Jak działa lodówka: budowa i zasada działania głównych typów lodówek

Dokładne zrozumienie urządzenia i procesów zachodzących wewnątrz agregatu chłodniczego pomaga wydłużyć żywotność sprzętu. Zrozumienie zasady działania lodówki nie jest trudne.W każdym modelu polega ona na wytworzeniu zimnego środowiska poprzez pochłonięcie ciepła we wnętrzu obiektu i jego późniejsze odprowadzenie na zewnątrz urządzenia.

Wszystkiego o tym, jak działają lodówki o różnych zasadach działania, dowiesz się z zaprezentowanego przez nas artykułu. Porozmawiamy o funkcjach urządzenia i związanych z nim zasadach działania. Nasze porady pomogą chronić maszyny chłodnicze przed przedwczesnymi awariami i oszczędzą konieczności napraw.

Zasada działania głównych typów lodówek

Urządzenia chłodnicze znajdują zastosowanie w wielu dziedzinach działalności. Nie da się bez tego obejść w życiu codziennym i nie można sobie wyobrazić pełnoprawnej pracy warsztatów produkcyjnych w przedsiębiorstwach, na parkietach handlowych i w publicznych placówkach gastronomicznych.

W zależności od przeznaczenia i obszaru zastosowania wyróżnia się kilka głównych typów urządzeń: absorpcyjne, wirowe, termoelektryczne i kompresorowe.

Typ sprężarki jest najczęstszy, dlatego przyjrzymy się mu bardziej szczegółowo w następnej sekcji. Teraz nakreślmy główne różnice między wszystkimi 4 projektami.

Funkcjonowanie technologii absorpcyjnej

W systemie instalacji absorpcyjnych krążą dwie substancje – czynnik chłodniczy i absorbent. Funkcje czynnika chłodniczego pełni zwykle amoniak, rzadziej acetylen, metanol, freon lub roztwór bromku litu.

Absorbent to ciecz posiadająca wystarczającą zdolność absorpcji. Może to być kwas siarkowy, woda itp.

Całe działanie urządzenia opiera się na zasadzie absorpcji, co oznacza wchłanianie jednej substancji przez drugą. Konstrukcja składa się z kilku wiodących jednostek - parownika, absorbera, skraplacza, zaworów regulacyjnych, generatora, pompy

Elementy systemu połączone są rurkami, za pomocą których tworzy się pojedynczy obwód zamknięty. Chłodzenie komór następuje dzięki energii cieplnej.

Proces przeprowadza się w następujący sposób:

• czynnik chłodniczy rozpuszczony w cieczy przenika do parownika;
• Ze stężonego roztworu uwalniają się pary amoniaku wrzące w temperaturze 33 stopni, chłodząc obiekt;
• substancja przechodzi do absorbera, gdzie jest ponownie wchłaniana przez absorbent;
• pompa pompuje roztwór do generatora ogrzewanego przez określone źródło ciepła;
• substancja wrze, a uwolnione pary amoniaku trafiają do skraplacza;
• czynnik chłodniczy ochładza się i zamienia w ciecz;
• płyn roboczy przepływa przez zawór sterujący, jest sprężany i przesyłany do parownika.

W rezultacie amoniak krążący w obiegu zamkniętym odbiera ciepło z chłodzonej komory i trafia do parownika. I uwalnia go do środowiska zewnętrznego, gdy znajduje się w kondensatorze. Pętle odtwarzają się w sposób ciągły.

Ponieważ urządzenia nie można wyłączyć, jest ono mało ekonomiczne i powoduje zwiększone zużycie energii. Jeśli taki sprzęt ulegnie awarii, najprawdopodobniej nie będzie możliwości jego naprawy.

Zależność urządzeń absorpcyjnych od zmian napięcia, prądu i innych parametrów sieci elektrycznej jest minimalna. Kompaktowe wymiary ułatwiają instalację w dowolnym dogodnym miejscu

W konstrukcji urządzeń nie ma nieporęcznych ruchomych lub trących elementów, dzięki czemu charakteryzują się niskim poziomem hałasu. Urządzenia mają zastosowanie w budynkach, których sieć elektryczna narażona jest na stałe obciążenia szczytowe oraz w miejscach, w których nie ma stałego zasilania.

Zasada absorpcji jest realizowana w przemysłowych agregatach chłodniczych, małych lodówkach samochodowych i pomieszczeniach biurowych. Czasami można go znaleźć w niektórych modelach gospodarstw domowych zasilanych gazem ziemnym.

Zasada działania modeli termoelektrycznych

Obniżenie temperatury w komorze lodówki termoelektrycznej osiąga się za pomocą specjalnego systemu, który wypompowuje ciepło zgodnie z efektem Peltiera. Polega na absorpcji ciepła w obszarze połączenia dwóch różnych przewodników, gdy przepływa przez nie prąd elektryczny.

Konstrukcja lodówek składa się z elementów termoelektrycznych w kształcie sześcianu wykonanych z metali. Są one połączone jednym obwodem elektrycznym. Gdy prąd przepływa z jednego elementu do drugiego, przemieszcza się również ciepło.

Aluminiowa płyta pochłania go z wewnętrznej komory, a następnie przekazuje do sześciennych części roboczych, które z kolei kierują go do stabilizatora. Tam, dzięki wentylatorowi, zostaje wyrzucony. Jest to zasada, która jest przenośna mini lodówki oraz torby z efektem chłodzącym.

W większości modeli termoelektrycznych urządzeń chłodniczych po zmianie polaryzacji zasilania można otrzymać nie tylko zimno, ale także ciepło - do 60 stopni Celsjusza. Funkcja ta służy do podgrzewania potraw

Sprzęt ten znajduje zastosowanie na kempingu, przy aranżacji samochodów, jachtów i łodzi motorowych, często instalowany jest w domkach letniskowych i innych miejscach, w których istnieje możliwość zasilania urządzenia napięciem 12 V.

Produkty termoelektryczne posiadają specjalny mechanizm awaryjny, który wyłącza je w przypadku przegrzania części roboczych lub awarii systemu wentylacyjnego.

Zaletami tego sposobu działania jest wysoka niezawodność i dość niski poziom hałasu podczas pracy urządzeń. Wady obejmują wysoki koszt i wrażliwość na temperatury zewnętrzne.

Cechy wyposażenia chłodnic wirowych

Urządzenia w tej kategorii posiadają kompresor. Spręża powietrze, które w zainstalowanych chłodnicach wirowych ulega dalszemu rozprężeniu. Obiekt ochładza się w wyniku nagłego rozprężenia sprężonego powietrza.

Urządzenia Vortex są trwałe i bezpieczne: nie wymagają prądu, nie posiadają ruchomych elementów i nie zawierają niebezpiecznych związków chemicznych w układzie wewnętrznym

Metoda chłodnicy wirowej nie była powszechnie stosowana, ograniczała się jednak wyłącznie do próbek testowych. Wynika to z dużego zużycia powietrza, bardzo hałaśliwej pracy i stosunkowo małej wydajności chłodniczej. Czasami urządzenia są używane w przedsiębiorstwach przemysłowych.

Przegląd technologii sprężarkowej

Lodówki kompresorowe są najczęstszym rodzajem sprzętu w życiu codziennym. Można je spotkać niemal w każdym domu – nie zużywają zbyt dużo energii i są bezpieczne w użytkowaniu. Najbardziej udane modele niezawodnych producentów służą swoim właścicielom od ponad 10 lat. Przyjrzyjmy się ich strukturze i zasadom, według których działają.

Cechy struktury wewnętrznej

Klasyczna lodówka domowa to pionowo zorientowana szafka wyposażona w jedne lub dwoje drzwi. Jego korpus wykonany jest ze sztywnej blachy stalowej o grubości około 0,6 mm lub wytrzymałego tworzywa sztucznego, co zmniejsza wagę konstrukcji nośnej.

Do wysokiej jakości uszczelnienia produktu stosuje się pastę o dużej zawartości żywicy chlorku winylu. Powierzchnia jest zagruntowana i pokryta wysokiej jakości emalią z pistoletów natryskowych. Przy produkcji wewnętrznych przegród metalowych stosuje się tzw. metodę tłoczenia, szafki plastikowe wykonuje się metodą formowania próżniowego.

Drzwi urządzenia wykonane są z blachy stalowej. Na krawędziach umieszczona jest gruba gumowa uszczelka, która zapobiega przedostawaniu się powietrza z zewnątrz. W niektórych modyfikacjach wbudowane są rolety magnetyczne

Pomiędzy wewnętrzną i zewnętrzną ścianką produktu należy ułożyć warstwę izolacji termicznej, która zabezpieczy komorę przed ciepłem przedostającym się z otoczenia i zapobiegnie utracie wytworzonego wewnątrz chłodu. Do tych celów doskonale nadają się filc mineralny lub szklany, styropian i pianka poliuretanowa.

Przestrzeń wewnętrzna tradycyjnie podzielona jest na dwie strefy funkcjonalne: chłodniczą i mroźniczą.

Ze względu na kształt układu wyróżnia się:

• jeden-;
• dwa-;
• urządzenia wielokomorowe.

Oddzielnie przydzielone Jednostki side-by-side, w tym dwie, trzy lub cztery kamery.

Jednostki jednokomorowe wyposażone są w jedne drzwi. W górnej części wyposażenia znajduje się zamrażalnik z własnymi drzwiami z mechanizmem składania lub otwierania, w dolnej części znajduje się komora chłodnicza z półkami o regulowanej wysokości.

W komorach instaluje się sprzęt oświetleniowy z diodą LED lub zwykłą żarówką, aby zobaczyć, co faktycznie znajduje się w lodówce.

Urządzenia wykonane typu „side-by-side” są znacznie większe i szersze od swoich odpowiedników. Obydwa przedziały zajmują miejsce na całej wysokości sprzętu. Znajdują się one równolegle do siebie

W jednostkach dwukomorowych szafki wewnętrzne są izolowane i każda oddzielona jest własnymi drzwiami. Lokalizacja działów w nich może być europejska lub azjatycka. Pierwsza opcja zakłada dolny układ zamrażarki, druga - górny.

Składniki konstrukcji

Agregaty chłodnicze kompresorowe nie wytwarzają chłodu. Chłodzą obiekt, pochłaniając ciepło wewnętrzne i przekazując je na zewnątrz.

Procedura formowania na zimno obejmuje następujące elementy:

• chłodziwo;
• kondensator;
• grzejnik wyparny;
• aparatura kompresorowa;
• zawór termostatyczny.

Czynnikiem chłodniczym używanym do napełniania układu lodówki jest freon różnych marek – mieszaniny gazów o dużej płynności i raczej niskich temperaturach wrzenia/parowania. Mieszanina porusza się w zamkniętej pętli, przenosząc ciepło w różnych częściach cyklu.

W większości przypadków producenci jako element roboczy domowych urządzeń chłodniczych wykorzystują Freon 12. Ten bezbarwny gaz o ledwo wyczuwalnym specyficznym zapachu nie jest toksyczny dla człowieka i nie wpływa na smak i właściwości przechowywanych w komorach produktów

Kompresor - środkowa część projektu każdej lodówki. Jest to falownik lub jednostka liniowa, która powoduje wymuszony obieg gazu w układzie, zwiększając ciśnienie. Mówiąc najprościej, sprężarka lodówki spręża pary freonu i zmusza je do przemieszczania się w pożądanym kierunku.

Urządzenie może być wyposażone w jedną lub dwie sprężarki. Wibracje powstające podczas pracy pochłaniane są przez zawieszenie zewnętrzne lub wewnętrzne. W modelach z parą sprężarek za każdą komorę odpowiada osobne urządzenie.

Klasyfikacja sprężarek wyróżnia dwa podtypy:

1. Dynamiczny. Wymusza ruch czynnika chłodniczego w wyniku siły ruchu łopatek wentylatora odśrodkowego lub osiowego. Ma prostą konstrukcję, ale ze względu na niską wydajność i szybkie zużycie pod wpływem momentu obrotowego jest rzadko stosowany w sprzęcie gospodarstwa domowego.
2. Tom. Spręża płyn roboczy za pomocą specjalnego urządzenia mechanicznego napędzanego silnikiem elektrycznym. Może być tłokowy lub obrotowy. Najczęściej są to sprężarki montowane w lodówkach.

Aparat tłokowy prezentowany w postaci silnika elektrycznego z pionowym wałem, zamkniętym w solidnej metalowej obudowie. Kiedy przekaźnik rozruchu podłącza zasilanie, aktywuje wał korbowy, a przymocowany do niego tłok zaczyna się poruszać.

Do pracy podłączony jest system otwierania i zamykania zaworów. W rezultacie pary freonu są wyciągane z parownika i pompowane do skraplacza.

W przypadku awarii sprężarki tłokowej naprawa jest możliwa tylko przy użyciu specjalistycznego, profesjonalnego sprzętu. Każdy demontaż w środowisku domowym jest obarczony utratą szczelności i niemożnością dalszej eksploatacji

W mechanizmach obrotowych wymagane ciśnienie jest utrzymywane przez dwa wirniki poruszające się ku sobie. Freon wchodzi do górnej kieszeni znajdującej się na początku wałów, jest sprężany i wychodzi przez dolny otwór o małej średnicy.Aby zmniejszyć tarcie, w przestrzeń między wałami wprowadza się olej.

Kondensatory wykonane są w formie siatki wężowniczej, którą montuje się na tylnej lub bocznej ścianie urządzenia.

Mają różne konstrukcje, ale zawsze odpowiadają za to samo zadanie: schładzanie oparów gorącego gazu do zadanej temperatury poprzez kondensację substancji i odprowadzanie ciepła w pomieszczeniu. Mogą być panelowe lub żebrowo-rurowe.

Parownik składa się z cienkiego rurociągu aluminiowego i spawanych płyt stalowych. Kontaktuje się z wewnętrznymi komorami lodówki, skutecznie odprowadza ciepło z urządzenia i znacząco obniża temperaturę w szafkach

Zawór termostatyczny potrzebne do utrzymania ciśnienia płynu roboczego na określonym poziomie. Duże jednostki jednostki połączone są ze sobą systemem rurek tworzących hermetycznie zamknięty pierścień.

Sekwencja cykli pracy

Optymalna temperatura do długotrwałego przechowywania żywności w urządzeniach kompresyjnych powstaje podczas następujących po sobie cykli pracy.

Postępują w następujący sposób:

• po podłączeniu urządzenia do sieci elektrycznej uruchamia się sprężarka, sprężająca pary freonu, synchronicznie zwiększając ich ciśnienie i temperaturę;
• pod wpływem nadciśnienia gorący płyn roboczy, będący w stanie agregatu gazowego, dostaje się do zbiornika skraplacza;
• poruszając się wzdłuż długiej metalowej rurki, para uwalnia nagromadzone ciepło do środowiska zewnętrznego, płynnie ochładza się do temperatury pokojowej i zamienia się w ciecz;
• ciekły płyn roboczy przechodzi przez filtr-osuszacz, który pochłania nadmiar wilgoci;
• czynnik chłodniczy przenika przez wąską rurkę kapilarną, na wyjściu której spada jego ciśnienie;
• substancja ochładza się i zamienia w gaz;
• schłodzona para dociera do parownika i przechodząc przez jego kanały, odbiera ciepło z wewnętrznych przedziałów agregatu chłodniczego;
• Temperatura freonu wzrasta i jest on ponownie przesyłany do sprężarki.

Jeśli mówimy prostymi słowami o działaniu lodówki kompresorowej, proces wygląda następująco: sprężarka destyluje czynnik chłodniczy w zamkniętym kręgu. Freon z kolei dzięki specjalnym urządzeniom zmienia swój stan skupienia, gromadzi ciepło wewnątrz i oddaje je na zewnątrz.

Cykl pracy w systemie powtarza się aż do osiągnięcia zadanych przez programy systemowe wartości temperatur i wznawia się ponownie po zarejestrowaniu ich wzrostu

Po schłodzeniu do wymaganych parametrów termostat zatrzymuje silnik otwierając obwód elektryczny.

Gdy temperatura w komorach zacznie rosnąć, styki ponownie się zamykają i uruchamiany jest silnik sprężarki ochronny przekaźnik rozruchowy. Dlatego podczas pracy lodówki szum silnika stale się pojawia, a następnie ponownie cichnie.

Zalecenia dotyczące stosowania i pielęgnacji

Obsługa sprzętu nie jest skomplikowana: działa on automatycznie przez całą dobę. Jedyne, co należy zrobić przy pierwszym włączeniu i okresowo regulować podczas pracy, to ustawić optymalny reżim temperaturowy w określonych okolicznościach.

Żądana temperatura została ustawiona termostat. W układzie elektromechanicznym wartości ustala się na oko lub z uwzględnieniem zaleceń podanych w instrukcji producenta.W takim przypadku należy wziąć pod uwagę rodzaj i ilość żywności przechowywanej w lodówce.

Pokrętło sterujące z reguły jest okrągłym mechanizmem z kilkoma podziałami lub w nowszych i droższych modelach sterowanie można odbywać za pomocą panelu dotykowego.

Aby ocenić stopień zamarznięcia, eksperci radzą najpierw ustawić regulator w pozycji środkowej, a po pewnym czasie, jeśli zajdzie taka potrzeba, przekręcić go w prawo lub w lewo

Każdy znak na takim uchwycie odpowiada określonemu reżimowi temperaturowemu: im większy podział, tym niższa temperatura. Jednostka elektroniczna umożliwia ustawienie temperatury z maksymalną dokładnością do 1 stopnia za pomocą pokrętła lub przycisków.

Na przykład ustaw komorę zamrażarki na -14 stopni. Wszystkie wprowadzone parametry zostaną wyświetlone na wyświetlaczu cyfrowym.

Aby zmaksymalizować żywotność domowej lodówki, należy nie tylko zrozumieć jej strukturę, ale także odpowiednio o nią dbać. Brak właściwej konserwacji i niewłaściwa obsługa mogą prowadzić do szybkiego zużycia ważnych części i złego funkcjonowania.

Możesz uniknąć niepożądanych konsekwencji, przestrzegając szeregu zasad:

1. Regularnie czyść skraplacz przed brudem, kurzem i pajęczynami w modelach z otwartą metalową kratką na tylnej ścianie. Aby to zrobić, użyj zwykłej lekko zwilżonej szmatki lub odkurzacza z małą nasadką.
2. Zainstaluj sprzęt prawidłowo. Upewnij się, że odległość między skraplaczem a ścianą pomieszczenia wynosi co najmniej 10 cm, co pomoże zapewnić niezakłóconą cyrkulację mas powietrza.
3. Rozmrażaj w odpowiednim czasiezapobiegające tworzeniu się nadmiernej warstwy śniegu na ścianach komór. Jednocześnie do usuwania skorup lodowych zabrania się używania noży i innych ostrych przedmiotów, które mogą łatwo uszkodzić i unieruchomić parownik.

Trzeba także wziąć pod uwagę, że lodówki nie należy ustawiać obok urządzeń grzewczych ani w miejscach, w których możliwy jest bezpośredni kontakt ze światłem słonecznym. Nadmierny wpływ ciepła zewnętrznego ma zły wpływ na działanie głównych komponentów i ogólną wydajność urządzenia.

Do czyszczenia części produktu wykonanych ze stali nierdzewnej nadają się wyłącznie specjalne produkty zalecane przez producenta w instrukcji urządzenia.

Jeśli planujesz transport z miejsca na miejsce, sprzęt najlepiej przewieźć samochodem ciężarowym z wysokim vanem, zabezpieczając go w pozycji ściśle pionowej.

W ten sposób można zapobiec awariom i wyciekom oleju ze sprężarki przedostającym się bezpośrednio do obwodu cyrkulacji płynu chłodzącego.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Wideo nr 1. Jak działa agregat chłodniczy:

Wideo nr 2. Szczegółowe wyjaśnienie budowy lodówek kompresyjnych:

Wideo nr 3. Informacje o działaniu maszyn absorpcyjnych:

Chociaż urządzenia chłodnicze działają prawidłowo, konsumenci rzadko są zainteresowani ich konstrukcją. Nie należy jednak tej wiedzy zaniedbywać. Są bardzo cenne, ponieważ pozwalają szybko ustalić przyczynę awarii i zlokalizować problematyczny obszar, zapobiegając poważnym awariom.

Prosimy o pozostawienie komentarzy, zamieszczanie zdjęć tematycznych i zadawanie pytań na temat artykułu w bloku poniżej. Opowiedz nam o tym, jak wymyśliłeś konstrukcję własnej lodówki.Podziel się tym, jak wykorzystałeś w praktyce swoją wiedzę na temat konstrukcji maszyny chłodniczej.