Читателям покажется до смешного простым устройство холодильника, когда обзор окажется прочитан до конца. Внутри находится сердце — компрессор — гоняющее по кругу фреон. Вены из стали или меди переносят хладагент в нужную точку, капиллярная трубка создает нужную расстановку давлений. В результате: фреон расширяется в испарителе морозильной камеры, переходит в газообразное состояние, забирая большое количество тепла, устремляется к компрессору для сжатия и конденсации на змеевике, расположенном на задней стенке холодильника. Это не единственный метод, но главный. Созданы холодильники адсорбционные, где движение хладагента вызвано периодическим нагревом и охлаждением рабочего вещества. Способны работать на дровах, если конструктор предусмотрит подобную возможность. Как правило, используется голубое топливо.
Основания работы компрессорного холодильника
Принцип действия холодильника основан на способности фреона отдавать и забирать массу тепла при переходе в иное фазовое состояние. В частности, конденсация сопровождается выделением энергии, а испарение поглощением. Для увеличения скорости теплообмена изменение фазового состояния происходит в змеевиках:
- испарителе;
- конденсоре.
Последний заметен, если потрудится заглянуть за кухонный холодильник. Там виднеется изогнутая трубка, снабженная радиатором из стальной сетки для ускорения отвода тепла. Идеальный рассеиватель изготавливается из меди, в случае с холодильниками шаг привел бы к чрезмерной хрупкости конструкции. Трубка конденсора тонкая, это не случайно. Чтобы газ стал жидкостью, ему поможет давление, создаваемое компрессором. Внутрь конденсора нагнетается фреон, за счет этого факта температура газа повышается, становясь выше окружающей среды.
Хладагент переходит в иное фазовое состояние. Выделяется энергия, вдобавок повышающая температуру. В результате температура конденсора переваливает за 60 ºС, что сравнимо с радиаторами отопления. Тепло начинает активно рассеивается, чему способствует изрезанная форма радиатора. Чем больше перепад между температурами конденсора и кухни, тем сильнее идет теплообмен. Утечка энергии пропорциональна разнице. Поэтому в прохладе прибору работается проще. Значит, компрессор несет меньшую нагрузку.
В результате условия эксплуатации в случае с холодильниками играют решающую роль, продлевая или сокращая жизнь техники.
Растет потребляемая мощность холодильников – с увеличением температуры окружающей среды. Чем больше тратим на отопление, тем выше счета за заморозку продуктов. Разумеется, у холодильника предусмотрен нижний порог работоспособности, за который не стоит переступать. Ограничение связано преимущественно с маслом компрессора, густеющим с понижением температуры. Факт очевиден для автолюбителей. Отличие в том, что масло компрессора находится прямо во фреоновом контуре. На видео, где показывается, как сделать из холодильника насос для колес, смазка вылетает из патрубков, это не неисправность. Компрессор купается в масляной ванне для увеличения срока службы.
После конденсора идет капиллярная трубка, создающая разность давлений. Перед компрессором получается разряжение, а после натужно сжимается газ, под действием поршня. Без капиллярной трубки мотор выдавал бы несравненно большее число оборотов, чтобы лишь за счет скорости перекачки создать нужные условия для работы оборудования. Внутренний диаметр капиллярной трубки мал, охлажденный фреон с трудом протекает через метры узкого пространства на пути к испарителю.
Обнаруживается фактор, сильно влияющий на работоспособность оборудования: Если во фреоновом контуре присутствует вода, охлажденный фреон на выходе из капиллярной трубки промерзает. Образуется за счет разряжения и низких температур лед, который накапливается постепенно, забивая проход. Холодильник перестает морозить, у компрессора создаются неблагоприятные условия для работы.
Компрессор холодильника способен накопить давление в 25 атм, в 8 раз больше водопроводного. Представляете, что творится внутри, если ледяная пробка закупорит выход капиллярной трубки? Устройство холодильника не выдержит подобного оборота. В результате произойдет поломка деталей. Поэтому для исключения воды, которая непременно попадает внутрь при изготовлении или дозаправке холодильника, создан специальный элемент фреонового контура – фильтр-осушитель, удаляющий любую влагу. Внутри находится адсорбент, не влияющий на фреон, но поглощающий пары воды (напомним, что перед конденсором хладагент показывает высокую температуру, а жидкость находится в газообразном агрегатном состоянии).
Этот важный элемент подлежит обязательной замене при заправке системы фреоном. Предварительно холодильник продувается азотом или вакуумируется для устранения влаги и воздуха. Случается, операции делают последовательно. Азот инертен, нет шанса, что произойдет взрыв горючего фреона (подобные известны). Итак, жидкий фреон втекает после капиллярной трубки в испаритель и обнаруживает пониженное давление. Это помогает веществу перейти в иное агрегатное состояние, поглотив массу тепла.
Внутренности холодильника
Описанная конструкция характерна для компрессорных холодильников. Вещи, которые полезно знать:
- Принцип работы холодильника с системой NoFrost основывается на принудительном обдуве испарителя воздухом, забираемым из камер. Соответственно, охлажденный поток возвращается на место. Известны системы с единственным испарителем на оба отделения, и с двумя. Последние стоят дороже, позволяют включать камеры по отдельности и с большой точностью регулировать температуру, предотвращают смешивание запахов морозилки и продуктовой части прибора. Нет среди моделей NoFrost дешевых. Однако созданы уже холодильники с принудительной конвекцией по цене 16000 рублей, что укладывается в карман типичного российского потребителя.
- В холодильнике NoFrost присутствует беда, которой лишены стандартные модели. Внутри подобных не образуется лед, хотя приборы сушат продукты. Но забывается, что влага в виде инея осаждается на испарителе. Холодильники NoFrost имеют собственную систему оттаивания из нагревательного элемента, периодически подогревающего змеевик. Жидкость стекает обычно по ходу, по которому воздух проходит в нижнее отделение. Если вдруг в холодильнике обнаружена наледь либо не охлаждается низ, рекомендуется проверить, дует ли морозный воздух. Пойдет бумажка, которая вначале прикладывается к вытяжному отверстию камеры (прилипает), затем к втяжному (колеблется).
- В холодильниках отмечается система антиприлипания дверцы морозильной камеры. Наиболее топорно сделана у белорусских моделей. Попробуйте приложить палец между секциями. Чувствуется отчетливо тепло, жар почти обжигает. Полагаем, после компрессора фреон совершает почетный круг в указанном месте. По простой причине, что ставить электрический нагреватель представляется нецелесообразным.
- Фильтр-осушитель, добрая часть трубок фреонового тракта скрыты под напыляемой изоляцией. Если в советских холодильниках не обходилось без стекловаты, сейчас принято использовать пенополиуретан. Следовательно, после ремонта придется напылить немного. Не рекомендуем использовать пульты (понадобятся противогаз и защитная одежда), вместо этого ищите жидкую изоляцию в баллончиках. Потрясите, послушав шарики, направьте раструб, давите на кнопку. Шанс вдохнуть гадости при работе достаточно мал.
- В технические характеристики холодильников входит хладопроизводительность. Измеряется на специальных контейнерах и физической реальной нагрузки для потребителя не несет. Однако легко сравнивать модели по этому параметру. У холодильников (как у кондиционеров) производительность способна превышать потребляемую из сети мощность, ведь охлаждение идет опосредованно. Тепло просто перекачивается из нутра на кухню. Сказанное касается, к примеру, тепловых насосов, используя которые заметно экономят на счетах. Не пытайтесь сопоставить производительность холодильника с потребляемой мощностью, потому что напрямую параметры не связаны. Параметры холодильников оптимизируются производителями различными методами для повышения КПД, но связи входных и выходных характеристик не наблюдается напрямую.
Добавим, что компрессор обычно снабжается пускозащитным реле, работой заправляет термостат, который в простейшем случае оснащается датчиком давления для измерения температуры.
