 5 до 5000 т. Устанавливается промышленное оборудование на заготовительных и перерабатывающих предприятиях.

Инверторный тип

Инвертор устанавливается для аккумуляции и преобразования постоянного тока в переменный. Это позволяет проводить плавную регулировку оборотов вала двигателя. Особенности инверторного холодильника заключаются в нижеприведенных моментах:

• При включении устройства в агрегате температура набирается за короткий промежуток времени. Для этого корпус создается с использованием изоляционного материала.
• На момент достижения требуемой температуры устройство переходит в режим ожидания. Это позволяет снизить расходы на электроэнергии и существенно продлить эксплуатационный срок устройства.

При повышении температуры срабатывает датчик, после чего скорость вращения вала повышается до требуемого значения.

Принципиальная электрическая схема холодильника

Современное оборудование снабжается большим количеством элементов, которые применяются для создания электрической схемы. Принципиальная электросхема холодильника представлена:

• Терморегулятором. Этот элемент может быть электрическим или механическим, предназначение заключается в установке требуемой температуры.
• Кнопкой принудительного отключения для оттаивания устройства. Этот элемент выступает в качестве замка, которым можно разорвать сеть.
• Реле тепловой защиты, которая исключает вероятность перегрева. Оно срабатывает в автоматическом режиме.
• Электрический мотор-компрессор. Это устройство является важным конструктивным элементом, который обеспечивает циркуляцию жидкости.
• Пусковое реле. Оно отвечает за подачу энергии.

Сложная электрическая схема холодильника представлена и другими элементами, за счет которых обеспечивается дополнительная функциональность.

Приведенная информация указывает на то, что холодильник представлен сложной системой, которая обеспечивает снижение температуры и ее поддержание на заданном показателе. При этом много внимания уделяется изоляции корпуса, для чего применяются специальные материалы. Некоторые электрические схемы холодильников включают дисплей и электронный блок управления, которые повышают комфорт в применении.

как работает устройство, схема конденсатора, как утроен испаритель принципиально

Холодильник является неотъемлемой частью современного быта

Первый в мире холодильник появился в Америке, в 1805 году. Однако устройство не было признано, и лишь в начале двадцатого века изобрели прибор, который затем был одним из первых запатентован как холодильник, и положил начало всему холодильному оборудованию. Чтобы охладить предмет до температуры ниже той, которая внешне, требуется искусственное охлаждение с затратой определенного показателя энергии. Для данного метода искусственного охлаждения и изобретены специальные машины, которые отбирают тепло у охлаждаемых объектов и передают его за пределы обрабатываемого пространства. В результате поглощения тепла образовывается холодная среда. Соответственно данного принципа работают все холодильники.

Содержание материала:

Устройство холодильника: из чего состоит прибор

Устройство, состав и принцип работы холодильника, в школе немного изучает предмет физика, вот только не каждый взрослый имеет представление о том, как работает этот аппарат. Анализ и изучение основных технических аспектов даст возможность в быту продлить срок эксплуатации, а так же обезопасить работу обычного холодильного шкафа для дома.

Охлаждение в холодильнике происходит за счет отвода тепла наружу

Устройство холодильника проще всего рассматривать на базе прибора компрессионного образца. Ведь сегодня в быту чаще всего используются только такие аппараты.

Вообще холодильные устройства бывают двух типов: абсорбционные и компрессионные. На сегодняшний день более широкое применение имеют, как мы знаем, компрессионные модели холодильников, в которых циркуляция хладагента запускается принудительно, с помощью работы мотора-компрессора.

Обычный холодильник состоит из следующих элементов:

• Компрессора, устройства, которое с помощью поршня толкает хладагент (специальный газ), создавая на разных участках системы различное давление;
• Испарителя, емкости, которая имеет сообщение с компрессором, и в которую попадает уже разжиженный газ, вбирающий тепло внутри холодильной камеры;
• Конденсатора, емкости, где сжатый газ отдает свое тепло окружающему пространству;
• Терморегулирующего вентиля, устройства, которое поддерживает необходимое давление хладагента;
• Хладагента, смеси газов (чаще всего это фреон), которая при воздействии работы компрессора циркулирует поток в системе, отдавая и забирая тепло на разных участках цикла.

Самым важным моментом в работе именно компрессионного агрегата является то, что он не производит холод как таковой, а охлаждает пространство вследствие вбирания тепла внутри устройства, и переправки его наружу. Данную функцию выполняет фреон. Он, попадая в испаритель, состоящий из алюминиевых трубок, а бывает и спаянных между собой пластинок, испаряется и поглощают тепло. В холодильниках старого поколения корпус испарителя является одновременно корпусом морозильной камеры. Поэтому, при размораживании этого пространства нельзя пользоваться острыми вещами для удаления льда. Если вы нечаянно повредите испаритель, весь фреон выветрится. Без него холодильник работать не будет, и потребуется дорогостоящий ремонт.

Как работает холодильник: принцип работы устройства

Под воздействием компрессора испарившиеся пары фреона выходят из испарителя и переходят в пространство конденсатора (систему из трубок, располагающуюся внутри стенок, а так же на задней части устройства). В этом конденсаторе хладагент относительно быстро остывает и постепенно становится жидким. Двигаясь в испаритель, газовая смесь сушится в фильтре-осушителе, а затем проходит сквозь капиллярную трубку. При входе в испаритель, увеличиваясь во внутреннем диаметре трубки давление резко падает, и газ превращается в парообразное состояние. Такой цикл повторяется столько, пока внутри устройства не будет достигнута заданная температура.

Некоторые холодильники имеют раздельные контуры для каждой камеры

Как работает холодильник, должен знать каждый его владелец. Это даст возможность избежать непредвиденных проблем с устройством, и вовремя реагировать на возможные сбои в его работе.

В холодильниках со встроенной системой Ноу Фрост («без инея»), имеется только один испаритель. Он спрятан в морозилке под пластиковой стенкой. От него холод передается с помощью вентилятора. Тот, в свою очередь, расположен за испарителем. Сквозь технологические отверстия поток холодного воздуха попадает в морозильную, а потом и в холодильную камеру. Для того, чтобы оправдать такое название холодильник с системой «no frost» оборудован программой оттаивания. Это значит, что несколько раз в сутки в устройстве срабатывает таймер, который активизирует нагревательный элемент под испарителем. Произведенная жидкость испаряется за пределы холодильника.

Для определения холодопроизводительности, применяются следующие «стандартные» показатели температурного режима:

• Температура кипения хладагента в испарителе должна быть на уровне пятнадцать градусов по Цельсию ниже нуля;
• Конденсация достигается при температуре в пределах минус тридцать градусов соответственно шкалы по Цельсию;
• Всасывание паров хладагента происходит при пятнадцати градусах по Цельсию.

Жидкий хладагент перед регулирующим вентилем имеет температуру 32 градуса по Цельсию.

Схема холодильника: чертеж устройства и рабочий узел

Ни одна хладопроизводящая конструкция не смогла бы работать без правильно разработанной схемы, в которой определены все элементы и последовательность их взаимодействия.

Схема холодильника не является исключением. Только разобравшись досконально в чертежах, вы по-настоящему сможете понять принцип работы холодильного оборудования.

На самом деле процесс охлаждения происходит совсем не так, как мы привыкли считать. Холодильники не производят холод, а поглощают тепло, и из-за этого пространство внутри устройства лишено высоких температур. Схема холодильника включает в себя все элементы устройства, которые участвуют в обеспечении охлаждения воздуха внутри устройства, и последовательность действий данного механизма.

В основном надежность холодильника зависит от качества компрессора

Из изображения на схеме можно понять следующее:

1. Фреон попадает в камеру для испарения, и проходя сквозь нее забирает из холодильного пространства тепло;
2. Хладагент перемещается в компрессор, а тот, в свою очередь, перегоняет его в конденсатор;
3. Проходя сквозь вышеуказанную систему, находящихся в холодильнике фреон, остывает, и превращается в жидкое вещество;
4. Остывавший хладагент попадает в испаритель, и во время прохода в трубку большего диаметра, превращается в газообразную смесь;
5. После этого он вбирает тепло из холодильной камеры вновь.

Данный принцип работы присущ всем холодильным установкам компрессионного типа.

Конденсатор холодильника: какие задачи он выполняет

Хладагент во время работы нагревается, так же как и перед тем, как ему поступить в конденсатор. Однако, после прохождения данного конденсатора хладагент охлаждается. Поэтому, можно сказать, что конденсатор – это трубопровод, который обычно выглядит как змеевик. Именно сюда и поступают пары хладагента. На змеевик могут оказывать влияние многие окружающие факторы, такие, как воздух. В холодильных больших размеров, для этих целей может использоваться вода.

Конденсатор периодически требует наружной очистки, так как ухудшается процесс теплообмена

Конденсатор холодильника выполняет роль охлаждения горячих паров хладагента. В маленьких холодильниках этот эффект достигается с помощью воздуха, в больших ему помогает справляться с работой вода.

Почти все холодильники сегодня, например, Самсунг, Атлант или Индезит обладают грамотным составом компонентов. В них встроены надежные конденсаторы. Однако, даже они при неправильном использовании могут выйти из строя. Устранить эту проблему могут только специалисты.

Разновидности конденсаторов в холодильниках:

• Боковой. Данный вид конденсаторов крепиться сбоку устройства и имеет ряд как преимуществ, так и недостатков.
• Конденсатор может находиться в устройстве снизу. Такой тип устройств работает быстрее, но очень быстро засоряется.
• Модели с пластинчатыми ребрами. Они обладают воздушным охлаждением.

Вне зависимости от типа конденсатора, который находится у вашей модели, постарайтесь держать его в порядке для недопущения поломок.

Важная деталь холодильника: испаритель

Продолжая разбираться в том, как устроен холодильник, рассмотрим его одну из главных составляющих – испаритель, или простыми словами – теплообменник.

В современных бытовых холодильниках испаритель интегрирован в заднюю стенку

Испаритель холодильника, в современных моделях который называют плачущий, очень важная и хрупкая деталь. Если по неосторожности вы повредите данный предмет, то восстановить работу холодильного агрегата будет не так уж и просто.

Строение данного прибора способствует передаче тепла от охлаждаемого элемента к испаряющемуся. Принципиальная разница между конденсатором и испарителем в том, что в первом устройстве хладагент выделяет окружающей среде тепло, а второй поглощает его, забирая из охлаждаемой среды.

Испарители в бытовых холодильниках бывают:

• Ребристотрубные;
• Листотрубные.

Изготавливают это важный элемент устройства в основном из стали или алюминия. Правильная работа испарителя – главный залог успеха работы всего прибора.

Принцип работы холодильника (видео)

Назначение бытового однокамерного или двухкамерного холодильника и морозильника, а может и холодильника-рефрижератора – обеспечивать продуктам питания необходимую для длительного их хранения, температуру. Современные холодильники оборудованы компрессором, из-за этого данный вид устройств называют компрессионный. Все составные части агрегата очень важны, поэтому пользоваться данным прибором нужно с осторожностью.

Примеры испарителя холодильника (фото)

устройство, компрессора, электрическая схема, как устроен, для новичка, простыми словами, действия, бытового, принципиальная

Холодильник — устройство повседневной эксплуатации, которое является неотъемлемым атрибутом жизни современных людей. Оно используется для продолжительного хранения продуктов питания. Но многие пользователи не вникают в устройство холодильника и даже не знают, как он работает.

Как устроен холодильник

Чтобы разобраться, как работает холодильник, достаточно ознакомиться с его конструктивным исполнением. В устройстве оборудования присутствуют следующие узлы:

1. Электромотор.
2. Испаритель.
3. Конденсатор.
4. Капиллярная трубка.

Еще в холодильной камере используется фильтр, осушитель и докипатель.

Испаритель

Интересуясь, как устроен холодильник, необходимо обратить внимание на такую деталь, как испаритель. Он производится из алюминия в форме спирали. В одной камере может устанавливаться как 1, так и 2 испарителя. В первом случае деталь закрепляют в перегородке между морозилкой и основной камерой. Если 2 детали, то одну устанавливают сверху холодильной камеры, а вторую — в верхней части морозилки.

Испаритель отвечает за забор тепловой энергии из холодильного и морозильного отделений, сохраняя только холод. Принцип его работы построен на циркуляции хладагента — фреона.

Во время закипания вещество забирает тепловой потенциал и передает его системе охлаждения.

Размещение спирали выбрано таким методом, что теплый воздух всегда направляется вверх и взаимодействует с телом испарителя. Спираль отвечает за всасывание тепловой энергии и сохранение холодного воздуха внутри устройства. По этому принципу производится охлаждение.

Фильтр осушитель

Электросхема холодильника и принцип работы предусматривают циркуляцию фреона по контуру холодильника. Если отследить движение хладагента, то можно увидеть, как он переходит из газообразного состояния в жидкость. На входе в капиллярную трубку находится фильтр-осушитель, представляющий собой миниатюрный патрон из меди с вытянутыми концами. На них находятся отверстия со впаянным трубопроводом.

Задача фильтра заключается в удалении влаги с рабочего газа. Диаметр медной трубки составляет 10-20 мм. Концы трубки герметично соединены с капиллярной трубкой и конденсатором.

В фильтре-осушителе используется односторонний принцип действия, поэтому деталь не может работать на обратном режиме. В случае неправильного монтажа детали она может выйти из строя.

В трубке закреплен цеолит — специальный наполнитель минерального происхождения с высокопористой структурой. На 2 концах трубки можно увидеть заграждающие сетки.

В месте установки конденсатора есть металлическая сетка с ячейками до 2 мм. Со стороны капиллярной трубки находится синтетическая сетка с размерами ячеек около 0,1 мм.

Электродвигатель

Принцип работы холодильника предусматривает монтаж электрических двигателей. Они выпускаются с напряжением в 127 или 220 В. При нормальных нагрузках прибор функционирует циклично, т.е. запускается и отключается через заданный интервал. Этот временной промежуток получил название коэффициент рабочего времени. Чем он выше, тем больше расходует энергии прибор.

Основными составляющими двигателя являются компрессор и электромотор.

Последний отвечает за преобразование электрической энергии в механическую. В схеме работы холодильника упоминается, что электромотор состоит из 2 основных узлов:

1. Статора.
2. Ротора.

Под корпусом статора находятся медные катушки. Ротор выполнен в виде стального вала и совмещен с поршневыми узлами мотора.

Когда двигатель взаимодействует с электрической сетью, в катушках происходит электромагнитная индукция, которая провоцирует появление крутящего момента. Под воздействием центробежной силы ротор начинает вращаться.

При движении ротора мотора поршень перемещается линейным образом. Его передняя стенка выполняет сжатие и разряжение фреона до оптимального состояния.

В современных холодильниках принцип работы и внутреннее устройство предполагают размещение электромотора внутри компрессора. Эта электрическая схема препятствует самовольной утечке газа.

Чтобы исключить чрезмерные вибрации холодильника, двигатель устанавливают на пружинистой подвеске из металла. Деталь закрепляют с внутренней или наружной стороны прибора. В прогрессивных моделях пружина находится внутри двигателя, что обеспечивает эффективное подавление вибраций во время работы оборудования.

Капиллярная трубка

Изучая электрические схемы холодильников, можно увидеть такую деталь, как капиллярную трубку. Она отвечает за снижение давления газа и обладает диаметром от 1,5 до 3 мм. Деталь находится между конденсатором и испарителем.

Кто производитель вашего холодильника?Poll Options are limited because JavaScript is disabled in your browser.

Докипатель

В принципиальном устройстве и принципе работы бытового холодильного оборудования упоминается наличие докипателя. Он выполнен в виде небольшого металлического резервуара, который закреплен на участке между входом в устройство компрессора и испарителя. Назначение детали заключается в доведении хладагента до кипения с последующим испарением.

Средство препятствует проникновению жидкости и выходу оборудования из строя.

Конденсатор

Конденсатор — это змеевидный трубопровод (простыми словами змеевик) диаметром около 5 мм. Изделие отводит тепловую энергию от рабочей жидкости в окружающую среду и находится на задней внешней поверхности холодильника.

Принцип работы

Принцип работы холодильника заключается в следующем:

1. Тепловая энергия передается из камеры в окружающую среду.
2. Холод концентрируется внутри корпуса.

Чтобы отобрать тепло, необходимо применить хладагент, который называется фреоном. Этот газообразный состав состоит из этана, хлора и фтора. Он может переходить в жидкое состояние и газообразное. Это случается при скачках давления.

Компрессор холодильника всасывает хладагент внутрь. В системе используется электрический двигатель, который запускает вращение поршня. Этот механизм вызывает сжатие газа.

Процесс разделен на 2 этапа:

1. Изначально поршень движется в возвратном направлении, а когда он смещается, происходит открытие впускного клапана.
2. Затем поршень движется в обратном направлении, сжимая газообразное вещество. Сжатый хладагент воздействует на пластину выпускного клапана, что приводит к резкому скачку давления. В результате газ нагревается до +100 °C, а клапан открывается и выпускает его наружу.

Подогретое вещество направляется в конденсатор, а затем передается в окружающую среду. При передаче тепла запускается конденсация газа, а фреон приобретает состояние жидкости.

Саморазмораживающийся

Модели с саморазмораживающейся функцией выполняют цикл разморозки в автоматическом режиме. Всего есть 2 типа таких систем:

1. Капельная.
2. Ветреная (No frost).

В оборудовании с капельной функцией испаритель размещается сзади аппарата. Когда устройство работает, сзади на стенке появляется иней. В процессе размораживания наледь перемещается по желобам в нижнюю секцию холодильника. По мере нагревания компрессора происходит испарение жидкости.

В моделях с такой системой воздух от испарителя передается внутрь камеры с помощью вентилятора. Затем он стекает по желобкам в специальный отсек.

Слово «ноу фрост» ничего не говорит для новичков. Поэтому при ознакомлении с принципом действия холодильника необходимо уточнить, как работает система No frost и что это такое.

Инверторный

Компрессорные установки в инверторных холодильниках выполняют аккумуляцию и преобразование постоянного тока в переменный с номинальным напряжением в 220 В. Принцип их действия заключается в плавном изменении оборотов двигательного вала.

Когда холодильник запускается, инвертор достигает требуемого количества оборотов для поддержания нормального температурного режима под корпусом. После этого оборудование переходит в стадию ожидания. По мере повышения температуры происходит срабатывание датчика, а скорость вращения растет.

Абсорбционный

Специфика работы абсорбционных моделей сводится к бесперебойной циркуляции и испарению фреона в жидком состоянии. Его роль выполняет аммиак, а в качестве поглотителя (абсорбента) используется водный аммиачный состав.

В системе охлаждения присутствует хромат натрия и водород. Первый обеспечивают защиту стенок от коррозийных процессов, а второй регулирует давление в системе.

Когда оборудование подключается к электроснабжению, кипятильник нагревает рабочий состав, размещенный в специальной емкости. После этого сжиженный хладагент передается испарителю и соединяется с водородом. Из-за разности давлений 2 составов аммиак испаряется.

Охлажденное вещество отнимает тепловую энергию извне.

Промышленные

Промышленное оборудование отличается от бытового показателями мощности и габаритами камер охлаждения. Производительность холодильников достигает нескольких десятков кВт, а рабочий температурный диапазон морозилок варьируется в пределах +5…-50 °C.

Промышленные агрегаты используются для эффективного охлаждения и глубокой заморозки продуктов. Объем камеры варьируется от 5 до 5 тыс. т. Основные сферы применения — предприятия по заготовке и переработке продуктов.

Принципиальная электрическая схема

В электрической схеме холодильника используется 2-проводная концепция. Система работает от бытовой сети однофазного тока с помощью штепсельной вилки. В составе используется дополнительный контур заземления. Компрессор управляется с помощью терморегулятора — защитного реле со встроенным температурным датчиком. Устройство автоматически передает питание во время прогревания камеры. Когда воздух охлаждается, оно отправляет сигнал остановки ротора.

Как работает холодильник — обычный и ноу фрост

Бытует мнение, что разобраться в устройстве холодильника невозможно. Ведь это сложная техника со множеством деталей. Но разобраться, как работает холодильник, не так сложно. Если понимать его устройство, можно быстрее разобраться в функционале.

Как устроен

Конструкция зависит от производителя и конкретной модели. Так, у популярных холодильников от брендов Атлант, Stinol и Indesit основная работа лежит на компрессорах. Эти элементы запускают охлаждение в каждом из отсеков. Помимо компрессора есть и другие составные части:

1. Конденсатор. Существуют два типа: инвенторные и линейные. Поскольку запускается мотор, фреон начинает свое движение по системным трубам.
2. Испаритель. Здесь фреон становится газом. Притом выбрасывается большое количество теплоэнергии. Трубки в отсеке охлаждаются так же, как и воздух в камере.
3. Вентиляционная система. Нужна для поддержания заданного давления в хладагенте.
4. Хладагент. По-другому называется газом-фреоном или изобутаном. Нужен для стабильной циркуляции системы. Благодаря этому создается охлаждение в отсеках.

Важно запомнить, что сама техника не вырабатывает холод. Охлаждение происходит за счет того, что тепло поступает и затем отдается в окружающее пространство. Далее активизируется фреон, который приходит в испаритель. На этом этапе тепло поглощается. Оно становится парообразным. Наступает черед поршня мотора. Последний этап заключается в том, что хладагент превращается в жидкость.

Работа холодильника

Важно! Для установления температурного режима необходимо научиться пользоваться терморегулятором. Если у модели электронное управление, достаточно выбрать значение на дисплее. Многие современные холодильники имеют такой тип управления (Samsung, Bosch, LG).

Как работает обычный холодильник

Бытовой прибор работает за счет двух операций:

• тепловая энергия выводится в окружающее пространство;
• холод концентрируется внутри корпуса.

Чтобы тепло отбиралось правильным образом, используется фреон. Он является газообразным веществом. В его состав входят этан, хлор и фтор. Данные вещества позволяют фреону переходить из одного физического состояния в другое.

Сначала компрессор засасывает хладагент. Во внутренней системе начинает работать электрический мотор. Поршень приводится в движение благодаря двигателю. Газ сжимается, когда поршень меняет положение.

Сначала поршень возвращается в первоначальное положение, а затем движется обратно. При этом резко повышается давление. фреон сжимается, происходит давление на выходной клапан. Последний открывается и выпускает пары газа.

Затем фреон поступает в конденсатор, или теплообменник. Во время этого процесса часть тепла отдается наружу. Когда конденсатор приходит в конечную точку, температура уменьшается до 55 градусов. Изменения можно отследить по термостату.

Принцип работы холодильника

Как работает ноу фрост

Дословно выражение ноу фрост переводится как «без инея». Объяснить принцип работы можно простыми словами. В устройстве есть вентилятор. Он нужен для передачи холода от испарителя. Потом этот холод отправляется в морозильный отсек. На некоторое время он остается там, а позже переходит в сам холодильник.

Поскольку воздух циркулирует, температура распределяется равномерно по устройству. Для очистки прибора от льда встроен нагревательный элемент. Он находится под испарителем. Как только нагреватель включается, вода поступает наружу. Включение происходит несколько раз в день.

Подпишись на Техносовет в социальных сетях, чтобы ничего не пропустить:

Как работает холодильник? — Физика для детей

Принцип работы холодильника и холодоснабжения

Ранее пищу консервировали традиционными методами, такими как соление и маринование, которые не всегда были практичными. В настоящее время для хранения продуктов используются холодильники.

Они могут сохранять пищу в течение длительного времени, сохраняя ее прохладной.

Этот процесс охлаждения предотвращает нападение бактерий и порчу пищи, что, в свою очередь, снижает потери пищи.

Холодильник работает по 2 основным принципам

1) При испарении жидкость поглощает тепло из окружающих областей. (Например, после принятия ванны, если вы стоите на солнце, вам становится холодно, потому что вода испаряется и поглощает тепло вашего тела.)
2) Обратное происходит, если газ сжимается. То есть газ выделяет тепло, когда превращается в жидкость. (Например, циклический насос нагревается при заполнении велосипедной шины воздухом, потому что воздух сжимается).

Холодильник из 6 частей

1. Теплообменные трубы — Эти змеевики находятся внутри и снаружи холодильника, они переносят хладагент из одной части холодильника в другую.
2. Хладагент — Это вещество, которое испаряется в холодильнике, вызывая отрицательные температуры.
3. Расширительный клапан — Расширительный клапан, состоящий из тонкого медного змеевика, снижает давление на жидкий хладагент.
4. Компрессор — Компрессор — это металлический предмет, который сжимает хладагент, повышая давление и, в свою очередь, температуру газа.
5. Конденсатор — Конденсатор конденсирует, то есть преобразует хладагент в жидкую форму, снижая его температуру.
6. Испаритель — Испаритель поглощает тепло холодильника с помощью испаряющегося жидкого хладагента.

Как работают холодильники?

• Хладагент сжимается до высокого давления, что приводит к повышению температуры.
• Этот газ затем проходит через теплообменные трубы, где он теряет большую часть своего тепла в окружающую среду, что вызывает охлаждение хладагента.
• Затем он проходит через конденсатор, который превращает газ в жидкую форму. Это происходит потому, что в этом конденсаторе температура хладагента продолжает снижаться, но давление остается прежним.
• Затем хладагент достигает расширительного клапана, где происходит резкое снижение давления, в результате чего хладагент расширяется и испаряется.
• Это дополнительно снижает температуру.
• Испарение хладагента происходит в испарителе, который поглощает тепло от пищи и воздуха в холодильнике, что сохраняет пищу прохладной.
• Здесь используется второй закон термодинамики.
• Этот закон гласит: Когда 2 поверхности с разной температурой соприкасаются друг с другом, поверхность с высокой температурой охлаждается, а поверхность с более низкой температурой нагревается.
• Это заставляет хладагент снова нагреваться с образованием газа.Затем этот газ снова поступает в компрессор, и весь процесс повторяется снова.

Ищете больше статей и видео по физике? Перейти: Физика для детей.

Как работает холодильник и потребляет энергию —

Как работает холодильник и потребляет энергию

Как и вся электроника, в холодильниках используется энергия. Как мы обсуждали в нашей серии Energy Action Month, есть способы сэкономить энергию, отключая электронику, когда мы ее не используем, отсоединяя ее от сети, чтобы предотвратить действие вампира, и даже устанавливая температуру на термостатах в непиковые часы.Однако у нас нет такой роскоши с холодильниками; они должны работать 24 часа в сутки, 365 дней в году, чтобы выполнять свою работу должным образом.

В то время как на охлаждение приходится от 4 до 6 процентов энергопотребления всех коммерческих зданий, оно играет гораздо большую роль в сегментах общественного питания (16,4 процента) и продажи продуктов питания (47,4 процента). Но независимо от того, какой процент использования энергии используется, неэффективный холодильник тратит впустую энергию, а значит, и деньги.

Как работает холодильник?

Холодильники используются для создания холодной среды, чтобы продукты питания и другие продукты оставались жизнеспособными и безопасными.Звучит достаточно просто; закачайте немного холодного воздуха в коробку, и все готово. Но на самом деле это работает не так. Цикл охлаждения на самом деле заключается в отводе тепла из окружающей среды, а не в подаче в нее холодного воздуха. В холодильном цикле хладагент испаряется и сжижается, протекая по трубам как средство передачи тепла. Вот как это работает:

1. Холодный жидкий хладагент течет в змеевики испарителя, которые находятся внутри холодильника.Вентилятор испарителя забирает воздух из холодильника и обдувает змеевики испарителя. Жидкий хладагент поглощает тепло из воздуха, и воздух с более низкой температурой возвращается обратно в холодильник, охлаждая его. Жидкий хладагент начинает испаряться, когда нагревается и движется к компрессору.
2. Компрессор сжимает хладагент, что повышает температуру газа. Затем газ прокачивается через змеевики конденсатора.
3. В конденсаторе через змеевики обдувается вентилятор, охлаждающий газ и отводящий тепло из холодильника наружу.При выделении тепла хладагент снова превращается в жидкость.
4. Затем жидкость поступает в расширительное устройство, которое регулирует поток хладагента. Он снижает давление, которое превращает часть его в газ. Это выделение дополнительного тепла делает жидкость еще холоднее, поскольку она течет в испаритель. И здесь цикл начинается снова, поглощая тепло изнутри холодильника.

Как холодильник потребляет энергию?

В холодильнике есть три компонента, потребляющих энергию: компрессор, вентилятор конденсатора и вентилятор испарителя.

• Компрессор использует электричество для прокачки хладагента по холодильному циклу. Компрессор может выключиться, когда в холодильнике достигнута правильная температура. Если температура начинает немного повышаться, компрессор снова включается и прокачивает хладагент через контур.
• Двигатель вентилятора конденсатора использует электричество для работы и должен быть включен, когда компрессор работает и перекачивает хладагент через змеевики конденсатора. Вентилятор конденсатора отвечает за охлаждение хладагента по мере его прохождения через змеевики конденсатора, отвод тепла, накопленного внутри коробки, и возврат хладагента в жидкость.
• Двигатель вентилятора испарителя всегда работает, даже если компрессор и вентилятор конденсатора выключены. Вентилятор испарителя отвечает за поддержание постоянного потока воздуха в холодильной камере. Он должен поддерживать движение и обтекание змеевиков испарителя воздухом, чтобы хладагент мог поглощать тепло из бокса.

Чем дольше протекает цикл охлаждения, то есть чем дольше работает компрессор, тем больше энергии потребляет холодильник. И что заставляет компрессор включаться, НАГРЕВ.

Итак, есть два основных направления для снижения энергопотребления холодильника: уменьшение проникновения тепла в вашу систему и обеспечение эффективной работы всех ваших компонентов.

Ознакомьтесь с нашими связанными статьями, чтобы узнать, как это сделать при техническом обслуживании и модернизации.

Категории: Энергетические решения, HVACR

Помечено как: Энергоэффективность, Холодильное оборудование

Как работает холодильник? Понимание вашей Walk-in

Эван Лифи

Вы когда-нибудь задумывались, «как работает холодильник?» Хотя ракетостроение и квантовая физика ужасно трудны и сложны для понимания, понять, как работает холодильник, относительно просто и понятно.Вы можете понять, как работает холодильник, изучив закон идеального газа, фазовые переходы (жидкость в газ и наоборот), четырехступенчатый цикл охлаждения и основные компоненты холодильника. Понимание основ механики важного оборудования может помочь вам диагностировать проблемы на ранней стадии и сэкономить на ремонте и техническом обслуживании.

Понимание закона об идеальном газе

PV = nRT . Звонит ли это в колокола из школьных уроков естествознания? Это закон идеального газа.P представляет собой давление, V — объем, а T — температуру. N — количество газа, R — постоянная величина. Нам не нужно беспокоиться о n и R, чтобы понять цикл охлаждения.

Наиболее важно отметить, что по мере увеличения P в левой части уравнения, T увеличивается в правой части уравнения. Если вы увеличиваете давление, вы увеличиваете температуру. Если вы уменьшите давление, вы уменьшите температуру. В холодильном оборудовании давление увеличивается и уменьшается за счет изменения объема.По мере уменьшения объема давление и температура увеличиваются. По мере увеличения объема давление и температура уменьшаются.

Пример

Подумайте о накачке велосипедной шины. Когда вы нажимаете на насос, объем воздуха уменьшается, а давление этого воздуха увеличивается. Это повышенное давление заставляет воздух попадать в камеру велосипедной шины. Если вы будете качать много раз, основание помпы нагреется. Следовательно, насос нагревается, потому что давление воздуха внутри насоса увеличивается.Это повышенное давление приводит к повышению температуры согласно закону идеального газа.

Схема работы холодильного оборудования

Фазовые переходы

В основе любой холодильной системы лежит некий базовый химический процесс: фазовые переходы. В химии «фаза» также известна как состояние вещества. Хотя существует четыре состояния материи, нам нужно понять только три из них, чтобы понять охлаждение: твердое, жидкое и газообразное. Прежде чем углубляться в каждый отдельный шаг, мы сосредоточимся на общем обзоре.Поскольку этот процесс представляет собой цикл, теоретически мы можем начать с любого шага. Возможно, вам придется прочитать это несколько раз!

1. Хладагент в жидкой фазе поступает в холодильник и морозильную камеру.
2. По мере того, как хладагент перемещается по холодильнику и морозильной камере, он поглощает тепловую энергию из помещения, охлаждая его.
3. В конце концов, жидкость поглощает достаточно тепла, чтобы претерпеть фазовый переход из жидкости в газ (это немного упрощение, но это поможет вам понять).
4. Компрессор агрегата повышает давление газового хладагента.
5. Горячий газ проходит через змеевики конденсатора снаружи холодильника. Когда горячий газ контактирует с более холодным воздухом внешнего пространства, он снова превращается в жидкость.

Как работает цикл охлаждения

Холодильники работают по замкнутой системе. Через всю эту систему проходит хладагент, который в наши дни часто представляет собой смесь ГФУ или изобутана.Этот хладагент является ключом к отводу тепла из охладителя и отводу его в воздух за пределы холодильника. Чтобы начать цикл, мы начнем с основного элемента питания холодильника, которым является компрессор.

Небольшой компрессор под бытовым холодильником. Фото Кристоферба через Викимедиа.

Компрессор — Устройство повышения давления

Компрессор — это сердце вашего холодильника и его часть, потребляющая больше всего энергии. Думайте о компрессоре как о большом паровом насосе.Подобно тому, как ваше сердце перекачивает кровь к вашим рукам и ногам, компрессор перекачивает хладагент по всей системе. Если компрессор не работает, значит, не работает и холодильник.

Компрессор увеличивает давление хладагента. Это повышенное давление также увеличивает температуру хладагента по закону идеального газа. Холодный пар поступает через линию всасывания, а горячий пар выходит через линию конденсации.

Змеевик конденсатора на задней панели домашнего холодильника.Фото Хуана де Войникова с Wikimedia

Конденсатор — Эжектор тепла

Конденсатор — это следующая ступень холодильного цикла. Этот компонент всегда находится вне холодильника. Конденсатор обычно выглядит как своего рода радиатор с трубками, которые ходят вперед-назад. Эти трубки полые и несут хладагент. Если выложить конденсатор в одну прямую, получится довольно долго.

Конденсатор предназначен для пассивного охлаждения хладагента.Большая площадь поверхности трубок в конденсаторе дает системе много возможностей для обмена теплом с окружающей температурой окружающего воздуха. Если вы почувствуете линии конденсатора во время работы холодильника, они будут теплыми.

По мере того, как хладагент движется от компрессора к дроссельному устройству (подробнее об этом ниже), он становится все холоднее. Фактически, в какой-то момент в конденсаторе большинство хладагентов меняют фазу с газа, который имеет более высокую энергию, на жидкость, которая имеет более низкую энергию.Благодаря этому фазовому переходу конденсатор получил свое название. Конденсация — это термин, обозначающий превращение газа в жидкость.

В конце конденсатора хладагент имеет умеренно высокую температуру и очень высокое давление.

В конденсаторе вентиляторы должны пропускать воздух через змеевики, чтобы отводить тепло от змеевиков во внешнюю среду. Фото Endora 6398 через Викимедиа.

Жидкостный трубопровод

Жидкостная линия — это линия, по которой жидкий хладагент проходит от конденсатора к дроссельному устройству.Жидкостная линия также гарантирует, что весь хладагент находится в жидкой фазе. Иногда некоторые хладагенты могут добраться до конца конденсатора, не превращаясь из газа в жидкость. Для работы дозатора хладагент должен быть жидким.

Дозирующее / дроссельное устройство — капельница давления

Дозирующее устройство или дроссельное устройство — вот где происходит волшебство охлаждения. Дозирующее устройство ограничивает поток хладагента.Наиболее распространены капиллярные трубки и расширительные клапаны (ТРВ). В капиллярных трубках, которые являются обычным типом измерительных устройств, этот ограниченный поток достигается путем нагнетания хладагента через длинную крошечную трубку. Когда хладагент попадает на другую сторону дроссельного устройства, он попадает в гораздо большее пространство. Следовательно, объем хладагента существенно увеличивается, чтобы заполнить это большее пространство.

Возвращаясь к PV = nRT , мы видим, что при быстром и значительном увеличении объема давление и температура существенно снизятся.Это наиболее сложный для понимания теоретический аспект холодильного цикла, поэтому приведу несовершенную аналогию.

Аналогия с танцевальным клубом

Представьте, что вы находитесь в переполненном клубе, где все танцуют. В комнате становится довольно жарко, правда? Допустим, вы пытаетесь уйти, но целая группа людей также пытается уйти через единственную дверь. Подождав, наконец, ваша очередь выйти из клуба и пройти через дверь. Когда вы выходите на другую сторону, вы видите большую комнату, в которой мало людей и много места.В этой комнате намного прохладнее, так как в ней меньше тепла, и у вас есть много места, чтобы двигаться и танцевать от души.

По этой аналогии дверь эквивалентна дроссельному устройству. Горячая комната — это конденсатор, а холодная — испаритель (внизу). С одной стороны дверцы, которая представляет собой конденсаторную сторону дозирующего устройства, тесно и жарко. Эта сторона конденсатора имеет высокое давление (скопление людей) и температуру среди танцоров. Кроме того, каждый танцор может занимать лишь небольшой объем.

С другой стороны дверцы, которая представляет собой сторону испарителя дозирующего устройства, людей гораздо меньше. Это меньшее количество людей соответствует более низкому давлению и более низкой температуре в помещении по другую сторону двери. Каждый танцор также может занимать гораздо больший объем, потому что меньше людей, с которыми можно столкнуться!

Конечно, эта аналогия не идеальна. Надеюсь, это поможет вам представить, как дросселирующее устройство работает в холодильном оборудовании.

мигающий

Концепция перепрошивки проста, но важна.Это общее название для описания изменения состояния хладагента после того, как он проходит дросселирование и попадает в испаритель. Хладагенты обладают удивительной способностью вспыхивать (кипеть) при очень низких температурах при воздействии низкого давления. Именно эта характеристика позволяет змеевику остыть (замерзнуть) и, следовательно, обмениваться теплом с воздухом внутри помещения.

Испаритель — Поглотитель тепла

После дозатора хладагент через испаритель попадает внутрь холодильника.Испаритель похож на конденсатор, но работает наоборот. Как и в случае с конденсатором, испаритель представляет собой одну длинную спиральную полую трубку, которая петляет сама по себе. В отличие от конденсатора, испаритель проходит через внутреннюю часть холодильника и морозильника.

Благодаря дросселирующему устройству хладагент в начале испарителя очень холодный. Когда мы проталкиваем теплый воздух из комнаты через змеевик с помощью вентиляторов испарителя, хладагент получает тепло и снова превращается в газ, выходя из змеевика испарителя, эффективно охлаждая воздух внутри холодильника.Испаритель отводит тепло из воздуха внутри холодильника, поэтому холодильник (или любое охлаждающее помещение) необходимо герметизировать, чтобы внутренний воздух можно было рециркулировать, а испаритель мог должным образом и эффективно отводить все тепло, содержащееся в пространстве. .

Вместо того, чтобы работать от горячего к холодному, как в конденсаторе, испаритель переключается с холодного на теплый. В испарителе хладагент меняет фазы с жидкости обратно на газ. Этот фазовый переход называется испарением, по которому испаритель получил свое название.

Испаритель — это обычная часть системы, которая вызывает проблемы с охладителями. Если ваш холодильник или морозильная камера не работает, проверьте испаритель, чтобы увидеть, не замерзает ли он.

Всасывающий трубопровод

Линия всасывания соединяет испаритель с компрессором. Линия всасывания проходит изнутри холодильника наружу. Он называется всасывающей линией, потому что компрессор всасывает хладагент из испарителя и выталкивает его в конденсатор.

Прочие компоненты, обеспечивающие работу холодильника

Хотя цикл охлаждения имеет решающее значение, другие компоненты, из которых состоит холодильник или морозильная камера, также важны для понимания (что позволяет холодильнику работать). На самом базовом уровне термостат является основным элементом управления холодильника или морозильника, однако, в зависимости от системы или приложения, может быть много других компонентов, таких как: регуляторы давления, задержки вентиляторов, нагреватели, таймеры размораживания, соленоидные клапаны, и т.п.

Термостат

Термостат внутри холодильника или морозильника — главное устройство управления и наиболее распространенное для всех нас. Это просто автоматический выключатель, который позволяет холодильнику работать. Так же, как термостат вашего кондиционера дома, когда температура внутри холодильника выше, чем температура, установленная на термостате, термостат включает компрессор, чтобы запустить цикл охлаждения. Компрессор будет работать до тех пор, пока термостат не зафиксирует, что температура холодильника достигла заданного значения.

Если установить термостат на более низкое значение, компрессор будет работать чаще, потому что системе необходимо отводить больше тепла из холодильника. И наоборот, если выставить термостат на более теплый, компрессор будет работать реже.

Выбор правильной температуры для холодильника или морозильника позволит сэкономить на счетах за электроэнергию и продлить срок службы вашего устройства. Типичный коммерческий холодильный шкаф предназначен для работы при температуре 35 ° F, а морозильник — при -10 ° F.

Изоляция и конструкция, необходимые для рабочего холодильника

Конструкция, в которой находится холодильник или морозильная камера, невероятно важна, и она помогает холодильнику работать! Без надлежащей изоляции холодильник или морозильная камера не работали бы эффективно.Слои изоляции, которые отделяют холодную среду внутри от окружающего воздуха снаружи, сохраняют изолированность пространства. Более эффективная изоляция приводит к меньшей теплопередаче; это, в свою очередь, приводит к тому, что устройство потребляет меньше энергии.

Конечно, есть много других аспектов конструкции холодильника или морозильника, которые следует учитывать при покупке устройства. Некоторые из них включают размер, тип двери, внутреннюю / внешнюю отделку и расположение компрессорно-конденсаторного агрегата.

Последние мысли о том, как работает охлаждение

Надеюсь, вы сможете ответить на вопрос, который побудил вас прочитать эту статью; «Как работает холодильник?» Теперь, когда вы понимаете основы холодильного цикла и компоненты холодильника, вам следует ознакомиться с общими проблемами обслуживания холодильников и морозильников.Знание нескольких простых подсказок, на которые следует обратить внимание, может сэкономить вам деньги, время и продукт!

Как работает цикл холодильника?

Холодильник — наш самый трудолюбивый кухонный прибор, и мы часто принимаем его как должное. Когда мы голодны или испытываем жажду, мы открываем дверь, протягиваем руку и берём что-нибудь холодное, но редко задумываемся о , как на самом деле работает холодильник , , , , или что заставляет его работать.

Мы знаем, что это не волшебство, но это определенно удобство, на которое мы полагаемся каждый день.

Знание того, как работает цикл охлаждения, поможет вам ухаживать за своим прибором и обслуживать его, выявлять признаки неисправности и общаться с подрядчиком, когда какой-либо компонент требует внимания. Чем больше вы знаете, тем лучше будете подготовлены!

Процесс охлаждения — это цикл, который повторяется снова и снова. Фактически, прибор получил свое название от химического хладагента, используемого для создания прохладной внутренней среды. Хладагенты, такие как чистый аммиак, кипят при очень низких температурах, и именно здесь начинается процесс.

Вот объяснение цикла охлаждения:

1. Компрессор нагревает хладагент

Компрессор вашего холодильника делает именно то, что следует из его названия, — сжимает газообразный хладагент, чтобы нагреть его. Компрессор холодильника работает, когда он втягивает холодный газообразный хладагент и нагревает его, сжимая. Как вы увидите, компрессор также регулирует поток хладагента.

2. Змеевики холодильника превращают горячий хладагент в жидкость

У большинства холодильников есть змеевики снаружи и внутри агрегата, которые действуют как холодильная система.Змеевики конденсатора снаружи (часто сзади) позволяют горячему газу хладагента остывать на выходе и превращаться под давлением в жидкую форму. Например, газообразный аммиак конденсируется в жидкий аммиак.

3. Хладагент течет через расширительный клапан и испаряется в газ

Теперь жидкий хладагент под высоким давлением проходит через расширительный клапан до низкого давления через внутренние испарительные змеевики. Когда это происходит, жидкость закипает и превращается в пар или газ, понижая температуру.Этот цикл охлаждения и охлаждения делает холодным внутреннее пространство холодильника.

4. Компрессор нагнетает газ, и цикл запускается снова

Холодильник — это трудолюбивый прибор! И теперь, когда вы прочитали эти шаги, вам может быть интересно, как долго ваш холодильник работает в течение обычного дня? Это зависит от возраста вашего холодильника, так как новые холодильники могут работать до 90% времени. Однако ваш холодильник не работает и не должен работать постоянно.Каждые 12–15 часов должен начинаться цикл оттаивания при охлаждении, в котором используется нагреватель оттаивания для растапливания инея, скопившегося на змеевиках испарителя. После завершения цикла размораживания цикл охлаждения начнется снова.

Система охлаждения для коммерческих объектов, таких как продуктовые магазины и рестораны, немного отличается. В этих агрегатах обычно используется крупногабаритная холодильная стеллажная система с другой настройкой, чем в вашем домашнем кухонном холодильнике.

Как правильно обслуживать холодильник

Теперь, когда вы знаете, как работает цикл холодильника, легко увидеть, насколько правильное обслуживание холодильника играет важную роль в обеспечении бесперебойной работы вашего прибора и сохранении энергоэффективности.Вот несколько советов по энергосбережению , которые помогут вашему холодильнику правильно выполнять свою работу.

• Регулярно проверяйте уплотнительные прокладки дверцы, чтобы убедиться, что холодный газ остается внутри устройства, где он необходим для охлаждения содержимого.
• Очистите змеевики холодильника, чтобы газообразные и жидкие хладагенты могли течь должным образом и выполнять свои функции цикла охлаждения.
• Правильно установите температуру холодильника (обычно от 35 до 38 градусов по Фаренгейту) и минимизируйте частоту и продолжительность открытия дверцы.Это помогает сохранять интерьер, а также продукты и напитки холодными.
• Также рекомендуется избегать хранения очень горячих предметов, из-за которых прибору будет труднее охладиться. Итак, дайте горячему супу остыть, прежде чем ставить его в холодильник.
• Для вашей системы охлаждения лучше, чтобы ваш холодильник был хорошо укомплектован и заполнен, чтобы блоку не приходилось работать для охлаждения пустых пространств. Вот почему так важен выбор холодильника подходящего размера для вашего дома.
• Содержите внутреннюю часть холодильника в чистоте, что также является важной частью обслуживания.

Небольшие знания и TLC могут помочь вам понять, что нужно вашему холодильнику для работы с максимальной эффективностью в вашем доме. А когда у вас есть факты о том, как работает холодильник, вы можете почувствовать себя уполномоченным сделать небольшой ремонт холодильника своими руками.

Возможно, вам потребуется обратиться к проверенному специалисту по ремонту холодильников, чтобы произвести ремонт или обнаружить проблему с вашим холодильником.Так почему бы вам в этом не помочь домашняя гарантия от American Home Shield®? Наши планы обслуживания для дома защитят не только ваш холодильник , но и многие другие приборы , которые вы используете каждый день , такие как посудомоечная машина, стиральная машина и сушилка для одежды, вывоз мусора, духовка и многое другое.

Если вы являетесь участником American Home Shield, все, что вам нужно сделать, это отправить запрос на обслуживание, если что-то не так с вашим холодильником, и мы отправим квалифицированного подрядчика к вам для оценки проблемы.Если ваш план обслуживания на дому покрывает ремонт или замену, мы позаботимся обо всем остальном.

Как работает цикл охлаждения в холодильнике!

Очевидно, что холодильники охлаждают продукты и бакалею, но они делают это так, как вы не ожидаете! Холод не втягивается в холодильник извне; скорее, тепло отбирается от пищи и передается во внешнюю среду.

Хорошо, признаю, когда я впервые услышал о холодильном цикле, моя реакция была: «Холодильный цикл? Это вне меня! » Но цикл охлаждения в холодильнике на самом деле не так уж и сложен.Итак, сегодня мы отвечаем на вопрос: «Как работает холодильник?»

В современных компрессорных холодильниках система охлаждения работает следующим образом:

1. Газообразный хладагент сжимается компрессором и при этом нагревается.
2. В конденсаторе (черные змеевики конденсатора находятся в задней части прибора) газ конденсируется, а тепло отводится во внешнюю среду.
3. Образующийся в результате жидкий хладагент под высоким давлением затем проходит через расширительный клапан или капиллярные трубки, чтобы снизить его давление и регулировать поток в испаритель.
4. В испарителе жидкий хладагент низкого давления поглощает тепло из внутренней части холодильника, превращаясь в процессе на газ низкого давления, а затем попадает в компрессор.

Понаблюдать за «принципом охлаждения холодильника» в действии несложно. Вы когда-нибудь были в отпуске и искупались в море или бассейне? Когда вы выходите из воды и ложитесь на шезлонг, вы начинаете дрожать, несмотря на то, что на улице 30 ° C! Это связано с тем, что, когда вода испаряется с вашей кожи, она извлекает тепловую энергию из вашего тела, и в результате вы чувствуете холод.Проще говоря, это тот же принцип, который используется в холодильниках.

Приведу еще один пример: пока вы читаете оставшуюся часть этого блога, попробуйте следующее: лизните тыльную сторону ладони, а затем подуйте на нее. Вы заметите, что он кажется холодным, и это свидетельствует о том, что охлаждение происходит в результате испарения. В вашем холодильнике процесс ничем не отличается — в прибор не вносится холод, это тепло извлекается из хранимых предметов и выводится наружу — это объясняет, почему задняя часть холодильника всегда теплая!

Между прочим, многие люди представляют охлаждающую жидкость как большой объем жидкости, который циркулирует вокруг холодильника.Это совсем не так! Хладагент на самом деле является газом, и в системе охлаждения содержится всего от 20 до 65 граммов хладагента, в зависимости от модели.

Посмотрите наше видео о холодильном цикле:

У вас есть вопросы о холодильном цикле или о том, как работают холодильники? Тогда напишите нам! Используйте функцию комментирования под этим сообщением или начните / присоединяйтесь к обсуждениям с нами на Facebook.

4 основных компонента цикла охлаждения

Мы все были там. Вы заходите внутрь в жаркий день, и вас милостиво встречает стена прохладного воздуха. Что ж, вам нужно поблагодарить цикл охлаждения за это облегчение. Несмотря на то, что существуют десятки методов нагрева и охлаждения, основная функция остается той же и используется в той или иной форме в бесчисленных отраслях и процессах. Но как это работает? Этот пост ответит на этот вопрос, описав основные компоненты стандартного холодильного контура и функции каждого из них.

Проще говоря, задача холодильного цикла — поглощение тепла и отвод тепла. Любой инструктор по HVAC скажет вам (решительно), вы не можете сделать холод, вы можете просто отвести тепло. Холодильный цикл, иногда называемый циклом теплового насоса, — это средство отвода тепла от области, которую вы хотите охладить. Это достигается путем управления давлением рабочего хладагента (воздуха, воды, синтетических хладагентов и т. Д.) Посредством цикла сжатия и расширения.

Не оставайтесь незамеченными, когда дело касается теплопередачи. Чтобы быть в курсе самых разных тем по этой теме, подпишитесь на The Super Blog, наш технический блог, Doctor’s Orders и подпишитесь на нас в LinkedIn, Twitter и YouTube.

Конечно, это не полная картина, но основная идея. Теперь перейдем к оборудованию, которое помогает выполнять эту работу. В большинстве циклов, безусловно, есть и другие компоненты, но большинство согласятся, что четыре основных элемента базового цикла следующие:

Компрессор

Компрессия — это первая стадия холодильного цикла, а компрессор — это часть оборудования, которая увеличивает давление рабочего газа.Хладагент входит в компрессор в виде газа низкого давления и низкой температуры и выходит из компрессора в виде газа высокого давления и высокой температуры.

Типы компрессоров

Компрессия может быть достигнута с помощью ряда различных механических процессов, поэтому сегодня в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и холодоснабжения используются несколько конструкций компрессоров. Существуют и другие примеры, но некоторые популярные варианты:

1. Компрессоры поршневые

2. Спиральные компрессоры

3.Ротационные компрессоры

Конденсатор

Конденсатор или змеевик конденсатора — это один из двух типов теплообменников, используемых в основном холодильном контуре. Этот компонент поставляется с высокотемпературным парообразным хладагентом под высоким давлением, выходящим из компрессора. Конденсатор отводит тепло от горячего пара парообразного хладагента до тех пор, пока он не перейдет в насыщенное жидкое состояние, также известное как конденсация.

После конденсации хладагент представляет собой жидкость под высоким давлением и низкой температурой, после чего он направляется к расширительному устройству контура.

Устройство расширения

Эти компоненты бывают разных конструкций. Популярные конфигурации включают фиксированные отверстия, термостатические расширительные клапаны (TXV) или терморегулирующие клапаны (на фото выше), а также более совершенные электронные расширительные клапаны (EEV). Но независимо от конфигурации, работа расширительного устройства системы одинакова — создавать падение давления после того, как хладагент покидает конденсатор. Это падение давления приведет к быстрому кипению части этого хладагента, создавая двухфазную смесь.

Это быстрое изменение фазы называется миганием , , и оно помогает подключиться к следующему элементу оборудования в цепи, испарителю , для выполнения своей предполагаемой функции.

Испаритель

Испаритель является вторым теплообменником в стандартном холодильном контуре и, как и конденсатор, назван в честь его основной функции. Он служит «бизнес-концом» холодильного цикла, учитывая, что он выполняет то, что мы ожидаем от кондиционера, — поглощает тепло.

Это происходит, когда хладагент входит в испаритель в виде низкотемпературной жидкости под низким давлением, и вентилятор нагнетает воздух через ребра испарителя, охлаждая воздух, поглощая тепло из рассматриваемого пространства в хладагент.

После этого хладагент отправляется обратно в компрессор, где процесс возобновляется. Вот как вкратце работает холодильный контур. Если у вас есть вопросы о холодильном цикле или его компонентах, а также о том, как они работают, позвоните нам.Мы помогаем клиентам получить максимальную отдачу от их климатического и холодильного оборудования на протяжении почти 100 лет.

Не оставайтесь незамеченными, когда дело касается теплопередачи. Чтобы быть в курсе самых разных тем по этой теме, подпишитесь на The Super Blog, наш технический блог, Doctor’s Orders и подпишитесь на нас в LinkedIn, Twitter и YouTube.

Знание — Холодильный цикл от Ravti

10 сентября 2016 · Читать 5 мин.

Холодильный цикл является важным компонентом систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и регулируется принципами термодинамики.Прежде чем мы углубимся, давайте разберемся с четырьмя ключевыми понятиями:

1. Теплота испарения

Это количество тепла, необходимое для превращения жидкости в газ. Это часто измеряется при температуре кипения жидкости.

В HVAC превращение жидкости в газ называется кипением или испарением. И наоборот, превращение газа в жидкость называется конденсацией. Для изменения состояния требуется значительное количество энергии, будь то испарение или конденсация.

212 градусов по Фаренгейту — точка кипения воды. Температура воды в кастрюле составляет 212 градусов по Фаренгейту или чуть ниже. Температура пара, выходящего из горшка, составляет не менее 212 градусов.

2. Давление изменяет точку кипения жидкости

Более низкое давление облегчает закипание жидкости, а более высокое давление затрудняет закипание. Давайте использовать воду для следующего примера:

Температура воды на уровне моря составляет 212 градусов по Фаренгейту. Однако в Скалистых горах (где давление ниже, чем на уровне моря) вода кипит примерно при 194 градусах по Фаренгейту.Эта разница давления облегчает вскипание воды.

Управление давлением хладагента для изменения его точки кипения является важной частью того, что делает возможным цикл охлаждения.

3. Тепло (энергия) не создается и не разрушается — оно просто передается.

Если мы возьмем чашку на 8 унций кофе с температурой 150 градусов и смешаем ее с чашкой на 8 унций холодного кофе с температурой 50 градусов, мы получим кофе на 16 унций с температурой 100 градусов.

Оба количества жидкости равны, а средняя точка между 150 и 50 градусами составляет 100 градусов.

4. Холод не бывает — только отсутствие тепла.

Когда кондиционер или холодильник охлаждает помещение, не думайте об этом как о добавлении холодного воздуха в помещение. Целью холодильного цикла является отвод тепла в заданной области и отвод его наружу. Меньше тепла означает более холодную комнату!

Применение всего этого к HVAC:

Теперь, когда мы знаем эти принципы, мы можем поговорить о том, как работает цикл охлаждения в HVAC. Имейте в виду, что эти основные принципы холодильного цикла всегда останутся неизменными, даже когда мы перейдем к более сложным системам HVAC, таким как чиллеры.

Холодильный цикл состоит из четырех основных компонентов: компрессора, конденсатора, расширительного устройства и испарителя. Хладагент остается по трубопроводу между этими четырьмя компонентами и содержится в контуре хладагента.

Хладагент начинается с холодного пара и направляется к первому компоненту: компрессору . Компрессор широко считается двигателем холодильного цикла; он потребляет большую часть энергии из компонентов системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и проталкивает хладагент через систему.В процессе сжатия холодный газообразный хладагент превращается в очень горячий пар под высоким давлением.

Будь то кондиционер или холодильник, принципы цикла остаются неизменными.

После сжатия хладагент перемещается к следующему компоненту холодильного цикла: конденсатору.

Конденсатор предназначен для охлаждения хладагента, так что он превращается из газа в жидкость или конденсируется. Это происходит, когда теплый наружный воздух проходит через змеевик конденсатора, заполненный горячим газообразным хладагентом.Это позволяет теплу передаваться от хладагента к более холодному наружному воздуху, где избыточное тепло отводится в атмосферу. Змеевики конденсатора проходят через конденсатор, чтобы максимально увеличить площадь поверхности трубопровода и эффективно передать тепло воздуху. Хладагент превращается из пара в горячую жидкость из-за высокого давления и снижения температуры.

Теперь хладагент приближается к расширительному устройству в виде горячей жидкости под высоким давлением. Расширительное устройство отвечает за быстрое снижение давления хладагента, чтобы он мог легче закипать (испаряться) в испарителе — и все! Расширительное устройство имеет единственную цель: снизить давление хладагента.Поскольку давление в расширительном устройстве падает так быстро, хладагент превращается в комбинацию холодной жидкости и пара.

Теперь, когда хладагент представляет собой холодную смесь жидкости и газа (пара), он начинает двигаться через испаритель . Испаритель отвечает за охлаждение воздуха, поступающего в помещение, путем кипячения (испарения) протекающего через него хладагента. Это происходит, когда теплый воздух проходит через испаритель, когда холодный хладагент проходит через змеевик испарителя.Тепло от воздуха передается хладагенту, который охлаждает воздух непосредственно перед его выпуском в помещение. Как и змеевик конденсатора, змеевик испарителя также проходит через испаритель, чтобы максимизировать передачу тепла от хладагента к воздуху. Жидкий хладагент низкого давления легко вскипает за счет теплого воздуха, продуваемого через испаритель, и возвращается в компрессор в виде холодного газа / пара.

Поздравляем! Вы успешно завершили цикл охлаждения!

Хладагент самый горячий, когда он выходит из компрессора, и самый холодный, когда он выходит из расширительного устройства.

Подводя итог — тепло поглощается хладагентом (охлаждая воздух) в испарителе и выводится из хладагента в наружный воздух в конденсаторе. Одновременно расширительное устройство и компрессор помогают нам управлять давлением хладагента, чтобы сделать цикл возможным.

Хотите узнать больше?

В нашем кратком пятиминутном руководстве по лучшему управлению HVAC вы узнаете: почему вам следует оцифровать данные инвентаризации HVAC, советы по максимальному увеличению производительности и срока службы HVAC, а также идеи, которые помогут упростить планирование капиталовложений.

Категории:

Операции и управление

Статья акций

.

No related posts.