Принцип работы теплосчетчика на отопление

Виды счетчиков на отопление, принцип работы и правила выбора устройств

С помощью этих приборов возможно отследить реальный расход тепловой энергии, и при оплате за потребленное тепло получается неплохая экономия. После установки индивидуальных учетных приборов у каждого владельца квартиры появляется желание не только экономить ресурсы, но и выполнить мероприятия, направленные на утепление помещения. Преимущества очевидны, и многие потребители решаются установить прибор в своем доме. При этом многих волнует ряд вопросов – когда окупятся расходы на счетчики отопления, и какое устройство лучше установить.

Целесообразность установки счетчиков

Расходы на отопление с каждым годом увеличиваются, и многие решаются на установку индивидуального счетчика отопления. Сделать это вполне реально, если на доме установлен общедомовой учетный узел. Еще одно условие – разводка отопления по горизонтали. Проблема в том, что большинство многоквартирных домов имеют вертикальную разводку, в комнатах проходят стояки, запитывающие радиаторы. В этом случае счетчик придется монтировать на все стояки, а это мероприятие не из дешевых.

Обладателям горизонтального типа разводки установка в квартире счетчиков на отопление принесет неоспоримую выгоду, которая будет зависеть только от тепловых потерь в вашем помещении. В случае, когда ваша квартира не угловая, в ней мало стен, граничащих с улицей, установлены непродуваемые окна, хорошо утеплена входная дверь – выгода получится большой. Установив учетный прибор, вы сами сможете убедиться, что новая плата окажется значительно меньше, чем начисления на общих основаниях.

Это не все. На сегодняшний день начисляют оплату на обогрев по учетным приборам только в том случае, когда они установлены и введены в действие во всех квартирах и нежилых помещениях вашего дома. Реально это для только что построенных домов, которые уже сдаются с установленными приборами. В прочих домах подобные случаи еще редки, и это продолжает вселять сомнения в целесообразность подобных действий.

Принцип работы

Функционирование тепловых счетчиков на отопление для квартир основана на расчетах потребляемой тепловой энергии с применением сведений, полученных от датчика расхода и двух температурных датчиков.

Зависимость количества тепловой энергии от разности температуры и расхода воды определяется обычной формулой Q = G · (t1 — t2), Гкал/ч, в которой G – массовый расход теплового носителя, t1 и t2 – показатели температуры воды на входе в контур и на выходе.

По формуле видно, что для вычисления количества тепловой энергии потребуются сведения о расходованном количестве теплового носителя и разности температур, на которую произошло остывание.

Сведения о расходованном теплоносителе определяются и передаются с помощью вычислителя датчика расхода теплового счетчика, а сведения о температуре передаются температурными индикаторами, установленными на входе и на выходе системы.

Вычислительный элемент обрабатывает сведения, полученные от подсоединенных датчиков по указанной формуле, и переносит замеры величин в архив. Данные о потребленном тепле снимаются визуально или передаются на компьютер с помощью специального съемного устройства.

Виды тепловых счетчиков

Различают несколько видов счетчиков на отопление в квартиру. Каждый из них имеет определенные недостатки, идеального варианта нет, но выбор делать приходится. Предлагаем рассмотреть технические характеристики и особенности каждого прибора.

Механические

Их второе название – тахометрические. По своей сути они напоминают простые счетчики учета воды – имеют под крышкой корпуса крыльчатку. По варианту монтажа такие устройства разделяются на турбинные и винтовые. Приборы плохо реагируют на примеси в воде механического характера, поэтому на входе теплового носителя устанавливается фильтр грубой чистки. Достоинство счетчиков этого вида в приемлемой стоимости, что и придает им популярность.

Механический счетчик тепла

Электромагнитные

Приборы с широким функциональным диапазоном, но стоят дороже остальных видов. Если в воде присутствуют примеси, точность замеров понижается.

Вихревые

Внутри счетчика имеется небольшое препятствие, после которого тепловой носитель начинает закручиваться вихрями. По скоростному режиму их движения определяется поступательная скорость горячей воды. Главное отличие от других приборов – устанавливаются вихревые модели между трубами подачи и обратки.

Ультразвуковые

Такие теплосчетчики для отопления являются высокоточными приборами, стоят достаточно дорого. Оценка количества теплового носителя основана на скорости прохождения ультразвуков. Конструктивно прибор состоит из двух частей, устанавливаемых на подачу и обратку. Точность замеров ухудшится, если в воде окажутся механические примеси или воздушные пузырьки, поэтому на подаче перед прибором рекомендуется выполнить монтаж фильтра.

Приобретая счетчик, необходимо обратить внимание на сертификат качества, в котором отмечаются сведения о поверке прибора. Кроме того, в документе проставляется дата поверки и наименование организации, которая ее провела.

Критерии выбора

Разберемся, по каким основным критериям выбирается тепловой счетчик:

• сертификация – прибор обязательно регистрируется в Государственном реестре измерительных средств и проверяется на точность,
• погрешность замеров – она не должна быть более или менее четырех процентов, если разность температур составляет от двадцати градусов,
• погрешность при измерении массы – здесь опускаются отклонения в пределах двух процентов. Существенную роль играет способность счетчика определить разность масс,
• диапазон замеров расхода – по норме он должен быть не ниже 1 к 25,
• диапазон температурных показателей – нормативно определен не более 200 градусов,
• показание замеров разницы температур – раньше значение было не менее 10 градусов, для современных моделей установлен показатель в 3 градуса,
• потеря давления – в преобразователях расхода тепловых счетчиков есть сопротивление гидравлическому напору,
• длина прямых труб – многим типам устройств необходима значительная длина до точки установки и после нее,
• регистрация давления и температурного показателя – почти в каждой модели есть такая возможность для температуры, а для давления – у некоторых,
• измерительные каналы – счетчики представляют собой измерительные системы, осуществляющие полный перечень функций по замерам тепла и массы, давления и температуры, продолжительности нормальной работы.

Кроме этого, при выборе учетного прибора потребителю рекомендуется уточнить, какими возможностями обладает тепловой счетчик:

• архив и его глубина,
• система диагностирования – самостоятельно проверяет работоспособность отопительного прибора,
• наличие возможности связи с компьютером,
• энергетическая независимость,
• интервалы между проверками,
• условия эксплуатации по снятию показаний,
• комплектация поставки,
• гарантийные сроки,
• стоимость прибора.

При выборе счетчика на отопление учитывайте его архив и глубину

Технические ограничения установки

Если говорить о давно построенных многоквартирных домах, то почти во всех система отопления разведена вертикально. Это означает, что по квартире проходит несколько стояков, и на каждый из них устанавливать тепловые счетчики для отопления не выгодно. Для подобных систем предлагается устанавливать распределители, которые замеряют расход теплового носителя по разнице температурного режима в помещении и на радиаторе. Стоимость одного такого распределителя около одной тысячи рублей. Расходы на установку могут достигнуть от двух до шести тысяч, в зависимости от комплектности.

Особенности монтажа теплосчетчика

Разберемся, как установить счетчик на отопление.

Чтобы отопительный сезон начать с установленным учетным прибором, рекомендуется начинать действовать заблаговременно. Порядок следующий:

• необходимо обратиться в жилищно-коммунальную службу, в которой выдаются технические условия на подключение учетного прибора. Все параметры по температуре и давлению сети будут указаны на одном листе,
• после этого приобретается прибор. Лучше всего это делать в легальной организации, чтобы счетчик был сертифицирован на качество. Чек сохраняется, в сертификате проверяется дата поверки,
• выбирается проектная организация, имеющая право на выполнение данных услуг. По имеющимся техническим условиям и приобретенному прибору составляется проект,
• с готовым проектным заданием вы ищете организацию, выполняющую установку приборов. Она согласовывает время работ с ЖЭК. Будет лучше, если их выполнят во время, когда в отопительной системе отсутствует вода. Это поможет сэкономить не только время, но и деньги,
• установка выполняется быстро, в течение двух часов. Предварительно придется подготовить место для сварочных работ,
• как только монтажные работы выполнены, со всеми документами отправляйтесь в ЖЭК, чтобы они приняли счетчик в эксплуатацию. В назначенное время к вам прибудет их представитель, опломбирует прибор, составит акт ввода в эксплуатацию, один из его экземпляров выдаст вам на руки. Остается только заключить договор на оплату, и можно оплачивать расход тепловой энергии по учетному прибору.

Установленный теплосчетчик

Весь процесс занимает от двух до трех месяцев, так что подобные мероприятия следует начинать заблаговременно, чтобы все успеть до начала отопительного сезона.

Если нет свободного времени, можно найти организацию, которая выполнит всю работу по оформлению и установке за вас. Только подобные услуги обойдутся значительно дороже.

Регистрация и поверка

Если счетчик для системы обогрева устанавливает лицензированная компания, способная самостоятельно и профессионально выполнить проектную документацию, монтажные работы и последующее за этим техобслуживание учетных приборов, о ее специалисты смогут выполнить полный комплекс требуемых мероприятий, вплоть до регистрации учетного прибора и ввода его в эксплуатацию.

Новый прибор по учету тепловой энергии реализуется с первичной проверкой, которая выполняется заводом-изготовителем. Подтверждением такого мероприятия является специальное клеймо в виде наклейки и соответствующая запись, исполненная как на приборе, так и в сопроводительной документации.

Следующую проверку прибора выполняют после того, как истек срок межпроверочного интервала. В таких случаях владельцам необходимо обращаться:

• в местные отделы,
• коммерческие организации, обладающие подобными полномочиями,
• на сервисные центры производителей.

Большинство компаний, реализующих учетные приборы тепла, выполняют их последующее техобслуживание, беря на себя функции организации очередной поверки.

Принцип работы холодильника: как работает устройство, схема конденсатора, как утроен испаритель принципиально

Компрессорные холодильники, устройство и принцип действия

К устройствам подобного рода относятся такие известные марки, как Stinol, Indesit или ATLANT, которые в большинстве случаев стоят у многих в домах. Основным принципом их работы является работа установленного компрессора, обеспечивающего охлаждение воздуха в обычной и морозильной камерах.

Если рассматривать устройство компрессорных холодильников, можно выделить основные агрегаты и части, являющиеся обязательными комплектующими данных моделей:

• Мотор холодильника (компрессор). В зависимости от конструкции, они подразделяются на модели линейного или инверторного типа. Охлаждающая жидкость, в качестве которой во всех холодильниках является фреон, под действием компрессора перемещается по специально расположенным трубкам и обеспечивает понижение воздуха в камерах.
• Конденсаторная панель. Представляет собой систему из трубок, которые закреплены либо сбоку, либо в задней части холодильника. За счет подобного расположения происходит теплообмен между окружающим воздухом в квартире или доме и теплом, вырабатываемым компрессором. За счет конденсатора, холодильник надежно защищен от перегрева. При этом следует учесть, что размещать его необходимо подальше от печей, обогревателей и стационарных радиаторов, так как в этом случае температура окружающего воздуха окажется повышенной, и перегрева избежать не удастся.
• Испаритель. Представляет собой узел, в который под давлением, создаваемым имеющимся компрессором, из конденсатора поступает фреон, при этом последний преобразуется из жидкости в газ (испаряется). Таким образом, хладагент отбирает тепло, которое присутствует во внутренних камерах, отводя его в конденсатор, и охлаждает имеющийся там воздух.
• ТРВ (терморегулирующий вентиль). Позволяет автоматически регулировать хладагент, поступающий в испаритель в зависимости от температуры паров фреона, выходящего из последнего.
• Хладагент. Как правило, для данной цели используют фреон или изобутан в газообразной форме. Проходя по трубкам через конденсатор, он охлаждает воздух во внутренних камерах холодильника.

Таким образом, вся холодильная установка работает за счет того, что способна поглощать тепло и затем отдавать его в окружающую среду.

Как уже было сказано выше, хладагент подается в испаритель, после чего за счет поглощения выработанного тепла нагревается и переходит в состояние газа. В этот момент включается компрессор (мотор) холодильника поршневого типа, который поршнем сжимает фреон, чем создает давление, необходимо для его протекания в системе.

Начиная свое движение, хладагент поступает в конденсатор, где отдает полученное тепло, его температура понижается, и он переходит в жидкостное состояние. Для того, чтобы правильно отрегулировать требуемую температуру во внутренних камерах, в современных моделях холодильников устанавливается терморегулятор, который позволяет выставить требуемый температурный режим либо дискретным способом (при помощи ручки), либо посредством электронного сенсорного дисплея.

После охлаждения фреон проходит в фильтр-осушитель, который удаляет из него излишнюю влагу. После чего хладагент вновь поступает в испаритель. Данная процедура будет повторяться до того времени, пока во внутренних камерах не будет установлена температура, выставленная регулятором. При достижении требуемого значения контроллер посылает сигнал на реле пуска, отключающее двигатель холодильника.

Однокамерные холодильники, устройство, принцип работы

Все холодильники компрессорного типа работают по принципу отдачи тепла в окружающую среду посредством применяемого хладагента. Фреон, попадая в испаритель, представляющий собой замкнутую систему алюминиевых трубок, поглощает имеющееся тепло из внутренних камер.

ВАЖНО! В однокамерных холодильниках, выпущенных много лет назад, испаритель расположен, как правило, наверху и является стенками морозильной камеры. С учетом того, что в старых моделях нет функции автоматического размораживания холодильника, это приходится делать вручную. В подобных случаях в процессе очистки морозилки от намерзшего льда запрещается пользоваться острыми предметами, так как при повреждении испарителя происходит утечка фреона, что приводит к серьезной поломке и последующему ремонту.

После того, как включается компрессор и создает необходимо давление, фреон начинает поступать из испарителя в систему конденсатора (представляет собой алюминиевые трубки, расположенные в стенках), где его температура начинает понижаться, и он переходит в жидкое состояние. Затем опять цикл повторяется, фреон через фильтр-осушитель и систему капилляров опять подается в испаритель, где превращается в газ.

Принцип работы компрессора

Компрессор представляет собой механизм поршневого типа, который перегоняет хладагент по системе трубок из алюминия из одного устройства в другое.

Когда фреон подается в конденсатор, он сжимается компрессором, за счет чего его температура начинает повышаться. Позднее, хладагент движется через систему трубок из алюминия, составляющих конденсатор и попадает в испаритель, диаметр трубок которого значительно больше. За счет падения давления, температура фреона опять начинает резко снижаться. Таким образом, он может опять забирать тепло, после чего снова направляться в конденсатор.

В целях безопасности, двигатель и компрессор выполняются, как правило, в одном корпусе, что обеспечивает их герметичность, исключающую протекание хладагента.

Внутри все движущиеся детали компрессора и двигателя обработаны специальным машинным маслом.

Двухкамерные холодильники, устройство и принцип работы

Отличия двухкамерных холодильника от устройств предыдущего типа заключаются в наличии двух испарителей, предназначенных для каждой из камер. Если в старых устройствах камеры были соединены, то в современных устройствах они отделены и полностью изолированы, при этом морозилка устанавливается в нижней его части, а основное отделение – в верхней.

По принципу работы подобные устройства также имеют принципиальные отличия. Вначале хладагент подается в испаритель морозильной камеры и охлаждает внутреннюю камеру до требуемой, отрицательной температуры. После чего он поступает в трубки испарителя основного отсека и также понижает температуру. Так же, как и в случае однокамерных холодильников, срабатывающий терморегулятор при достижении требуемой температуры отключает двигатель.

Как правило, большинство моделей холодильников, установленные в квартирах и частных домах, являются однокомпрессорными. Однако, иногда производители устанавливают два компрессора, принцип работы всего устройства останется абсолютно таким же. Различие заключается лишь в том что один из компрессоров работает только на морозилку, а второй – только на основное отделение.

Преимуществом двухкомпрессорных моделей является то, что при ненадобности существует возможность отключения одного из отделений (либо морозильной камеры, либо основной). Тем не менее, в старых моделях типа МИНСК 126, 128 так же существует возможность отключения одной из камер, однако она осуществляется за счет переключения нормально-открытого соленоидного клапана в закрытое состояние, благодаря чему происходит перекрытие подачи хладагента. Также в современных моделях существует возможность установки датчиков температуры, замеряющих показания как внутри, так и снаружи прибора.

Абсорбционные холодильники, как устроены, принцип работы

Так же, как и в холодильниках компрессорного типа, охлаждение внутренних камер в устройствах данного типа связано не с выработкой холода, а с испарением рабочей жидкости, в качестве которой чаще всего используют аммиак, однако, помимо него в ней также присутствуют водород или какой-либо еще инертный газ.

Подобные аппараты укомплектованы абсорбером, десорбером и дефлегматором. При растворении аммиака в воде вся смесь приходит в движение. Раствор, находящийся в абсорбере, за счет своих физических свойств, продвигается в десорбер, где снова разлагается на две предварительные составляющие. В конденсаторе рабочая смесь снова приходит в жидкое состояние, а затем опять отправляется в испаритель. Движение аммиака обеспечивается посредством струйных насосов.

Чаще всего холодильник абсорбционного типа используется там, где нельзя применять обычный компрессорный агрегат. В быту такие аппараты устанавливаются редко из-за имеющегося в их составе ядовитого вещества, крайне токсичного для человека.

Особенности работы холодильника и его модулей

Условия работы холодильника по параметрам окружающей среды

Как и у любого электрического прибора, у бытовых холодильников имеются ограничения по температуре окружающей среды, причем нижняя граница данного диапазона установлена в +5С.

В случае установки устройства на улице при наличии более низких или даже отрицательных температур, в работе холодильника могут возникнуть следующие проблемы:

• Некорректное функционирование термостата. Как указывалось выше, при достижении требуемой температуры терморегулятор подает сигнал, который размыкает электроцепь и прекращает подачу электрического тока на двигатель, после чего весь холодильник выключается. По море того, как воздух внутри камер начинает нагреваться, цепь замыкается, двигатель запускается, и устройство вновь начинает работать. Однако, при условии слишком холодных температур окружающего воздуха, особенно при их отрицательных значениях, термостат не сработает
• Проблемы с запуском компрессора. В аппаратах предыдущего поколения в качестве хладагента использовались жидкости R12,R22, которые при понижении температуры окружающей (и, соответственно, рабочей) среды ниже +5С приобретали повышенную вязкость, вследствие чего работа механизмов становилась затруднительной.
• Эффект «влажного хода» испарителя. Так как при низких температурах окружающего воздуха тепло в камерах холодильника будет отсутствовать, возникнут проблемы в функционировании испарителя. В компрессор будет поступать газ, насыщенный водяными парами, что через очень короткое время неизбежно приведет к его поломке.

Таким образом, эксплуатация аппарата при низких или отрицательных температурах значительно сократит время его службы и приведет к очень дорогостоящему ремонту.

Режим включения и отключения холодильника

Как правило, не существуют строгих ограничений по времени, в течение которого холодильник должен находиться во включенном либо выключенном состоянии. Эффективность его работы определяется возможностью достигать и поддерживать требуемую температуру как в основном отделении, так и в морозильной камере.

Тем не менее, существует такое понятие, как оптимальный коэффициент времени работы, который считается исходя продолжительности работы и суммарного времени работы и простаивания. Данный коэффициент получается при делении времени рабочего цикла на суммарную продолжительность.

Из расчета видно, что эффективность работы аппарата будет тем выше, чем меньшее значение будет иметь данный коэффициент К примеру, значение показателя в пределах 0,2 означает, что допущена ошибка в выставлении внутренней температуры. Однако, при приближении коэффициента к 0,6 это должно сигнализировать о том, что имеется утечка хладагента.

Принципы работы холодильника No Frost и с «плачущей» стенкой основной камеры

В подобных моделях No frost присутствует испаритель, располагающийся за панелью из пластика в задней стенке морозильной камеры. За ним помещен вентилятор, передающий холод посредством своей работы. За счет специально предусмотренных отверстий холодный воздух охлаждает сперва морозилку, а затеи и основную камеру.

Также данные модели оснащены автоматической системой размораживания, принцип работы которой заключается в том, что при помощи таймера через определенные промежутки времени в течение суток активизируется работа нагревательного элемента, установленного над испарителем. Таким образом, жидкость испаряется наружу, и иней не оседает на стенках морозилки.

Принцип работы «плачущей» задней стенки основан на том, что при работе испарителя на нем образуется лед. Потом, когда холодильник отключается на определенное время, наледь тает, а образовавшаяся жидкость стекает в специально предусмотренное технологическое отверстие (капельный способ).

Функция «суперзаморозки»

Данная функция предусмотрена в двухкамерных моделях современных холодильников, причем, способ запуска данной опции может быть как механическим, так и автоматическим. При подобном режиме компрессор морозилки работает до тех пор, пока все продукты полностью не промерзнут. После чего в устройствах с механическим регулятором ее нужно отключить вручную, в иных моделях она отключается автоматически спустя определенное время.

Максимальный срок работоспособности компрессора ограничивается, как правило, тремя сутками, после чего его требуется отключить во избежание перегрева компрессора.

Электрическая схема холодильника

Для того, чтобы полностью разобраться в причинах поломки подобных устройств, необходимо знать схему электрических соединений холодильника.

При подаче на одну из обмоток двигателя U пусковое реле замыкает контакты и остается в таком состоянии до достижения требуемой температуры, заданной переключателем. После того, температурный уровень достигнут, контакты размыкаются, и двигатель останавливается, а холодильник выключается.

Таким образом, представляя себе работу холодильника, можно осуществить его починку и заменив неисправные делали, вновь привести его в рабочее состояние.

Как устроен холодильник (19 фото)

Это чудо бытовой техники есть у каждого на кухне. Мы просто пользуемся им и никогда не задумывались, а почему в нём холодно? Я хочу вам наглядно показать принцип работы и устройство холодильника, а так же его родного брата – бытового кондиционера. За одно расскажу как работают холодильные витрины в супермаркетах.
И так начнем. Сердце холодильника и кондиционера – это компрессор. Устройство, которое занимается перекачкой хладагента внутри системы.

Вот этот “черный ящик” и есть основной агрегат холодильной установки. Компрессор кондиционера от него мало чем отличается.

Хладагент – он же фреон, имеет множество модификаций. В настоящее время в бытовых холодильниках используется R600a, а в кондиционерах R410a.

На этой схеме наглядно показан принцип работы холодильной установки. Стрелочки показывают направление движения фреона в системе.

Наверняка каждый из вас когда-то трогал черную решетку сзади у холодильника – она называется конденсатор (3). Во время работы компрессора(1) он будет всегда горячим – там находится газообразный фреон под довольно высоким давлением. Компрессор бытового холодильника может накачать до 12 атмосфер.

Вот здесь фреон будет охлаждаться и превращаться в жидкость, чтобы потом через специальную трубку попасть в испаритель. Назначение конденсатора – собрать фреон под высоким давлением, охладить его и превратить в жидкость.

На выходе из конденсатора фреон пройдет через специальный фильтр. Фильтр имеет наполнитель из специального силикагеля, который задерживает влагу и механические примеси. Срок службы наполнителя достаточный, чтобы холодильник проработал несколько лет.

А если холодильник перестал работать – одной из причин может быть неисправный фильтр. Он попросту перестает выполнять свою функцию и забивается металлическими опилками от износа компрессора или подгоревшим маслом.

После фильтра начинается самое интересное. Фреон попадает в капиллярную трубку и начинает терять давление. Одновременно он начинает ЗАКИПАТЬ! Это происходит из-за особенностей фреона – у него ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ температура кипения! Например, у фреона R404а – это МИНУС 47градусов.

Полученная на выходе из капиллярки паро-жидкостная смесь поступает в испаритель. Этот процесс называется дросселяция – резкий перепад давления через малое сечение капиллярной трубки. Они могут быть диаметром от 1,5мм до 0,3мм и длина трубки зависит от модификации фреона и типа компрессора.

Дальше – испаритель. Выглядеть он может по разному. В старых моделях – это морозильная камера (как на картинке). В новых моделях испаритель спрятан в задней стенке и обдувается вентиляторами (система No Frost). Поэтому современные холодильник практически не требуют разморозки.

В испарителе фреон будет кипеть, пока полностью не превратится в пар. При этом он забирает тепло из камеры холодильника, охлаждая находящиеся там продукты. А дальше фреон ждет снова компрессор, который запустит его по кругу: конденсатор-фильтр-капиллярка-испаритель.

Чтобы компрессор не сгорел и в вашем холодильнике была нужная вам температура в нем имеется вот такое устройство. Это термореле, которое отключает компрессор по достижении заданной температуры.

Знакомая штучка? Это всем известный бытовой кондиционер. Но если быть точным – то это только его внутренний блок, который размещен в квартире. Это – испаритель (по аналогии с холодильником). То есть в данном случае помещение и будет являться холодильной камерой.

А это наружный блок, в котором собственно находится компрессор и конденсатор. А управляете всем этим хозяйством вы, посредством пульта. Во внутреннем блоке находится система распределения воздушных потоков и вентилятор. В наружном блоке – еще один вентилятор и электронный блок управления компрессором.

Вот собственно и всё про бытовой холодильник и кондиционер. Но есть еще и “супер-холодильник” – система выносного холода.

Все мы ходим в магазины и видели там длинные ряды витрин. Все они работают от централизованной системы выносного холода, поэтому вы никогда не увидите у них привычные черные решетки (как у домашнего холодильника).

агрегат – компрессорный блок и конденсатор, находится вне торгового зала. А вся система спрятана от посторонних глаз.

В отличие от бытовых холодильников – это уже целая компрессорная станция. И таких должно быть две. Зачем? Ответ очень прост – есть два вида продукции: охлажденная и замороженная. Так вот для каждого вида продукции и устанавливают свою централь с компрессорной группой и конденсатором

Для компрессоров строится специальное помещение в подсобке магазина и попасть туда может только обслуживающий персонал (механик по холодильному оборудованию) организации, которая занимается обслуживанием и ремонтом такого оборудования.

Так как холодильная централь имеет много потребителей (витрин), то и фреона требуется достаточно много. А “излишки” собираются в ресивер. Вот он на картинке – вертикальный бочонок черного цвета. Ресивер стабилизирует количество фреона в системе и “хранит” неиспользуемый.

Фильтр в таких системах будет посерьезней, чем у бытового агрегата и ставится в каждой витрине. Увидеть устройство витрины вам не позволят декоративные накладки и полки. Но в принципе оно мало чем будет отличаться от системы NoFrost

Это испаритель промышленного холодильника. Примерно то же самое находится внутри задней стенки холодильника NoFrost. Плюс к этому еще и мощные вентиляторы, которые выдувают холодный воздух в охлаждаемую камеру. За счет конвекции испаритель практически не успевает обмерзать и почти не требует разморозки.

За режимом оттайки следит электроника с помощью температурных датчиков. Вот он – тонкий черный проводок с “капелькой” в самом верху. И если система работает правильно – испаритель будет оставаться чистым.

Это основное отличие магазинной витрины – ТРВ (терморегулирующий вентиль). Он заменяет в витрине капиллярную трубку и отвечает за количество фреона, поступающее в испаритель витрины.

Проходя мимо витрин можно заметить вот такие электронные табло. Это микропроцессор, который управляет температурным режимом. Он намного точнее, чем термореле в бытовом холодильнике, и имеет несколько настраиваемых функций.

А этот непонятный прибор – соленоидный клапан. Он необходим для перекрытия подачи фреона в испаритель витрины, когда процессор дает команду на оттайку. Увидеть его так же невозможно, потому что он спрятан под самой нижней полкой витрины и находится рядом с испарителем.

Наверное многие замечали вот такие устройства возле крупных магазинов? Это и есть конденсатор установки выносного холода. И чем больше в магазине витрин – тем больше будет конденсатор. Соответственно и количество фреона в таких системах измеряется уже десятками килограмм.

Так же система выносного холода имеет еще много разных устройств от механических до электронных, которые помогают ей стабильно работать в любое время года. А “самое главное устройство” – это грамотный механик-холодильщик, который сумеет настроить систему на правильный режим работы и будет поддерживать её работоспособность в течение всего срока эксплуатации.

Теперь вы знаете, как работают холодильник, кондиционер и витрины в магазинах.

Как работает холодильное оборудование?

Содержание

Содержание

Вы никогда не задумывались, почему в холодильнике — холодно, и что общего у морозильного шкафа и кондиционера? В этом материале разбираемся, как работает холодильное оборудование.

Замечали, что, когда вы выходите из душа, вам всегда прохладно? Дело в том, что влага при испарении поглощает тепло. А при конденсации, наоборот, тепло выделяется. На этих явлениях и основан принцип действия паровых компрессорных холодильных машин– в них по замкнутому кругу двигается специальная жидкость (хладагент). Хладагент испаряется в испарителе и конденсируется в конденсаторе. При этом испаритель охлаждается, а конденсатор греется.

Чтобы хладагент испарялся и конденсировался в нужных местах, в холодильном контуре должны присутствовать еще два элемента – компрессор и дросселирующее устройство.

Компрессор сжимает газообразный хладагент в конденсаторе, где он под действием высокого давления переходит в жидкую форму, выделяя тепло. А дросселирующее устройство (капиллярная трубка или терморегулирующий вентиль) затрудняет движение хладагента и поддерживает высокое давление в конденсаторе. После дросселя давление в контуре намного ниже, и попавший туда хладагент начинает испаряться внутри испарителя, поглощая тепло. Далее он, уже в газообразном виде, снова попадает в компрессор, и цикл повторяется.

Многие холодильные установки комплектуются дополнительными элементами.

Фильтр-осушитель устанавливается перед дросселирующим устройством. Его задачей является извлечение из хладагента воды и механических частиц. При его отсутствии капилляр может засориться или замерзнуть.

Терморегулятор (термостат) выключает компрессор при достижении необходимой температуры.

Ресивер повышает эффективность холодильной установки. Без терморегулирущего вентиля (с капиллярной трубкой) скорость выработки холода является постоянной. И, если она будет слишком большой, компрессор будет часто включаться–выключаться, а если слишком маленькой — охлаждение будет идти слишком долго. Использование ТРВ позволяет изменять скорость охлаждения в больших пределах, но требует наличия ресивера для компенсирования колебаний расхода хладагента.

Различные датчики температуры и давления, управляемые электроникой регуляторы давления и клапаны используются для повышения эффективности устройства и поддержания специфических режимов работы.

Из холода в жар

Чаще всего холодильная машина используется именно для охлаждения — испаритель расположен в охлаждаемом объеме, а конденсатор вынесен в окружающую среду. Так работают кондиционеры, холодильники и морозильники. Но холодильный контур не только поглощает тепло на испарителе, но и выделяет его на конденсаторе. Нельзя ли использовать холодильную машину «наоборот» — для обогрева, расположив конденсатор в обогреваемом помещении, а испаритель вынеся наружу?

Еще как можно. Холодильная машина использует электроэнергию не для непосредственного нагрева (как ТЭН), а для переноса тепла, поэтому эффективность ее выше, чем у обычного электронагревателя. Многие современные кондиционеры могут работать «наоборот», используя теплообменник внутреннего блока как конденсатор, а теплообменник внешнего блока – как испаритель. В таком режиме на 1 кВт потребленной мощности кондиционер может произвести 2–6 кВт тепла. Греть комнату кондиционером может быть значительно выгоднее, чем электрообогревателем!

Однако здесь есть некоторые тонкости — эффективность холодильной машины уменьшается при падении температуры на испарителе и ее росте на конденсаторе. Это связано с тем, что теплообмен между двумя веществами происходит тем быстрее, чем больше разница их температур. А поскольку температура кипения хладагента постоянна, то, чем ниже температура в испарителе, тем медленнее идет теплообмен и тем меньше тепла он вырабатывает при той же потребляемой мощности. И при температуре окружающей среды до -5…-10°С эффективность кондиционера как отопительного прибора становится невысока.

Поэтому использовать кондиционер для отопления дома или квартиры можно, только если температура зимой не падает ниже -5°С.

В местах с более холодным климатом в последнее время все большую популярность получают тепловые насосы – паровые компрессорные холодильные машины, у которых испаритель помещен под землю на глубину, большую глубины промерзания. Поскольку там всегда сохраняется положительная температура, эффективность теплового насоса не зависит от времени года. Такие устройства намного экономичнее электрических обогревателей и могут использоваться для отопления жилища круглый год при любой температуре. К сожалению, высокая стоимость тепловых насосов пока препятствует их популярности.

Виды компрессоров

Поршневые компрессоры устанавливаются в основном в холодильниках и морозильниках. В большинстве моделей поршень приводится в движение обычным электродвигателем, двигающим поршень через шатунно-кривошипный, кулачковый или кулисный механизм.

Существуют также электромагнитные (линейные) поршневые компрессоры. В них цилиндр расположен внутри катушки, создающей электромагнитное поле, которое приводит в движение поршень.

Поршневые компрессоры способны создавать высокое давление, обеспечивая большой перепад температур на испарителе и конденсаторе. Кроме того, обычный поршневой компрессор имеет достаточно простую конструкцию, не требующую высокой точности изготовления деталей, соответственно стоят они недорого. Однако недостатков у поршневых компрессоров тоже хватает:

• Несбалансированность однопоршневого компрессора является причиной высокого уровня шума и вибраций при работе.
• Большое количество движущихся деталей приводит к ускоренному износу и снижению ресурса.
• Опасность поломки при быстром повторном пуске. Сразу после остановки в цилиндре компрессора наличествует высокое давление. Если в этот момент включить компрессор, создается критическая нагрузка на двигатель, могущая привести к его повреждению.

Поэтому поршневой компрессор можно повторно запускать только через несколько минут после остановки, когда давление в системе выровняется. Защитой от повторного пуска снабжены далеко не все модели, поэтому холодильное оборудование рекомендуется подключать через реле времени с задержкой включения в 5–10 минут.

Ротационные компрессоры (иногда называемые роторными) создают давление за счет изменяющегося зазора между вращающимся ротором и корпусом компрессора.

Существуют различные модификации этого вида компрессоров — с эксцентричным ротором, с подвижными лепестками, с качающимся ротором, спиральный и т. п.

Все они обладают небольшими габаритами, низким уровнем шума и увеличенным ресурсом за счет снижения количества подвижных деталей. К недостаткам этого вида можно отнести сложность изготовления (ротор и корпус должны быть изготовлены с высокой точностью) и низкое максимальное давление. Такие компрессоры чаще используются в климатической технике, для которой не требуется создавать очень низкую температуру.

Ротационными и поршневыми список компрессоров не исчерпывается — существуют еще центробежные, винтовые, кулачковые и другие. Но в бытовой технике они используются реже.

Вне зависимости от вида компрессор может быть неинверторным (стандартным) или инверторным. У обычных компрессоров скорость вращения двигателя постоянна, для поддержания заданной температуры он периодически включается и выключается. В инверторных компрессорах двигатель подключен через частотный преобразователь (инвертор), с помощью изменения частоты напряжения меняющий скорость вращения электродвигателя. Такой компрессор поддерживает заданную температуру выставлением нужной скорости вращения. Инверторные компрессоры дороже, но экономичнее, эффективнее и имеют больший ресурс.

Типы хладагентов

В качестве хладагента в холодильных машинах используются различные жидкости и газы — аммиак, пропан, фреоны (смеси углеводородов). Используемый в холодильной машине хладагент сильно влияет как на ее характеристики, так и на условия эксплуатации. Например, кондиционер, заправленный фреоном R-134a (температура кипения -26,5 °С) при -30 на улице работать в режиме обогрева не будет вообще — фреон просто не вскипит в наружном блоке. Более того, попытка включения кондиционера в таких условиях с большой вероятностью приведет к его поломке — попадание жидкости (а не газа) в компрессор обычно выводит его из строя.

Чем ниже температура кипения хладагента, тем более низкую температуру можно получить на испарителе холодильной машины. Однако, понизить температуру в морозильнике, просто поменяв фреон на более «холодный», скорее всего, не выйдет — хладагенты с низкой температурой кипения требуют большего давления для конденсации. Компрессор, рассчитанный на фреон с высокой температурой кипения, просто не сможет создать такое давление. Поэтому при замене хладагента следует придерживаться рекомендаций из инструкции, и не заправлять хладагент с характеристиками, сильно отличающимися от рекомендованных.

В бытовых устройствах чаще всего используются следующие хладагенты:

Фреон R22 (хладон 22, хлордифторметан) до недавних пор часто использовался в холодильных и морозильных установках. Обладает достаточно низкой температурой кипения (-40,8°С), при утечке возможна дозаправка системы. Однако из-за вреда, наносимого окружающей среде (разрушение озонового слоя) R22 в последнее время используется редко, а во многих странах вообще запрещен.

R410A и R407С (хлорофторокарбонат, температура кипения -51,4°С) используются взамен R22. Они не вредят экологии, но требуют большего давления для конденсации, поэтому техника, заправляемая R410 или R407, стоит дороже. Кроме того, при возникновении утечек в системе, заполненной этими фреонами, могут возникнуть проблемы. Эти фреоны состоят из нескольких компонентов, которые улетучиваются неравномерно, поэтому при утечке более чем 40 % R410A дозаправка уже невозможна. Еще хуже обстоит дело с R407C – при возникновении утечки систему следует перезаправлять полностью.

R134 (тетрафторэтан) используется в кондиционерах взамен вышедшего из употребления R12. Температура кипения R134 составляет -26,3°С, поэтому в низкотемпературной технике он не используется. Однако, хоть R134 и не вреден для озонового слоя, он относится к газам, усиливающим парниковый эффект, поэтому безвредным его назвать нельзя.

R600a (изобутан) все чаще используется в холодильной технике вместо менее экологичного R134. Его преимуществами являются низкое давление конденсации и высокая удельная теплота парообразования – холодильники, использующие этот фреон, дешевле и экономичнее. Однако из-за высокой температуры кипения (-12°С) заправленную им технику нельзя использовать на улице при отрицательных температурах.

Следует также помнить о том, что каждый тип фреона требует использования определенного вида масла для смазки деталей компрессора. Обычно тип (а иногда и марка масла) приводятся в сопроводительной документации к фреону. Использование других масел может привести к поломке компрессора.

Как видно, ничего сложного в холодильной технике нет, а понимание принципов ее работы может значительно продлить жизнь технике, позволить сэкономить на электроэнергии и уберечь от неправильных действий, могущих привести к поломке прибора.

Принцип работы холодильника

Принцип любого холодильника, начиная от первых ледников, — разница температур. Только если в древности охлаждение было пассивным, продукты держали в кусках льда, то 20–й век подарил человечеству фреон — «кровь» современных холодильников. Фреоны (хладоны) в качестве холодильных агентов (хладагентов) для рефрижераторов стали настолько распространены, что эти слова часто употребляются как синонимы. «Сердцем» же стал компрессор — мотор, за счет работы которого циркулирует хладагент.

Причем «сердце» не обязательно одно — выпускают и с двумя, для двухкамерных холодильников. Наличие дополнительного мотора в этом случае может позволять отключать камеры по отдельности, что дает преимущества в удобстве эксплуатации.

Уникальным свойством хладагента является его способность к переходу из газообразного в жидкое состояние и обратно. Внутри холодильника это происходит в конденсаторе и испарителе. При этом энергия, затраченная на переход между агрегатными состояниями, охлаждает воздух в холодильнике, что и необходимо для сохранения продуктов.

Устройство холодильника

Корпус холодильника может содержать одну, две или больше камер для хранения продуктов. Дверцы холодильника с резиновым уплотнителем изолируют его внутреннее пространство. Поршень мотора–компрессора нагнетает хладагент фреон, разогревая его. Элементы контроля отвечают за периодичность работы компрессора. Трубки, по которым циркулирует хладагент, спрятаны внутри стенок корпуса.

Обязательное для обычных холодильников наличие плачущего испарителя — охлажденной металлической пластины, закрепленной на задней панели — стало ненужным в системе No Frost. Она часто встречается в современных рефрижераторах, и свою популярность вполне заслужила — ведь с ней можно забыть о намерзании льда на стенках, всех этих ужасающих слоях в старых холодильниках. «Фишка» же в том, что вентилятор «прогоняет» охлажденный воздух по холодильнику, при этом испаритель, ответственный как раз за охлаждение, больше напоминает радиатор и размещен только возле морозильного отсека.

Как работает холодильник

Работа холодильника базируется на трех «китах» — изоляция (хладагента в трубках, воздуха внутри холодильника), перемещение (тепла и хладагента) и создание разницы (давления и температуры).

Если изоляция от внешней среды на совести материалов — от резиновых уплотнителей дверцы до алюминия трубок, то разницу давлений обеспечивает капиллярная трубка.

Два элемента находятся «по разные стороны баррикад» от этой трубки в плане давления — испаритель и конденсатор.

Испаритель — низкое давление, хладагент попадает туда в жидком агрегатном состоянии, вследствие чего закипает. В результате поглощения тепла получаем такой необходимый для хранения продуктов холод.

Конденсатор — высокое давление, здесь хладагент отдает тепло, возвращаясь в жидкое состояние. Тепло выходит во внешнюю среду. Трубка сзади холодильника, теплая на ощупь — это и есть конденсатор.

Ну а перемещение хладагента по системе «сосудов» обеспечивается активной работой компрессора. Попутно компрессор повышает температуру хладагента, который при этом меняет свое агрегатное состояние, закипая.

Таким образом, главный рабочий элемент — меняющий свое агрегатное состояние хладагент. Ответственность за этот переход лежит на работе двигателя — компрессора, прогоняющего его по трубкам, и капилляре, создающем разницу давлений. Прохладе же, столь необходимой нам для бытовых нужд, мы обязаны испарителю — невидимому для наших глаз «куску» металла. Ну а конденсатор позволяет хладагенту продолжать рабочий цикл.

Схема холодильника

Ключевой элемент забот ремонтников – компрессор – размещен обычно внизу холодильника. При наличии второго компрессора схема немного усложняется, но в основном остается прежней, включая в себя змеевик трубок и пластин. Дополнительные элементы, такие как фильтр-осушитель, предохраняющий капиллярную трубку от засорения, докипатель — емкость между испарителем и компрессором, необходимая, чтобы в компрессор не попал хладагент, вентилятор для охлаждения мотора, подсветка и различные системы контроля могут варьировать, не изменяя базового устройства. Также есть защитные элементы — вентилятор для охлаждения «сердца» холодильника от перегрева, различные реле, терморегулятор.

Каждая конкретная модель имеет свои особенности, в задачи производителей входит улучшение принципиальной схемы в деталях, добиваясь повышения энергоэффективности и эргономичности.

Работа компрессора холодильника

Наиболее часто встречающийся вариант компрессора — поршневой — отличается в зависимости от конкретной модификации. В наиболее общем виде коленчатый вал вращается внутри герметичного кожуха. Движения поршня нагнетают хладагент в конденсатор, нося при этом возвратно-поступательный характер. Система клапанов регулирует попадание газа.

Однако в бытовых холодильниках строение самого поршня также может быть с различным механизмом. При наличии двух компрессоров в рефрижераторе используют кривошипно-кулисный, для большого объёма и значительных нагрузок — кривошипно-шатунный. Замена коленчатого вала в моторе подачей переменного тока на катушку повышает экономичность, делая ненужной механику.

Схема работы компрессора

Электроток, проходя через замкнутые контакты терморегулятора, реле тепловой защиты и пусковое, а также рабочую обмотку компрессора, запускает работу последнего.

Пусковое реле подключает к цепи пусковую обмотку мотора. Контакты замыкаются, двигатель начинает вращение. Биметаллическая пластина реле тепловой защиты меняет форму при опасном нагреве, который может случиться при сильном повышении электротока. При этом контакты размыкаются, отключая двигатель. Также двигатель останавливается из-за размыкания контактов терморегулятора – компрессор отключается, когда температура достигает заданного значения.

Устройство однокамерного холодильника

Испаритель размещен в верхней части рефрижератора, под ним для плавного снижения температуры – поддон, закрытие/открытие отверстий которого регулирует подачу охлажденного воздуха в камеру. Термореле запускает цикл включения/выключения компрессора. Внутри трубопровода современных холодильников – капиллярная трубка, предохраняющая от конденсата.

Устройство двухкамерного холодильника

В двухкамерном холодильнике теплоизоляция перегородки разделяет между собой испарители, отдельные для каждой камеры. Хладагент вначале по капиллярной трубке закачивается на испаритель в морозильной камере, и только после падения его температуры ниже нуля по шкале Цельсия, поступает в испаритель второй — холодильной — камеры. После обмерзания второго испарителя термореле прекращает работу компрессора.

При нагреве испарителя до определенного уровня, автоматически включается компрессор.

Схема морозильной камеры

Как часть бытового холодильника, морозильная камера традиционно должна находится наверху, так как охлажденный воздух опускается вниз по законам физики. Но в современных холодильниках она может быть и сбоку, и внизу. Ничего магического тут нет – это стало возможным благодаря исключительно технологическим новинкам. В частности, наличию двух компрессоров или двух контуров. Подобные инженерные решения повышают стоимость продукции, но в то же время возрастает уровень бытового комфорта, что объясняет их растущую популярность.

Принципиально устройство отдельной морозильной камеры не отличается от такого у включенной в состав холодильника. Система вентиляторов при сухой заморозке – основное отличие от требующего капельного размораживания типа.

Принцип работы и устройство бытового холодильника

В результате ознакомления с данной статьей вы получите исчерпывающую информацию относительно принципа работы холодильника и элементов, из которых он состоит.

Устройство холодильника компрессорного типа

Наиболее востребованными для применения в быту являются холодильники компрессорного типа. Обычно такой прибор для охлаждения продуктов питания выполнен в виде изотермического шкафа, в котором находится электрическое оборудование.

Модели компрессорного типа состоят их следующих элементов

1. Мотор-компрессор.

2. Конденсатор.

3. Фильтр осушитель.

4. Капиллярная трубка.

5. Испаритель.

6. Терморегулятор.

7. Датчик температуры.

8. Лампа освещения холодильного отделения.

9. Кнопка включения освещения.

10. Пускозащитное реле.

Корпус

Материал, из которого изготавливается несущая конструкция, должен обладать повышенной жесткостью. Если в производстве используется листовая сталь, ее толщина, как правило, составляет 0,6-1 мм. Однако в настоящее время все больше отдается предпочтение ударопрочному пластику, что позволяет свести к минимуму расход дорогостоящего металла. В то же время такой холодильник гораздо меньше весит.

Дверь

Перекрывающие проем наружная и внутренняя панели представляют собой единую конструкцию, внутри которой находится теплоизоляционный материал. Удержание двери в закрытом положении происходит за счет магнитных затворов, которые в свое время пришли на смену механическим деталям куркового типа.

Уплотнители дверей

Необходимую герметичность обеспечивает расположенный по периметру уплотнительный профиль, который находится на внутренней панели. В него вмонтирован магнитный элемент, отвечающий в устройстве холодильника за плотное прилегание двери к поверхности корпуса.

Уплотнитель двери холодильника.

В качестве сырья для изготовления магнитной ленты используется барий в сочетании с различными смолами, позволяющими добиться требуемой эластичности. В момент прижатия происходит растягивание профиля уплотнителя. При этом дверь открывается достаточно легко, требуя минимальных усилий.

Внутренние полки и шкафы

Внутри холодильника располагаются шкафы, которые могут быть изготовлены как из листовой стали, на которую наносится белая силикатно-титановая краска, так и из ударопрочного пластика.

Используемый для пластмассовых камер со съемными полками материал способен противостоять механическим воздействиям, а также абсолютно устойчив к фреону. Кроме того, элементы, сделанные из АБС-пластика, отлично подходят для декорирования поверхностей.

Что касается низкотемпературных отделений холодильной установки, в частности морозильника, для их обустройства применяется алюминий или нержавеющая сталь. При этом стальные камеры считаются не только более долговечными, но и отвечающими требованиям гигиены. Однако за счет их веса значительно увеличивается общая масса оборудования.

Преимущества пластиковых элементов, в свою очередь, заключаются в низком коэффициенте теплопроводности, а также умеренном весе изделий. Существенным минусом является их недолговечность. Такие камеры достаточно быстро утрачивают свой первоначальный внешний вид. По своим показателям прочности они значительно уступают внутренним деталям, сделанным из стали.

Мотор-компрессор

Основной элемент холодильной установки компрессионного типа располагается, как правило, в нижней задней части прибора. Компрессор приводится в действие посредством работы электрического двигателя, в результате чего создается необходимое давление на том или ином участке системы.

Мотор-компрессор холодильника.

Происходит это за счет перемещения хладагента по мере того, как работает холодильник. Таким образом, лишнее тепло переносится из внутренней камеры наружу. Современные модели холодильников бытового назначения могут быть оснащены как одним, так и двумя компрессорами.

Конденсатор

Данная деталь обычно имеет форму змеевика, и предназначена для преобразования фреона из газообразного состояния в жидкое. В результате данного процесса тепловая энергия перемещается в окружающую среду. Для более эффективного отвода избыточного тепла металлическая трубка крепится к ребристой поверхности.

Конденсатор холодильника.

Поступающий в нее хладагент остывает, достигая комнатной температуры, после чего жидкость движется в направлении капилляра. Отведение тепла от конденсатора в большинстве современных моделей холодильников осуществляется посредством конвекции.

Капилляр

Хладагент, движущийся по направлению к испарителю, проходит через узкую трубку, в результате чего понижается его давление. В итоге на определенном этапе фреон достигает точки кипения, после чего происходит процесс его испарения.

Испаритель

Данный элемент действует по принципу противоположности конденсатору – то есть, жидкий хладагент преобразуется в газ и начинает поглощать тепловую энергию, выделяя холод. Таким образом, происходит снижение температуры воздуха внутри камеры, в результате чего охлаждаются также находящиеся в ней продукты.

Деталь эта выполнена в виде трубки, которая соединяется с металлической пластиной. Испаритель может находиться непосредственно в камере и быть совмещенным с ее корпусом. В других случаях его встраивают в стенку холодильника.

Испаритель холодильника.

Фильтр-осушитель

Традиционно в схеме работы холодильника компрессионного типа задействована медная трубка, установленная непосредственно в конденсаторе или вблизи него, и отвечающая за очищение хладагента от всевозможных загрязнений, которые образуются в процессе эксплуатации прибора.

Это позволяет предотвратить засорение капилляра, в результате чего проходящая по нему жидкость при столкновении с препятствием может замерзнуть.

Фильтр-осушитель.

Докипатель

На участке системы между испарителем и компрессором расположена специальная емкость, изготовленная из алюминия либо меди. Она необходима для принудительного закипания фреона, часть которого в результате недостаточного испарения могла остаться в жидком состоянии. Без этого добиться надлежащей работы компрессора будет невозможно, поскольку он способен обеспечивать перекачку исключительно газообразного продукта.

Более того, всасывание жидкости даже в небольшом количестве может привести к выходу его из строя. В большинстве моделей докипатель находится внутри устройства, преимущественно в морозильной камере. Связано это с тем, что в процессе дополнительного вскипания хладагента повторно происходит поглощение тепловой энергии.

Терморегулятор

Установленный в холодильной камере датчик контролирует температуру, которая должна сохраняться в пределах определенного коридора. В момент ее предельного повышения посредством терморегулятора происходит замыкание электрической цепи, в результате чего в работу включается компрессор, охлаждающий воздух внутри камеры.

Как только температура опускается до заданного значения, цепь размыкается, и, соответственно, компрессор перестает работать.

Защитное пусковое реле

Это еще один элемент в устройстве бытового холодильника, без которого не обходится ни один подобный прибор. За счет срабатывания реле осуществляется запуск двигателя компрессора в момент замыкания электрической цепи, за которое отвечает терморегулятор. Также благодаря защитно-пусковому устройству происходит своевременное отключение мотора, что исключает вероятность перегрева.

Принцип работы холодильника компрессорного типа

Понижение температуры воздуха внутри камер осуществляется за счет изменения агрегатного состояния используемого в системе хладагента, который непрерывно движется по замкнутому контуру.

В процессе циркуляции происходят:

• охлаждение и сжижение поступающего в конденсатор фреона;
• расширение холодильного агента;
• испарение образовавшихся газов;
• нагревание и сжатие хладагента.

Каждый из перечисленных процессов происходит на определенном этапе. Посредством компрессора осуществляется выкачивание паров, образовавшихся внутри испарителя. С помощью нагнетательной трубки они перемещаются в конденсатор, после чего охлаждаются и преобразуются в жидкость.

Очищенный фильтрационным элементом фреон направляется в капилляр, где до нужного уровня понижается его давление, прежде чем хладагент попадет в испаритель.

Дальнейший принцип работы холодильника заключается в преобразовании кипящего фреона в пар. При этом конструкция испарителя продумана таким образом, чтобы обеспечить полное испарение находящейся внутри жидкости. На стадии парообразования происходит поглощение тепловой энергии, в результате чего снижается температура внутри холодильной камеры. В свою очередь, холодильный агент снова перемещается в компрессор.

Данный повторяемый цикл может быть прерван терморегулятором, при срабатывании которого двигатель компрессора останавливается. По истечении определенного периода повышающаяся внутри камеры температура достигнет допустимого предела, после чего посредством терморегулятора мотор будет снова запущен.

В современных моделях двухкамерных холодильников устанавливается два испарителя, каждый из которых отвечает за охлаждение отдельной части конструкции. При этом хладагент начнет поступать в камеру холодильного отделения не раньше, чем температура внутри морозильника достигнет необходимого значения.

Инверторный компрессор: особенности работы и устройства

Двигатель обычного компрессора работает, периодически, то включаясь на полную мощность, то снова выключаясь, инверторный работает постоянно, но с разной интенсивностью.

В результате двигатель испытывает постоянные повышенные нагрузки, которые происходят при его запуске.

Использование в устройстве холодильника инверторной установки позволило устранить данный недостаток. Основным отличием такой системы является постоянная работа мотора, скорость вращения которого в определенный момент снижается. Таким образом, циркуляция хладагента не прекращается полностью, но значительно замедляется.

При этом уровень температуры внутри камеры поддерживается в пределах заданного значения. Подобный режим позволяет увеличить рабочий ресурс отдельных элементов оборудования, и, вместе с тем, экономить на потреблении электроэнергии. На остальные характеристики устройства данный параметр никак не влияет.

Отличие инверторных и неинверторных компрессоров наглядно показано в ролике:

Особенности устройства и работы холодильников с системой NO Frost

Главным недостатком обычных бытовых холодильников считается регулярное замерзание влаги, которая попадает в камеру и остается на стенках испарителя. В результате образовавшийся иней препятствует охлаждению воздуха внутри камеры. Нарушается нормальный процесс охлаждения.

Фреон продолжает циркулировать в системе, однако снижается его способность поглощать тепловую энергию.

При появлении в морозильной камере толстого слоя снежной шубы пользователь сталкивается сразу с двумя проблемами:

1. Находящиеся внутри продукты питания подвергаются меньшему охлаждению.

2. Двигатель компрессора испытывает повышенную нагрузку, так как вынужден работать непрерывно, поскольку терморегулятор не срабатывает в условиях повышенной температуры. В данном случае детали механизма изнашиваются значительно быстрее.

Именно поэтому при эксплуатации холодильников, оснащенных капельными испарителями, приходится периодически прибегать к их принудительному размораживанию.

При использовании системы No Frost замерзание влаги не происходит. Соответственно, схема работы холодильника данного типа не предполагает регулярных разморозок.

Система No Frost состоит из:

• электрического ТЭНа;
• встроенного в конструкцию таймера;
• вентилятора, способствующего поглощению тепла;
• специальных трубок, посредством которых осуществляется отвод талой воды.

Размещенный в морозильной камере испаритель представляет собой достаточно компактный радиатор, который может быть установлен практически в любом месте. Для более эффективного поглощения образующейся внутри морозильника тепловой энергии задействован вентилятор.

Вентилятор системы No Frost.

Находясь непосредственно за испарителем, он обеспечивает постоянное движение воздуха в необходимом направлении. Таким образом, продукты питания пребывают под постоянным воздействием воздушного потока, благодаря чему идеально охлаждаются.

В то же время на стенках испарителя скапливается конденсат, в результате чего постепенно происходит образование инея. Однако за счет таймера, которым оснащена система No Frost, в определенный момент запускается ТЭН и происходит процесс оттаивания.

При включенном ТЭНе слой снежной шубы заметно уменьшается, а оттаявшая вода перемещается по трубкам, заполняя поддон, расположенный вне холодильной камеры. В дальнейшем происходит естественное испарение влаги, которая поступает в воздух помещения.

Преимущественно устройство холодильника бытового назначения предполагает наличие системы No Frost исключительно для морозильника.

Но существуют также современные модели, в которых она установлена, в том числе, в холодильной камере.

Такие приборы гораздо меньше нуждаются в систематическом уходе. Единственным неудобством, связанным с их эксплуатацией, можно считать достаточно быстрое высыхание находящихся в камере продуктов питания.

Это связано как с непрерывной циркуляцией воздуха в системе, так и с практически непрекращающимся процессом выведения избытков влаги.

Особенности устройства и работы холодильников с системой “плачущий” испаритель

Избавится от лишней влаги, скапливающейся внутри камеры, можно не только при помощи системы No Frost. Достаточно простая, но не менее эффективная конструкция под названием «плачущий» испаритель на сегодняшний день устанавливается даже в бюджетных моделях бытовых холодильников. При этом она значительно экономнее, по сравнению с вышеописанной системой.

В данном случае испаритель скрыт под задней стенкой камеры. При включении компрессора запускается процесс охлаждения, в результате чего на ней появляется конденсат, образуя слой инея. Однако после отключения компрессора стенка начинает нагреваться. Соответственно, иней постепенно тает.

Конденсатор открытого типа капельной системы разморозки холодильника. В большинстве моделей конденсатор скрыт за пластиковой стенкой.

Своим названием данная система обязана способу стекания оттаявшей воды, которая капельками перемещается по стенке, попадая через дренажное отверстие в шланг. Тот же, в свою очередь, подсоединен к емкости, которая, как правило, крепится к корпусу компрессора.

Принцип работы холодильника с одним и двумя компрессорами, разным количеством камер и режимами

Обновлено: 11 февраля 2021.

Принцип работы холодильника прост, но не всем понятен. В этой статье мы расскажем вам как он устроен и работает, какие их виды бывают и чем отличаются. Эту информацию необходимо знать не только при выборе холодильника!

Из этой статьи вы узнаете, чем отличается работа холодильника с одним и двумя компрессорами. Мы расскажем, как он устроен в зависимости от количества камер, чем отличается инверторный от обычного.

Кратко: принцип работы холодильника для чайников простыми словами

Холодильник не производит холод. Он работает в режиме теплового насоса. Принцип работы холодильника заключается в следующем: он перекачивает тепло из камеры в окружающую среду.

Для того чтобы выполнять такую задачу, в холодильнике присутствуют:

• Компрессор (один или два);
• Испаритель;
• Конденсатор (наружный радиатор);
• Хладагент, он же фреон.

Чтобы понять, как работает холодильник, вспомним курс физики. При испарении любая жидкость охлаждается. А при сжатии и конденсации нагревается. Для наглядности объясним вам как работает холодильник на примерах:

1. Газообразный фреон с температурой +5 °С попадает в компрессор;
2. Компрессор сжимает его так, чтобы он конденсировался в жидкость;
3. При конденсации фреон нагревается до +40 градусов;
4. После этого он под давлением попадает в конденсатор, где охлаждается до +25 °С;
5. Фреон попадает в испаритель, где он расширяется и закипает, так как теперь не находится под давлением;
6. Температура фреона падает до 0 градусов, он охлаждает камеру холодильника.
7. В процессе отбора тепла у камеры, фреон нагревается до +5 °С;
8. Цикл повторяется заново.

Все это возможно благодаря физическим свойствам хладагента. Температура кипения фреона гораздо ниже 0 градусов. поэтому он закипает и испаряется в испарителе. Все цифры мы привели для примера, чтобы вам было понятнее, как устроен холодильник. На деле цикл несколько сложнее.

Виды бытовых холодильников

По своему количеству камер холодильники делятся на:

• Однокамерные;
• Двухкамерные;
• Многокамерные (три и более камер).

Также холодильник может иметь разное количество компрессоров. В обычных аппаратах используется один, но в некоторых моделях бывают два компрессора. От их количества и мощности зависит потребление электроэнергии холодильником.

Однокамерные холодильники

Это наиболее простой аппарат. Чаще в нем только одна камера для хранения продуктов, в которой поддерживается постоянная температура. Но существуют варианты с двумя отделениями – обычным и морозилкой.

Однокамерный холодильник имеет один испаритель. Более низкая температура в морозильной камере обеспечивается тем, что фреон сначала проходит через нее и немного нагревается. После этого он попадает в основной отсек.

Двухкамерные холодильники

В таких агрегатах есть обычная камера, отделенная от морозильной. Их отличие от однокамерных в том, что в каждом отсеке установлен свой испаритель. Это позволяет точно регулировать и поддерживать температурный режим. Двухкамерный холодильник может быть оснащен одним или двумя компрессорами.

Многокамерные холодильники

Такие модели довольно дороги и могут быть трех-, четырех- и пятикамерными. Как и в двухкамерных, в них есть морозильный отсек с минусовой температурой и обычный. Но в дополнение к ним есть отдельные отделения.

В многокамерных холодильниках есть нулевой отсек или зона свежести. В них поддерживается отдельный температурный режим. Чаще всего это 0…+1 градуса. В трехкамерных такой отсек один, в четырехкамерных – два, в пятикамерных – три.

Каждая зона свежести предназначена для хранения определенных продуктов. Например:

• Рыбы;
• Овощей и фруктов;
• Мясных продуктов.

Устройство холодильника и принцип работы

В этом разделе мы подробно опишем устройство холодильника. Из каких рабочих элементов он состоит и для чего они предназначены.

Компрессор

Это оснащенный специальным механизмом электродвигатель, сжимающий фреон. В компрессоре давление хладагента увеличивается настолько, что он переходит из газообразного состояния в жидкое. При этом его температура существенно повышается.

В зависимости от модели в холодильнике может быть один или два компрессора. В холодильных установках используют следующие виды компрессоров:

• Роторные;
• Осевые;
• Центробежные;
• Винтовые;
• Поршневые.

Конденсатор (внешний радиатор)

Конденсатор представляет собой трубку диаметром до 5 мм. По ней проходит жидкий нагретый фреон и охлаждается. В холодильниках большого размера и производительности конденсатор выполнен в виде радиатора.

Испаритель

Попадая в испаритель фреон получает возможность расшириться. При этом его давление падает и хладагент закипает. В процессе испарения его температура существенно снижается. Проходя по испарителю охлажденный фреон отбирает тепло у холодильной камеры.

В разных моделях холодильников может быть от одного до пяти испарителей. Это зависит от количества камер, компрессоров, условий работы и мощности холодильной установки.

Капиллярная трубка

Капиллярная трубка (гидравлический дроссель) устанавливается между конденсатором и испарителем. За счет изменения сечения магистрали она снижает давление фреон. За счет этого он лучше закипает в испарителе.

Фильтр-осушитель

Устанавливается между конденсатором и капиллярной трубкой. Предназначен для предотвращения засорения последней твердыми частицами. По конструкции представляет металлический патрон с двумя молекулярными сетками, между которыми заполнен цеолитом (пермутитом).

Терморегулирующий вентиль (ТРВ, докипатель)

Устройство, предназначенное для предотвращения попадания жидкого фреона в компрессор. если не весь хладагент закипел в испарителе, он докипает в ТРВ. Терморегулирующий вентиль устанавливается между испарителем и компрессором.

Терморегулятор

Терморегулятор служит для запуска цикла охлаждения. Пока температура в камерах находится в пределах нормы, компрессор не работает и фреон не циркулирует по системе. Как только отсеки нагреваются, терморегулятор сигнализирует об этом и холодильник начинает охлаждать камеры.

Принцип работы двухкамерного холодильника с одним компрессором

В двухкамерном холодильнике с одним компрессором установлены два испарителя. Хотя по сути, они являются разными частями одного и того же элемента (см. рис). Первый находится – в морозильной камере, второй – в обычной. Фреон после прохождения через фильтр-осушитель сначала попадает в первый, потом второй.

При попадании в морозильную камеру хладагент отбирает у нее тепло и нагревается. После этого он попадает в основной отсек, где отбирает тепло у него. За счет того, что его температура несколько повысилась после прохождения морозилки, в обычном отсеке температура не опустится ниже 0 градусов.

Принцип работы двухкамерного холодильника с одним компрессором.

Принцип работы холодильной установки с двумя компрессорами

В таких холодильных установках есть два компрессора, каждый из которых работает независимо. Один компрессор обеспечивает работу контура, охлаждающего морозильную камеру. Второй – работает на охлаждение основного отсека.

В холодильниках с двумя компрессорами в каждой камере установлен отдельный испаритель. Они не соединены между собой. За счет раздельных контуров охлаждения, такие холодильники отличаются высоким сроком службы.

Плюс двухкамерного холодильника проявляется в случае утечки фреона или поломки. если хладагент выходит из одного контура, второй продолжает работать. То же самое происходит в случае поломки.

Как работает саморазморозка

Есть два вида систем саморазморозки холодильников:

• Капельная (Direct Cool);
• No Frost.

Капельная система работает только в основном отсеке и не может быть установлена в морозилке. Система разморозки Ноу Фрост работает как в основной камере, так и в морозильной.

Капельная система (Direct Cool)

В капельной системе испаритель вмонтирован в заднюю стенку основного отделения холодильника и охлаждает ее. Та, в свою очередь, холодит воздух в отсеке. При таком расположении со временем на стенке образуется конденсат и собирается в капли, которые замерзают и превращаются в лед.

Периодически система отключается и наледь на стенке начинает таять. Капли воды стекают вниз и попадают в специальный желоб. По нему они проходят в поддон, где испаряются из-за тепла, выделяемого компрессором во время работы.

Принцип работы холодильника Ноу Фрост

Принцип работы холодильной установки с системой No Frost следующий. За задней стенкой внутренней камеры и морозилки находится испаритель. В нем закипает фреон и охлаждает окружающий воздух.

Также в нем установлен один или несколько вентиляторов, которые продувают холодный воздух по отсеку с продуктами. При этом иней и лед могут образовываться на испарителе, но не на стенках холодильника.

Также на испарителе установлены от 1 до 3 ТЭНов. Они включаются либо по сигналу датчика, либо раз в несколько часов. При включении ТЭНы растапливают наморозь на испарителе, которая стекает в специальный поддон.

Инверторные и обычные холодильники

Существует два вида компрессоров – обычные и инверторные. Они отличаются внутренним строением и режимом работы. Раньше все холодильники оснащались линейными, но сейчас популярность набирают инверторные.

Обычный компрессор работает в режиме старт-стоп. Например, когда температура в камере поднялась на 1 градус выше нужной, компрессор включается и холодильник начинает охлаждать. Как только температура достигла нужной, он выключается.

Инверторный компрессор работает постоянно, но с небольшой мощностью. Он поддерживает температуру на заданном уровне. При этом суммарное потребление электроэнергии у него ниже, чем у обычного.

Преимущество линейного компрессора в том, что он не испытывает нагрузок при включении и отключении. Соответственно, его срок службы гораздо выше. Но и стоит инверторное оборудование дороже обычного.

В этой статье мы описали принцип работы холодильника и затронули другие темы. Надеемся, она была вам полезна. Не забудьте поделиться публикацией с друзьями!