Ako funguje chladnička: štruktúra a princíp fungovania hlavných typov chladničiek

Jasné pochopenie zariadenia a procesov prebiehajúcich vo vnútri chladiacej jednotky pomáha predĺžiť životnosť zariadenia. Nie je ťažké pochopiť princíp fungovania chladničky.V akomkoľvek modeli spočíva vo vytvorení chladného prostredia absorbovaním tepla v interiéri objektu a jeho následným odvodom mimo zariadenia.

Všetko o tom, ako fungujú chladničky s rôznymi princípmi fungovania, sa dozviete z článku, ktorý sme uviedli. Budeme hovoriť o vlastnostiach zariadenia a pravidlách prevádzky, ktoré sú s ním spojené. Naša rada pomôže chrániť chladiace stroje pred predčasnými poruchami a ušetrí vás od potreby opráv.

Princíp fungovania hlavných typov chladničiek

Chladiace zariadenia sa používajú v mnohých oblastiach činnosti. V každodennom živote sa bez neho nezaobídete a nie je možné si predstaviť plnohodnotnú prácu výrobných dielní v podnikoch, obchodných poschodiach a zariadeniach verejného stravovania.

V závislosti od zamýšľaného účelu a oblasti použitia existuje niekoľko hlavných typov zariadení: absorpčné, vírivé, termoelektrické a kompresorové.

Typ kompresora je najbežnejší, preto sa naň pozrieme podrobnejšie v ďalšej časti. Teraz si načrtneme hlavné rozdiely medzi všetkými 4 návrhmi.

Fungovanie absorpčnej technológie

V systéme inštalácií absorpčného typu cirkulujú dve látky - chladivo a absorbent. Funkcie chladiva zvyčajne vykonáva amoniak, menej často - acetylén, metanol, freón alebo roztok bromidu lítneho.

Absorbent je kvapalina, ktorá má dostatočnú absorpčnú kapacitu. Môže to byť kyselina sírová, voda atď.

Celá činnosť zariadenia je založená na princípe absorpcie, čo znamená absorpciu jednej látky druhou. Konštrukcia pozostáva z niekoľkých vedúcich jednotiek - výparník, absorbér, kondenzátor, regulačné ventily, generátor, čerpadlo

Prvky systému sú spojené rúrkami, pomocou ktorých je vytvorený jeden uzavretý okruh. Chladenie komôr nastáva v dôsledku tepelnej energie.

Proces sa vykonáva takto:

• chladivo rozpustené v kvapaline preniká do výparníka;
• z koncentrovaného roztoku sa uvoľňuje par amoniaku vriaceho pri 33 stupňoch, čím sa objekt ochladzuje;
• látka prechádza do absorbéra, kde je opäť absorbovaná absorbentom;
• čerpadlo pumpuje roztok do generátora vyhrievaného špecifickým zdrojom tepla;
• látka vrie a uvoľnené pary amoniaku idú do kondenzátora;
• chladivo sa ochladí a zmení sa na kvapalinu;
• pracovná kvapalina prechádza cez regulačný ventil, je stlačená a odoslaná do výparníka.

Výsledkom je, že amoniak cirkulujúci v uzavretom okruhu odoberá teplo z chladenej komory a vstupuje do výparníka. A uvoľňuje ho do vonkajšieho prostredia, keď je v kondenzátore. Slučky sa prehrávajú nepretržite.

Keďže sa jednotka nedá vypnúť, nie je veľmi ekonomická a má zvýšenú spotrebu energie. Ak takéto zariadenie zlyhá, s najväčšou pravdepodobnosťou nebude možné ho opraviť.

Závislosť absorpčných zariadení od zmien napätia, prúdu a iných parametrov elektrickej siete je minimálna. Kompaktné rozmery uľahčujú ich inštaláciu v akomkoľvek vhodnom priestore

V dizajne zariadení nie sú žiadne objemné pohyblivé alebo trecie prvky, takže majú nízku hlučnosť. Zariadenia sú relevantné pre budovy, ktorých elektrická sieť je vystavená konštantnému špičkovému zaťaženiu a miesta, kde nie je stále napájanie.

Princíp absorpcie je implementovaný v priemyselných chladiacich jednotkách, malých chladničkách pre automobily a kancelárskych priestoroch. Niekedy sa vyskytuje v určitých modeloch pre domácnosť, ktoré bežia na zemný plyn.

Princíp činnosti termoelektrických modelov

Zníženie teploty v komore termoelektrickej chladničky je dosiahnuté pomocou špeciálneho systému, ktorý odčerpáva teplo podľa Peltierovho javu. Ide o absorpciu tepla v oblasti, kde sú spojené dva rôzne vodiče, keď ňou prechádza elektrický prúd.

Dizajn chladničiek pozostáva z termoelektrických prvkov v tvare kocky vyrobených z kovov. Sú kombinované jedným elektrickým obvodom. Pri prechode prúdu z jedného prvku na druhý sa pohybuje aj teplo.

Hliníková doska ho absorbuje z vnútorného priestoru a potom ho prenesie do kubických pracovných častí, ktoré ho zase presmerujú do stabilizátora. Tam sa to vďaka ventilátoru vyhodí. Toto je princíp prenosnosti mini chladničky a tašky s chladivým účinkom.

Vo väčšine modelov termoelektrických chladiacich spotrebičov môžete pri prepínaní polarity výkonu prijímať nielen chlad, ale aj teplo - až 60 stupňov Celzia. Táto funkcia sa používa na ohrievanie jedla

Toto zariadenie sa používa v kempingu, v oblasti aranžovania áut, jácht a motorových člnov a často sa inštaluje na chaty a iné miesta, kde je možné zabezpečiť zariadenie 12 V napájaním.

Termoelektrické výrobky majú špeciálny núdzový mechanizmus, ktorý ich vypne v prípade prehriatia pracovných častí alebo poruchy ventilačného systému.

Medzi výhody tohto spôsobu prevádzky patrí vysoká spoľahlivosť a pomerne nízka hladina hluku počas prevádzky zariadení. Medzi nevýhody patrí vysoká cena a citlivosť na vonkajšie teploty.

Vlastnosti zariadení na vírivých chladičoch

Zariadenia v tejto kategórii majú kompresor. Stláča vzduch, ktorý ďalej expanduje v inštalovaných jednotkách vírivého chladiča. Objekt sa ochladzuje v dôsledku náhlej expanzie stlačeného vzduchu.

Vortexové zariadenia sú odolné a bezpečné: nevyžadujú elektrickú energiu, nemajú žiadne pohyblivé prvky a neobsahujú nebezpečné chemické zlúčeniny vo vnútornom konštrukčnom systéme

Metóda vírivého chladiča nebola široko používaná, ale bola obmedzená len na testované vzorky. Je to spôsobené vysokou spotrebou vzduchu, veľmi hlučnou prevádzkou a relatívne nízkym chladiacim výkonom. Niekedy sa zariadenia používajú v priemyselných podnikoch.

Prehľad kompresorovej techniky

Kompresorové chladničky sú najbežnejším typom vybavenia v každodennom živote. Nachádzajú sa takmer v každej domácnosti – nespotrebúvajú príliš veľa energie a ich používanie je bezpečné. Najúspešnejšie modely od spoľahlivých výrobcov slúžia svojim majiteľom už viac ako 10 rokov. Pozrime sa na ich štruktúru a princípy, podľa ktorých fungujú.

Vlastnosti vnútornej štruktúry

Klasická chladnička pre domácnosť je vertikálne orientovaná skrinka vybavená jedným alebo dvoma dverami. Jeho telo je vyrobené z pevného oceľového plechu s hrúbkou cca 0,6 mm alebo odolného plastu, ktorý znižuje hmotnosť nosnej konštrukcie.

Pre kvalitné utesnenie výrobku sa používa pasta s vysokým obsahom vinylchloridovej živice. Povrch je natretý základným náterom a pokrytý kvalitným smaltom zo striekacích pištolí. Pri výrobe vnútorných kovových priehradiek sa používa takzvaná metóda razenia, plastové skrinky sa vyrábajú metódou vákuového lisovania.

Dvere zariadenia pozostávajú z oceľových plechov. Po okrajoch je vložené hrubé gumové tesnenie, ktoré zabraňuje prestupu vonkajšieho vzduchu. Magnetické uzávery sú zabudované do niektorých modifikácií

Medzi vnútornou a vonkajšou stenou výrobku musí byť položená vrstva tepelnej izolácie, ktorá chráni komoru pred teplom snažiacim sa preniknúť z okolia a zabraňuje strate chladu vznikajúceho vo vnútri. Na tieto účely sa dobre hodí minerálna alebo sklenená plsť, polystyrénová pena a polyuretánová pena.

Vnútorný priestor je tradične rozdelený na dve funkčné zóny: chladenie a mrazenie.

Podľa tvaru rozloženia sa rozlišujú:

• jeden-;
• dva-;
• viackomorové zariadenia.

Samostatne pridelené Side-by-Side jednotkyvrátane dvoch, troch alebo štyroch kamier.

Jednokomorové jednotky sú vybavené jednými dverami. V hornej časti zariadenia je mraziaci priestor s vlastnými dverami s výklopným alebo otváracím mechanizmom, v spodnej časti je chladiaci priestor s výškovo nastaviteľnými policami.

V komorách je nainštalované osvetľovacie zariadenie s LED alebo bežnou žiarovkou, aby ste videli, čo sa v chladničke skutočne nachádza.

Zariadenia vyrobené typu „side-by-side“ sú oveľa väčšie a širšie ako ich náprotivky. Obe priehradky zaberajú priestor po celej výške zariadenia. Sú umiestnené paralelne navzájom

V dvojkomorových jednotkách sú vnútorné skrine izolované a každá oddelená vlastnými dverami. Umiestnenie oddelení v nich môže byť európske alebo ázijské. Prvá možnosť predpokladá spodné usporiadanie mrazničky, druhá horná.

Komponenty konštrukcie

Kompresorové chladiace jednotky neprodukujú chlad. Chladia predmet tým, že absorbujú vnútorné teplo a odvádzajú ho von.

Proces formovania za studena zahŕňa nasledujúce komponenty:

• chladivo;
• kondenzátor;
• odparovací radiátor;
• kompresorové zariadenia;
• termostatický ventil.

Chladivo používané na plnenie chladiaceho systému hrajú rôzne značky freónov - zmesi plynov s vysokou úrovňou tekutosti a pomerne nízkymi teplotami varu/vyparovania. Zmes sa pohybuje v uzavretej slučke a prenáša teplo cez rôzne časti cyklu.

Vo väčšine prípadov výrobcovia používajú ako pracovný prvok pre domáce chladiace stroje freón 12. Tento bezfarebný plyn so sotva postrehnuteľným špecifickým zápachom nie je pre človeka toxický a neovplyvňuje chuť a vlastnosti produktov skladovaných v komorách

Kompresor - centrálna časť dizajnu každej chladničky. Ide o invertor alebo lineárnu jednotku, ktorá vyvoláva nútenú cirkuláciu plynu v systéme a zvyšuje tlak. Jednoducho povedané, kompresor chladničky stláča pary freónu a núti ich pohybovať sa v požadovanom smere.

Zariadenie môže byť vybavené jedným alebo dvoma kompresormi. Vibrácie vznikajúce počas prevádzky sú absorbované vonkajším alebo vnútorným zavesením. V modeloch s párom kompresorov je za každú komoru zodpovedné samostatné zariadenie.

Klasifikácia kompresorov poskytuje dva podtypy:

1. Dynamický. Núti chladivo k pohybu v dôsledku sily pohybu lopatiek odstredivého alebo axiálneho ventilátora. Má jednoduchú štruktúru, ale kvôli nízkej účinnosti a rýchlemu opotrebovaniu pod vplyvom krútiaceho momentu sa zriedka používa v zariadeniach pre domácnosť.
2. Objem. Stláča pracovnú tekutinu pomocou špeciálneho mechanického zariadenia, ktoré je poháňané elektromotorom. Môže byť piestový alebo rotačný. Väčšinou sú to kompresory inštalované v chladničkách.

Piestové zariadenie prezentovaný vo forme elektromotora s vertikálnym hriadeľom, uzavretý v pevnom kovovom kryte. Keď štartovacie relé pripojí energiu, aktivuje kľukový hriadeľ a piest, ktorý je k nemu pripojený, sa začne pohybovať.

K dielu je pripojený systém otváracích a zatváracích ventilov. Výsledkom je, že pary freónu sú odvádzané z výparníka a čerpané do kondenzátora.

Ak sa piestový kompresor pokazí, opravy sú možné len vtedy, ak sa použije špecializované profesionálne vybavenie. Akákoľvek demontáž v domácom prostredí je plná straty tesnosti a nemožnosti ďalšej prevádzky

V rotačných mechanizmoch je požadovaný tlak udržiavaný dvoma rotormi, ktoré sa pohybujú proti sebe. Freón vstupuje do horného vrecka umiestneného na začiatku hriadeľov, je stlačený a vystupuje cez spodný otvor malého priemeru.Na zníženie trenia sa do priestoru medzi hriadeľmi zavádza olej.

Kondenzátory sú vyrobené vo forme špirálovej mriežky, ktorá sa montuje na zadnú alebo bočnú stenu zariadenia.

Majú rôzne konštrukcie, ale vždy zodpovedajú za rovnakú úlohu: chladenie pár horúcich plynov na nastavenie teploty kondenzáciou látky a rozptýlením tepla v miestnosti. Môžu byť panelové alebo rebrované-rúrkové.

Výparník pozostáva z tenkého hliníkového potrubia a zváraných oceľových dosiek. Dotýka sa vnútorných priestorov chladničky, účinne odvádza absorbované teplo zo spotrebiča a výrazne znižuje teplotu v skriniach

Termostatický ventil potrebné na udržanie tlaku pracovnej tekutiny na určitej úrovni. Veľké celky jednotky sú navzájom spojené systémom rúrok tvoriacich hermeticky uzavretý uzavretý prstenec.

Postupnosť pracovného cyklu

Optimálna teplota pre dlhodobé skladovanie potravín v kompresných zariadeniach sa vytvára počas prevádzkových cyklov, ktoré sa vykonávajú jeden po druhom.

Postupujú nasledovne:

• keď je zariadenie pripojené k elektrickej sieti, kompresor sa spustí, stláča freónové pary a synchrónne zvyšuje ich tlak a teplotu;
• pod silou nadmerného tlaku vstupuje horúca pracovná kvapalina, ktorá je v plynnom stave agregátu, do nádrže kondenzátora;
• pohybom pozdĺž dlhej kovovej trubice para uvoľňuje nahromadené teplo do vonkajšieho prostredia, hladko sa ochladzuje na izbovú teplotu a mení sa na kvapalinu;
• kvapalná pracovná tekutina prechádza cez filtračnú sušičku, ktorá absorbuje prebytočnú vlhkosť;
• chladivo preniká cez úzku kapilárnu trubicu, na výstupe ktorej klesá jeho tlak;
• látka sa ochladí a premení sa na plyn;
• ochladená para sa dostane do výparníka a cez jeho kanály odoberá teplo z vnútorných oddelení chladiacej jednotky;
• Teplota freónu stúpa a opäť sa posiela do kompresora.

Ak hovoríme jednoduchými slovami o tom, ako funguje kompresorová chladnička, proces vyzerá takto: kompresor destiluje chladivo v uzavretom kruhu. Freón zase vďaka špeciálnym prístrojom mení svoj stav agregácie, zbiera teplo vo vnútri a odovzdáva ho von.

Prevádzkový cyklus v systéme sa opakuje, kým sa nedosiahnu hodnoty teploty nastavené systémovými programami, a znova sa obnoví, keď sa zaznamená ich zvýšenie

Po ochladení na požadované parametre termostat zastaví motor a otvorí elektrický obvod.

Keď teplota v komorách začne stúpať, kontakty sa opäť zatvoria a aktivuje sa motor kompresora ochranné štartovacie relé. To je dôvod, prečo sa počas prevádzky chladničky neustále objavuje bzučanie motora a potom opäť ustupuje.

Odporúčania na použitie a starostlivosť

Obsluha zariadenia nie je nič zložité: funguje automaticky 24 hodín denne. Jediná vec, ktorú je potrebné urobiť pri prvom zapnutí a pravidelnom nastavení počas prevádzky, je nastavenie optimálneho teplotného režimu za konkrétnych okolností.

Požadovaná teplota je nastavená termostat. V elektromechanickom systéme sa hodnoty nastavujú okom alebo s prihliadnutím na odporúčania uvedené v pokynoch výrobcu.V tomto prípade by ste mali vziať do úvahy druh a množstvo potravín uložených v chladničke.

Ovládací gombík je spravidla okrúhly mechanizmus s niekoľkými deleniami, alebo v modernejších a drahších modeloch možno ovládanie vykonávať pomocou dotykového panela.

Aby bolo možné posúdiť stupeň zamrznutia, odborníci odporúčajú najskôr umiestniť regulátor do strednej polohy a po určitom čase ho, ak je to potrebné, otočiť doprava alebo doľava.

Každá značka na takejto rukoväti zodpovedá určitému teplotnému režimu: čím väčšie je rozdelenie, tým nižšia je teplota. Elektronická jednotka umožňuje nastaviť teplotu s maximálnou presnosťou až na 1 stupeň pomocou otočného ovládača alebo tlačidiel.

Napríklad nastavte mraziaci priestor na -14 stupňov. Všetky zadané parametre sa zobrazia na digitálnom displeji.

Aby ste maximalizovali životnosť vašej domácej chladničky, mali by ste nielen pochopiť jej štruktúru, ale aj správne sa o ňu starať. Nedostatočná údržba a nesprávna prevádzka môžu viesť k rýchlemu opotrebovaniu dôležitých častí a zlému fungovaniu.

Nežiaducim následkom sa môžete vyhnúť dodržiavaním niekoľkých pravidiel:

1. Pravidelne čistite kondenzátor od nečistôt, prachu a pavučín v modeloch s otvorenou kovovou mriežkou na zadnej stene. K tomu je potrebné použiť bežnú mierne navlhčenú handričku alebo vysávač s malým nástavcom.
2. Nainštalujte zariadenie správne. Uistite sa, že vzdialenosť medzi kondenzátorom a stenou miestnosti je aspoň 10 cm.Toto opatrenie pomôže zabezpečiť nerušenú cirkuláciu vzdušných hmôt.
3. Rozmrazujte včas, zabraňujúce tvorbe nadmernej vrstvy snehu na stenách komôr. Zároveň je na odstránenie ľadovej kôry zakázané používať nože a iné ostré predmety, ktoré môžu ľahko poškodiť a znefunkčniť výparník.

Musíte tiež počítať s tým, že chladnička by nemala byť umiestnená vedľa vykurovacích zariadení alebo na miestach, kde je možný priamy kontakt so slnečným žiarením. Nadmerný vplyv vonkajšieho tepla má zlý vplyv na činnosť hlavných komponentov a celkový výkon zariadenia.

Na čistenie častí výrobku z nehrdzavejúcej ocele sú vhodné len špeciálne prípravky odporúčané výrobcom v návode k zariadeniu.

Ak plánujete prepravu z miesta na miesto, je najlepšie prepravovať zariadenie v kamióne s vysokou dodávkou a zaistiť ho v striktne vertikálnej polohe.

Týmto spôsobom je možné zabrániť poruchám a úniku oleja z kompresora vstupujúceho priamo do okruhu cirkulácie chladiacej kvapaliny.

Závery a užitočné video na túto tému

Video #1. Ako funguje chladiaca jednotka:

Video č. 2. Podrobné vysvetlenie štruktúry kompresných chladničiek:

Video č. 3. Informácie o prevádzke absorpčných strojov:

Zatiaľ čo chladiace zariadenia fungujú správne, spotrebitelia sa len zriedka zaujímajú o ich dizajn. Tento poznatok však netreba zanedbávať. Sú veľmi cenné, pretože vám umožňujú rýchlo určiť príčinu poruchy a lokalizovať problémovú oblasť, čím predídete vážnym poruchám.

V nižšie uvedenom bloku zanechajte komentáre, uverejnite tematické fotografie a pýtajte sa na tému článku. Povedzte nám o tom, ako ste prišli na štruktúru vlastnej chladničky.Podeľte sa o to, ako ste svoje poznatky o konštrukcii chladiaceho stroja uplatnili v praxi.