Как устроен и работает бытовой холодильник. Почему в холодильнике холодно? Каков принцип работы холодильника

Чтобы произвести ремонт любой бытовой техники, необходимо знать, как она устроена, дабы не причинить вред устройству в процессе его эксплуатации. В данной статье мы расскажем о том, каков принцип работы и устройство холодильника, и опишем его элементы конструкции.

Устройство холодильника основанного на работе компрессора

В современном быту, в основном, эксплуатируются агрегаты, работающие с компрессором, поэтому мы будем рассматривать именно данный принцип действия холодильника. Состоят они из следующих элементов:

• компрессор – данное устройство при помощи поршня нагнетает хладагент в виде газа, также оно создает различное давление на разных участках;
• испарительная камера – это небольшая емкость, в которую попадает «жидкий» газ, и он впитывает тепло пришедшее из камеры холодильника;
• конденсатор – в данной камере газообразное вещество отдает свое тепло в окружающее ее пространство;
• терморегулятор – поддерживает необходимую температуру, в холодильной камере, которая задается согласно выбранному режиму;
• хладагенты – это химическая смесь различных газов, циркулирующая по системе холодильника при помощи компрессора, и в определенных участках отдает или забирает тепло. Чаще всего в данной системе применяется «Фреон».

Принцип работы агрегата

Самое важное для понимания того, как работает холодильник, нужно понять факт того, что данный аппарат компрессного типа сам «создает» холод. Он возникает благодаря протекающему процессу внутри системы агрегата – хладагент отдает свое тепло, которое впоследствии выбрасывается во внешнюю среду. Как и говорилось выше, самым распространённым веществом для этого является «Фреон», который применяется в схемах данных холодильников.

Так вот, работа холодильника устроена на циклах, которые протекают следующим образом:

• фреон попадает в испарительную камеру, и проходя через нее забирает из холодильной камеры тепло;
• далее хладагент идет в компрессор, который перегоняет его в конденсатор;
• проходя через вышеуказанную систему, состоящей из спиралей, находящихся в стенках холодильника, фреон проходит цикл остывания и превращается в жидкообразный элемент;
• остывавший хладагент поступает в испаритель, и во время перехода в трубку большего диаметра, он превращается в газообразную смесь, за счет понижения давления, после чего он вновь забирает тепло из холодильной камеры.

Данный цикл будет повторяться до тех пор, пока в холодильнике не образуется необходимая температура, заданная системной программой. Как только она упадет ниже запрограммированной отметки, цикл вновь возобновится.

Устройство компрессора в холодильнике

Это, пожалуй, самая важная деталь, благодаря которой охлаждающий хладагент циркулирует по системе. В современных холодильниках применяется инверторное управление устройством, тем самым создатели добились продление жизни «двигателя» агрегата.

Для более эффективной функциональности применяют пускозащитное реле, которое направлено на защиту компрессора от перегрева. Оно отвечает за активирующий фактор пусковой обмотки. Так как компрессор имеет несинхронный вид работы, внутри него деталь из металла нагревается по мере работы, когда он достигает определенной температуры, реле произведет отключение системы, дабы предотвратить перегрев.

Двухкамерные холодильники

Единственное, что можно отметить, так это то, что на каждую камеру идет свой испарительный элемент, и эти оба отсека полностью изолированы друг от друга. Сам принцип работы двухкамерного агрегата заключается в том, что фреон, перед тем как поступить в камеру холодильника, сначала остужается испарителем в морозильной камере до определенной отметки, и только после остужения он поступает в вышеуказанный отсек, где забирает тепло, и все происходит по уже описанному выше циклу работы. Как только будет достигнута нужная температура, система останавливает компрессор холодильника.

Сегодня в быту намного чаще применяются двухкамерные агрегаты, в которых применяется один компрессор на всю систему. Однако имеются и двухкомпрессорные агрегаты с каждым отдельным «двигателем» на холодильную и морозильную камеры. Это позволяет выключать отдельный ненужный компрессор в случае необходимости и прекратить работу одной из камер без вреда работоспособности.

Абсорбционный холодильник

Принцип работы в данных агрегатах связан с тем, что они испаряют свою рабочую смесь. Зачастую для этого применяют аммиак. Циркуляция хладагента осуществляется при помощи его растворения в водной среде. После чего данная смесь элементов поступает в систему, и когда она попадет в так называемый дефлегматор, она разделяется на две первоначальные составляющие. Когда после данной реакции, аммиак будет использован, он попадает в конденсатор, где превращается в жидкость, и цикл вновь повторяется.

Однако данные типы холодильников в быту применяются крайне редко, так как сам по себе аммиак является ядовитым. Они используется как альтернативная замена компрессорным агрегатам, если не имеется возможность их установить.

Заключение

Мы рассказали вам о том, каков принцип работы и устройство холодильника, какие они бывают по типам, и как протекает процесс работы. Данная статья сможет объяснить Вам, как устроен ваш агрегат, и поспособствует пониманию правильной эксплуатации устройства.

ТЕПЛОВЫЕ И ВОЗДУШНЫЕ ПОТОКИ

В работе холодильника используют основные законов термодинамики. Как это происходит, следует рассмотреть подробно. Прежде всего, нужно отметить простые, интуитивно понятные факты:

• Холодильник отбирает тепло из объектов, которые находятся внутри него, а не целенаправленно охлаждает продукты.
• Тепло распространяется от теплых предметов к более холодным. Чем выше разность температур объектов, тем быстрее перемещается тепло, и так происходит, пока температура станет везде одинаковой.

Когда в холодильник кладут теплые продукты, тепловая энергия уходит из них в окружающий воздух морозильной камеры или низкотемпературного отделения. Содержимое в результате охлаждается, и этот эффект мы отмечаем, как желательный. Но поскольку воздух нагрелся, его тоже, в свою очередь, нужно где-то охладить.

Для удаления избытка тепла из нагретого воздуха и замены его возле охлаждаемых продуктов важна правильная организация воздушных потоков. Движение воздуха осуществляет принудительная вентиляция. Воздух проходит через испаритель, оснащенный вентилятором. Там тепло передается хладагенту (обычно газу фреону) быстро, поскольку велика разность температур. Температура фреона достаточно низкая - от -10ºС до -40ºС. В классических холодильниках хладагент протекает по каналам в стенках морозильной камеры и радиаторам, выступающим внутрь основной камеры. Их располагают сверху, чтобы более тяжелый холодный воздух опускался вниз самотоком.

СИСТЕМА РАЗМОРАЖИВАНИЯ

При открывании двери холодильника внутрь попадает много теплого и насыщенного влагой воздуха. Испаритель очень холодный, и вода сразу конденсируется на его поверхности, покрывая ее инеем, а затем - все более толстым слоем намерзшего льда. Лед препятствует теплообмену между воздухом и фреоном. Эффективность работы холодильника падает, он потребляет больше электроэнергии и сильнее изнашивается. Для предотвращения этого нужно время от времени размораживать холодильник.

Современные системы размораживают по таймеру - через 6-12 часов охлаждение воздуха прекращается, несколько минут лед тает, и поверхность испарителя освобождается от него. Таймер бывает механический или автоматический. Сложная электроника или ручной таймер регулярно прекращает работу компрессора и включает оттайку (электронагреватель), которая подогревает испаритель. Стекающую воду собирают в поддон через дренажные отверстия, откуда она испаряется, если воды много - придется ее вылить вручную. Для защиты охлаждающего контура от перегрева при оттаивании устанавливают термостат. Он размыкает электрическую цепь по достижении определенной температуры.

КОНТРОЛЬ ТЕМПЕРАТУРЫ

Охлажденные продукты выделяют меньшее количество тепла, воздух остается холодным длительное время. Термостат регулирует процесс, включая и выключая компрессор на основании показаний термометра. Рабочий диапазон температур настраивают рукояткой регулировки, обычно он составляет несколько градусов.

Как правило, в холодильнике лишь один испаритель, он поставляет холодный воздух повсюду - в морозилку и основное отделение. Для поддержания в морозилке более низкой температуры охлажденный воздух преимущественно находится в ней, лишь малое его количество поступает в другие отсеки. Баланс воздуха между морозильником и основным отделением регулируют заслонкой. Она находится в канале, соединяющем отсеки, и работает под управлением отдельного регулятора.

КУДА УХОДИТ ТЕПЛО?

Нагретый фреон из испарителя подают в компрессор, где сжимают поршнем и он сильно нагревается, согласно законам термодинамики. Электрическая энергия из сети переходит в обмотках двигателя в механическую, а затем в поршневой камере - в тепловую. Законы сохранения выполняются безупречно. Вывести излишнее тепло из раскаленного фреона просто, он горячее комнатного воздуха и охлаждается при прохождении через конденсатор - решетку, выступающую наружу на задней стороне холодильника.

В «продвинутых» моделях холодильников воздух продувается через конденсатор отдельным вентилятором. Тепло конденсатора можно использовать для испарения воды из поддона, стекающей в него при разморозке. Таким образом, влага возвращается туда, откуда пришла - в окружающую холодильник атмосферу. Охлажденный в конденсаторе фреон поступает обратно в холодильный контур, где компрессор создает разрежение, и газ расширяется, достигая очень низких температур. Цикл повторяется. Задача инженеров-разработчиков - правильно рассчитать объем и форму камер холодильника, мощность устройств, чтобы КПД системы был максимальным. Современные холодильники в этом отношении доведены до идеала.

Статья специально написана простыми словами, чтобы обычный владелец любого бытового холодильника смог бы разобраться в устройстве этой техники.

Дополнительная информация

Давайте рассмотрим устройство холодильника компрессионного типа и как он работает.

Все части холодильника:

Компрессор;

Конденсатор;

Испаритель;

Капиллярная трубка или ТРВ (термо-регулирующий вентиль);

Трубки для их соединения, имеют замкнутую герметичную систему .

В каждой системе холодильника закачан фреон. Фреон - это хладагент, с помощью которого переносится тепло из внутренней части холодильника в окружающую среду. Когда компрессор работает, то он создает давление в несколько атмосфер, сжимая фреон, выталкивает его в конденсатор, где он остывает. В конденсаторе фреон начинает остывать и переходит из газообразного состояния в жидкое состояние. К конденсатору припаян фильтр-осушитель, а к фильтру капиллярная трубка. Фильтр служит для улавливания твердых частиц и влаги в системе (если они имеются). По тонкой капиллярной трубке фреон поступает в испаритель. В испарителе фреон начинает активно вскипать и начинается охлаждение камеры. И весь цикл повториться снова много раз.

На сегодняшний день, данная работа любого бытового холодильника Атлант , Индезит, Самсунг или Либхер основан на таком принципе.

Почему не стоит ремонтировать холодильник своими руками

Без определенных знаний лучше не лезть и не разбирать холодильник. своими руками без специального инструмента практически невозможно. Такой ремонт может привести к более серьезной неисправности и сэкономить деньги тут уже точно не получиться. Для ремонта необходимо имет: горелку, баллон с фреоном, вакуумный насос, припой и т.д. Согласитесь, сделать ремонт мастеру по холодильникам не составит труда. А если Вы собрались сделать заправку фреона своими руками, то необходимо потратить около 15тыс. рублей только на покупку необходимого инструмента! И вы точно не сэкономите на ремонте - это факт!

Доверьте ремонт холодильников профессионалам своего дела - звоните!

Устройство бытового холодильника состоит из нескольких частей:

На рисунке представлено устройство двухкамерного бытового холодильника с одним компрессором. Холодильная камера – плачущий испаритель. Морозильная камера – без "No Frost".

Устройство двухкамерного холодильника с одним компрессором

1. Нагнетательный трубопровод
2. Конденсатор
3. Капиллярная трубка

Холодильник представляет из себя довольно надежный агрегат. Если холодильник не имел производственных дефектов, или Вы сумели выявить их и устранить в течении гарантийного срока, он будет работать без ремонта не менее пяти - семи лет, а отдельные экземпляры при надлежащем уходе могут продержаться и значительно дольше (см. ). Для того, чтобы отремонтировать холодильник самому, нужно представлять его устройство:

Теперь, когда мы ознакомились с устройством холодильника, предлагаем следующую последовательность действий:

1. Попытаться определить неисправность. подавляющем большинстве случаев это несложно следуя инструкции по диагностике неисправностей.
2. Если возможно, отремонтировать самостоятельно Человек знакомый устройством холодильника и обладающий минимальным набором инструментов в состоянии устранить большинство неисправностей не связанные с разгерметизацией системы.
3. Если самостоятельный ремонт невозможен - выбрать фирму, определиться со стоимостью ремонта и вызвать мастера.
4. По окончании ремонта придерживаться рекомендаций по эксплуатации холодильника.

Последовательность действий по выявлению вышедшей из строя детали и рекомендации по ремонту. Для компрессорных холодильников без системы No Frost.

1. Проверьте напряжение в розетке, оно должно быть в диапазоне 200-240 Вольт, если это не так, холодильник работать не обязан (хотя, некоторое время может и проработать, особенно старые модели.)

   Все ремонтные работы надо проводить с отключенным от сети и размороженным холодильником!
   

2. Холодильник не включается.

   а) Проверьте, горит ли лампочка внутри холодильника, если раньше горела, а теперь не горит - неисправность в сетевом шнуре или электрической вилке (это довольно распространенная неисправность и не обязательно вызывать мастера по ремонту холодильников чтобы её устранить).

   б) Если лампочка загорается первым делом надо проверить терморегулятор:

   Находим два провода подходящих к терморегулятору, снимаем с клемм и соединяем между собой. Если
   холодильник после этого заработает - меняем терморегулятор и ремонт закончен.

   в) Если терморегулятор исправен. Аналогичным образом проверяем кнопку размораживания холодильника.

   г) Для дальнейшей диагностики понадобится омметр. Отсоединяем и позваниваем пусковое и защитное реле (они могут быть собраны в одном корпусе), если находим обрыв - заменяем дефектную деталь.

   д) Остался электродвигатель мотор-компрессора, заменить его без участия специалиста затруднительно, но раз уж мы до него добрались стоит узнать в чем конкретно заключается неисправность. Дефектов у этого агрегата может быть три:

   Обрыв обмотки;
   - межвитковое замыкание обмотки;
   - замыкание на корпус мотор-компресора;

   Как их выявлять в общем понятно: все три контакта электродвигателя должны звониться между собой и не звониться с корпусом. Если сопротивление между любыми двумя контактами меньше 20 Ом -это может говорить о межвитковом замыкании.

   е) Если Вы аккуратно проделали предыдущие пункты и не нашли неисправности - это скорее всего говорит об окислении контактов в одном из соединений электросхемы холодильника. Внимательно осмотрите и зачистите все контактные группы которые Вы разбирали, восстановите схему холодильника в обратном порядке - холодильник должен заработать.

3. Холодильник запускается, но через несколько секунд выключается.
   а) Дефект биметаллической пластины 11.1 защитного реле: определяем неисправность и заменяем деталь.
   б) Дефект катушки (или иного датчика силы тока) 12.1 пускового реле: определяем неисправность и заменяем деталь.
   в) Обрыв пусковой обмотки электродвигателя 1.2: определяем неисправность и вызываем мастера по ремонту холодильников для замены мотор-компрессора.
4. Холодильник работает, но не морозит.

   а) Утечка фреона: Определяется следующим образом - если компрессор работает и количество фреона в норме, конденсатор должен нагреваться, потрогайте его рукой (осторожно, он может нагреваться до 70 градусов), если после продолжительной работы двигателя он остается холодным, значит имеет место разгерметизация системы. Отключаем холодильник от сети и вызываем мастера.
   б) Нарушение регулировки терморегулятора. Прибор можно временно заменить на заведомо исправный, если холодильник заработает в нормальном режиме - отдать неисправный терморегулятор на регулировку.
   в)

5. Холодильник слабо морозит

   а) Нарушение регулировки терморегулятора. Прибор можно временно заменить на заведомо исправный, если холодильник заработает в нормальном режиме - отдать неисправный терморегулятор на регулировку.
   б) Потеряла форму и эластичность резина уплотнителя дверцы холодильника. Если дверца закрывается негерметично, в холодильник будет попадать теплый воздух, температурный режим выдерживаться не будет и мотор-компрессор будет работать с повышенной нагрузкой. Внимательно осмотрите уплотнитель, дефектный - замените. (см. также следующий пункт)
   в) Дверцу холодильника повело. Регулировка геометрии дверцы осуществляется изменением натяжения двух диагональных тяг, находящихся под панелью дверцы. Подробнее о том, как отрегулировать дверцу см устранение щелей дверец холодильников
   г) Снижение производительности мотор-компрессора. Это трудно диагностируемая неисправность, вызываем мастера

6. Холодильник сильно морозит

   а) Если холодильник время от времени отключается, но температура в нем слишком низкая - немного поверните ручку терморегулятора против часовой стрелки, если это не помогает - см.
   б) Забыта в нажатом положении кнопка быстрой заморозки - выключите её.

3. Советы по эксплуатации холодильника

Многие неисправности приводящие впоследствии к дорогостоящему ремонту холодильника возникают в результате неправильной эксплуатации агрегата. Здесь мы приведем некоторые простые советы:

а) Если холодильник по каким либо причинам был выключен, подождите пять минут прежде чем снова его включать. Этот процесс можно автоматизировать см

б) Если холодильник был разморожен, не загружайте его продуктами прежде чем он не отработает пустым один цикл и не отключится.

в) Не устанавливайте указатель терморегулятора дальше середины шкалы, значительного выигрыша по температуре это не даст, а двигатель будет работать в напряженном режиме.

г) На некоторых холодильниках в глубине холодильной камеры (на задней стенке) расположен "плачущий испаритель". Не прислоняйте к нему продукты и не забывайте прочищать расположенный под ним сток для воды.

д) При размораживании холодильника недопустимо отковыривать лед используя твердые предметы, размораживайте только теплой водой.

е) На некоторых холодильниках есть кнопка "быстрой заморозки" (обычно желтого цвета) эта кнопка замыкает контакты терморегулятора и двигатель работает не отключаясь. Не забывайте эту кнопку в нажатом состоянии.

ж) Не храните в холодильнике растительное масло, маслу это не требуется, а резина уплотнителя дверцы холодильника теряет эластичность.

з) Не ставьте холодильник около отопительных приборов.

Всего хорошего, пишите to © 2005

Хозяевам не приходится задумываться об устройстве такого прибора, как холодильник. Главное, чтобы он вырабатывал холод круглый год, не шумел, не ломался, расходовал минимум электричества. Однако многие владельцы и не подозревают, что бытовые холодильники довольно хрупки, несмотря на свой внушительный внешний вид. Возможно, если им узнать принцип работы приборов, то они не допустят распространенных ошибок в ходе их эксплуатации.

Для начала расскажем о том, как именно эти агрегаты работают. Говоря простым языком, объясним, почему в холодильнике холодно даже в самый жаркий день. Постараемся обойтись без сложных технических деталей и ни одной важной мелочи не упустить.

Что такое хладагент

Даже если вы и не знаете, как устроен ваш холодильник, то о такой его составляющей, как хладагент, наверняка слышали. Под этим названием скрываются всевозможные жидкие химические вещества, циркулирующие по трубкам-конденсаторам в ваших холодильниках. По своей роли они – как кровь в кровеносной системе. Самый распространенный хладагент – фреон.

В русскоязычных странах хладагенты часто называют «хладонами», но их качества от этого не изменяются.

Принцип работы примерно такой же, как и у воды в системах отопления. Такой же, но со знаком «минус» – задача фреона не нагреть помещение, а забрать из него тепло. Сперва хладагент под давлением или воздействием тока превращается в газ, нагревается, затем по трубкам циркулирует в стенках холодильника, конденсируясь (становясь жидким). По простейшим законам термодинамики, во время этого процесса происходит отъем тепла из воздуха.

Различия холодильников по принципу действия

Теперь о самом сложном – принципе действии холодильника. То есть мы поговорим о том, каким образом внутренним камерам бытовых приборов передается холод. Существует три типа конструкций холодильников:

• компрессионные – в такой конструкции обязательно присутствует мотор-компрессор, а вещество-хладагент под воздействием давления постоянно переходит из жидкого в газовое состояние, одновременно отбирая тепло из камер;
• абсорбционные – в целом схожи с компрессорными моделями, но сам компрессор в них заменен на ТЭН (электрический нагреватель в виде трубки); изменение агрегатных состояний хладагента происходит под воздействием тока;
• термоэлектрические – в них совсем нет хладагента, а поглощение тепла (читайте выше про охлаждение) происходит за счет особых проводников, по которым проходит ток.

В прошлом выпускались еще и пароэжекторные холодильники, но сегодня это устаревший принцип устройства холодильного оборудования. В то время как у абсорбционных и термоэлектрических моделей чрезвычайно высокое потребление электричества, компрессорные агрегаты экономичны, служат долго, очень легко ремонтируются, к тому же являются самыми дешевыми. Единственный их минус – повышенная шумность.

Обращаться с компрессионными холодильниками нужно осторожно – компрессор чрезвычайно уязвим, может сломаться от сильной встряски, простого наклона, .

Компрессионное устройство холодильника сегодня – это самый массовый вариант. Поэтому этим моделям мы уделим больше всего внимания.

Устройство компрессионных холодильников

Неизменные составные части бытовых приборов, устроенных по компрессионному принципу, следующие:

– компрессор – самый громоздкий и шумный прибор, создающий давление на хладагент;
– конденсатор – трубопровод в виде сетки на задней стенке холодильника; по нему циркулирует хладагент;
– испаритель – трубопровод с низким давлением; в нем хладагент становится жидким, забирает тепло из атмосферы в камерах и морозильнике.

Также в конструкцию бытовых приборов иногда включают и другое оборудование – фильтры, расширительные вентили и другие необязательные составляющие.

Войдя снова в жидкое состояние, фреон возвращается к компрессору, и цикл повторяется. На одном и том же запасе хладагента холодильник может бесперебойно работать десятилетиями.

Компоновка холодильников

О том, как работает современный холодильник, мы рассказали. Теперь перейдем к более понятной рядовому пользователю теме – компоновке, то есть к способам расположения камер.

Компоновка является очень важной частью внутреннего устройства холодильника. Наиболее распространены три подвида:

• азиатская – морозильная камера расположена сверху; именно по такой схеме выпускались бытовые приборы в СССР; больше подходит для небольших моделей с маленькой вместимостью;
• европейская – самая распространенная разновидность, когда морозилки располагаются снизу, что упрощает конструкцию конденсаторов, удешевляет производство холодильника; схема оптимальная для холодильников средних размеров;
• американская – схема, популярная практически исключительно в Штатах, оттуда модели и поставляются на отечественные рынки; холодильные и морозильные камеры устроены «бок о бок», то есть разделяются по вертикали.

Американский способ компоновки более подходит для вместительных моделей, вплоть до 700 литров.

Подобное внутреннее устройство имеет большая часть холодильников на рынке. Особенно многочисленны среди них компрессионные модели – до 90% из всех выпущенных в мире.

Теперь вы будете в курсе, каким образом устроены большинство современных холодильников, какими они бывают в зависимости от компоновки.