Из чего состоит компрессор из холодильника: Из чего состоит компрессор холодильника

Содержание

Компрессор в холодильнике. Что это?

«Сердцем» холодильника можно назвать компрессор. Этот узел отвечает за поддержание низкой температуры в камерах, организуя циркуляцию охлажденного.

Что такое компрессор?

Без компрессора работа холодильника невозможна. Именно этот прибор создает разницу давления в различных участках системы охлаждения. Это осуществляется за счет уменьшения объема хладагента и его дальнейшего продвижения по теплообменной системе. Благодаря работе компрессора осуществляется отвод из холодильных камер тепла в окружающую среду, вследствие чего в холодильнике появляются условия для охлаждения, заморозки и долговременного сберегания продуктов.

Какими бывают холодильные компрессоры: плюсы и минусы

На сегодняшний день компрессоры для холодильников можно разделить на несколько категорий

Поршневой компрессор

Наиболее часто встречающийся и популярный вид. Такой узел состоит из одного или нескольких цилиндров, расположенных вертикально или горизонтально. Поршни, находящиеся в этих цилиндрах осуществляют с помощью шатунно-кривошипного механизма возвратно-поступательные движения.

Сильные стороны данного компрессора:

  • Простая конструкция;
  • Демократичная цена;
  • Нет сложностей с ремонтом или обслуживанием;
  • На выходе давление воздуха высокое;
  • Высокая износостойкость. Прекрасно выдерживает как непрерывную работу, так и редкие включения;
  • Неприхотлив в работе и содержании.

Слабые стороны:

  • Сильная вибрация и шум;
  • Низкая производительность;
  • Необходимо регулярно проводить техобслуживание;
  • Нуждается в системе фильтров.

Роторный (винтовой) компрессор

Известен с конца 19 века. В таких охлаждающих узлах разность давлений, возникающая за счет вращения ротора и подвижной пластины, меняет энергию вращения. Такие компрессоры установлены в некоторых моделях холодильных бытовых приборов Индезит.

Плюсы:

  • Значительный коэффициент сжатия.
  • Отсутствие элементов, подверженных высокой нагрузке и регулярное впрыскивание масла в паровую камеру, обуславливают надежность и долговечность.
  • Регулировать производительность можно изменяя скорость, с которой вращаются роторы.
  • Отличается небольшой вибрацией, поэтому не требует прочного основания.
  • Относительно низкий уровень шума, благодаря чему холодильник можно устанавливать в любом помещении
  • Небольшие габариты самого узла.

Минусы:

КПД изменения состояния фреона внутри системы. Постоянная скорость вращения валов, обуславливает разную силу сжатия.

Инверторный компрессор

Работает без отключений, в отличие от линейного. После первого включения охладительная система опускает температуру в камерах до указанного уровня, в дальнейшем компрессор, используя лишь необходимую мощность, поддерживает необходимые для сберегания продуктов условия. Такими узлами оснащают холодильники Самсунг.

Достоинства:

  • Компрессор за редким исключением не задействует в своей работе максимальную мощность, поэтому по сравнению с другими охлаждающими системами электроэнергия расходуется более экономично.
  • Благодаря постоянной работе такие узлы не издают громких звуков, обычно сопровождающих процесс запуска традиционного компрессора.
  • Инверторные компрессоры более долговечны за счет отсутствия необходимости испытывать повышенные нагрузки при постоянных запусках и остановках.
  • На первый взгляд холодильники, оборудованные компрессором такой категории, дороже бытовых приборов с традиционной системой охлаждения. Но высокий уровень экономии электроэнергии, длительный срок эксплуатации, износостойкость делают покупку более выгодной.

Недостатки:

  • Сложность устройства и технологии производства, делающие стоимость готового компрессора более высокой в сравнении с более простыми видами охлаждающих устройств.
  • Перепад напряжения в домашней электросети может вывести инверторный компрессор из строя. Чтобы избежать подобной ситуации, перед приобретением бытового прибора с таким оснащением желательно убедиться в качестве проводки и при необходимости заменить слабые участки или обезопасить место установки холодильного агрегата.

Компрессор линейный

Работа такого агрегата осуществляется в три этапа: включение, охлаждение, выключение. Температуру в камере холодильника контролирует датчик, как только она превышает заданный уровень, запускается компрессор. Как можно скорее понизив температуру, он снова отключается. Этот цикл повторяется все время, пока холодильник подключен к электросети. Возвратно-поступательные движения поршня в цилиндре происходит за счет воздействия электромагнитных сил, благодаря чему снижаются энергопотери, а срок эксплуатации увеличивается. Энергопотребление таких компрессоров по сравнению с традиционными агрегатами ниже на 40%. Такими узлами оснащены некоторые холодильники Electrolux.

Плюсы:

  • Увеличение долговечности и надежности за счет меньшего количества подвижных элементов.
  • Система управления компрессора помогает свести к минимуму температурные отклонения в холодильной камере от установленной владельцем и улучшить контроль за диапазоном температурных колебаний.
  • Конструкция и система работы компрессора позволяет экономно расходовать электроэнергию.
  • Стабильность условий внутри холодильной камере за счет непрерывности работы охлаждающей системы, помогает охлаждать продукты в кратчайшие сроки и сохранять все полезные свойства.
  • Холодильник, оснащенный линейным компрессором работает относительно тихо, благодаря плавной системе запуска и остановки охлаждающего узла.

Минусы:

  • Каждое включение и отключение охлаждающего узла сопровождается характерными щелчками.
  • При запуске компрессор испытывает максимальную нагрузку и увеличивает потребление энергии.

Значительно реже холодильники оснащаются следующими видами компрессоров:

  • Безмаслянный. Как следует из названия, агрегат не требует масла для работы. Обычно их устанавливают в холодильных установках.
  • Электрогазодинамический. В такой конструкции необходимое давление получается благодаря возникновению в электрическом поле объемных зарядов частиц.

Как и любое устройство, компрессоры имеют свой срок эксплуатации и нуждаются в периодическом обслуживании. В случае выхода из строя охладительной системы в бытовом приборе не стоит самостоятельно устранять неполадку, лучше доверить ремонт холодильников специалисту.

 

Инструкция по разборке компрессора от холодильника без болгарки

Ценность компрессора велика как с точки зрения функциональности, так и с позиции стоимости металла, причем независимо от того как его рассматривать. Из двигателя можно сделать насос для шиномонтажа, окраски или холодильной системы.

Если двигатель нерабочий, а его мощность относительно низкая, то ремонтировать его нет смысла. Устройство состоит из черного металла (корпус, составляющие редукторов) и меди (обмотка мотора, трубки). Средний вес составляет от 5 до 10 килограмм, при этом вес дорогостоящей меди может достигать 1,5 килограмма.

Разборка без использования шлифмашины

Для того чтобы отделить черный металл от меди, необходимо сперва разобрать компрессор. Разберемся как можно разобрать устройство без использования угловой шлифмашины (болгарки), ведь болгарка – это относительно грязный инструмент, на рабочем месте будет много пыли, искр, шума, залитого внутрь масла (режущий диск будет разбрызгивать материалы вокруг себя).

К сожалению, корпус является монолитным металлическим изделием, содержащим ряд сварных швов, созданных при помощи автоматической сварки.

Компрессор является монолитным устройством

Поэтому, избежать болгарки можно только при помощи ножовки по металлу. Толщина металла может составлять более 3 миллиметров. Что касается ротора и статора, то болгарка не требуется, применять ее на всех этапах разборки не следует.

Алгоритм действий

В районе сварки нужно сделать надрез, слить масло и «пройтись» вдоль всего шва.

Надрез должен быть небольшим дабы избежать разбрызгивания. Через малое отверстие масло должно вытекать медленно.

Разрезать следует осторожно, без спешки; если работаете ножовкой, следует следить за остротой пилы (лучше запастись запасными полотнами). Под срезанной шапкой наблюдаются обмотки мотора. После распаковки корпуса можно обнаружить причины неисправности устройства. В нашем случае причиной является перегоревшая обмотка:

Перегоревшая, спаянная обмотка – самая часта причина выхода из строя

Способы разобрать компрессор

Существует два способа разборки: выбивание и разрезание задней шапки. Тонкостенные модели очень легко выходят из корпуса при выбивании, более старые модели выбить практически невозможно. Если все масло было предварительно слито, то можно сразу приступить к распиливанию, не выполняя пробных разрезов. Ножовкой по металлу срезаем «заднюю шапку».

Верхняя «шапка» компрессора держится на трубках

Одна трубка не позволит шапке выйти из корпуса, ее достаточно перерезать ножовкой. После разборки можно увидеть весь мотор изнутри.

Вид устройства изнутри

Видны винты, раскрутив которые, можно освободить весь механизм и вывести его из корпуса.

Мотор фиксируется к корпусу винтами

Без срезания концов компрессора, разобрать его невозможно, так как все компрессоры изготавливаются в виде монолитной конструкции. Обе стороны оболочки заварены, а винты, способные решить проблему располагаются под слоем толстого металла и сварными швами.

После выкручивания опорных болтов обнаруживается двигатель, редуктор, статор и ротор. Чтобы снять медные обмотки и сердечники не следует использовать болгарку и разрезать оболочку изнутри. Все держится на винтах и легко поддается разборке.

Видео-инструкции

1-й вариант

2-й вариант

Что делать после разборки

Проволоку не следует вырезать с двигателя. Сначала следует отрезать контакты от проводов, затем разобрать пластины статора, извлечь ротор из статора и размотать проволоку. Чтобы избавиться от припаянных контактов необходимо пользоваться плоскогубцами и пинцетом; не следует пытаться силой выдавить ротор, так это приведет к спутыванию проводов и усложнит процесс размотки проволоки.

Устройство компрессора холодильника

Автор Ангелина На чтение 5 мин. Просмотров 1.3k. Опубликовано

Несмотря на то что в наши дни моделей холодильников очень много, все они имеют однообразную структуру и наделены аналогичным функционалом. Львиную долю работы выполняет компрессор: сжимает и перемещает пары хладагента (фреона) до конденсатора, где они превращаются в жидкость, а дальше — в испарителе — эта жидкость закипает и становится газом.

Таким способом происходит охлаждение окружающего пространства, и этот цикл никогда не прекращается и не останавливается, пока идёт подача электроэнергии. Давайте детальнее рассмотрим образование холода, разобравшись в устройстве компрессора современных холодильников.

Типы оборудования

Хотя сегодня рынок предлагает множество различных моделей холодильного оборудования, их конструкция довольно однотипна. Ниже приведена полная классификация возможного устройства компрессоров современных холодильников.

Динамические конструкции представляют центробежные и осевые компрессоры.

Объёмные конструкции состоят из компрессоров также двух видов: поршневых (поступательных и с коленчатым валом) и ротативных (однороторных и двухроторных).

При всём разнообразии компрессоров в современных холодильниках используются обычно поршневые и осевые

Если с двухроторными всё просто, то однородные подразделяются на такие виды:

  • с катящимся мотором;
  • пластинчатые;
  • спиральные;
  • роторно-поршневые или трохоидные.

Несмотря на разнообразие типов оборудования чаще всего устройство компрессора современного холодильника использует поршневой или осевой принцип работы.

Конструкции динамические

Здесь основную работу выполняет вентилятор и его лопасти. В одном случае создаётся давление, которое направляется в нужную сторону. Во втором задействован принцип центробежной силы, благодаря чему тела стремятся покинуть свою орбиту, двигаясь не по кругу, а по прямой.

Устройство динамических компрессоров холодильников имеет фактически только один недостаток: они не способны выдавать коэффициенты сжатия больших размеров. Но их неоспоримым плюсом является простота, надёжность и долговечность конструкции.

Разборка компрессора требует определённого уровня знаний и навыков

Конструкции объёмные поршневые

В данном случае устройство компрессора современного холодильника основано на принципах, которые применены в одноцилиндровых двигателях внутреннего сгорания. В одном варианте используется коленчатый вал, а приводит его в действие расположенный рядом электродвигатель.

А вот если формирование импульсов проводится по инверторной схеме, шток с поршнем располагается в середине катушки, обмотанной проволокой. Электрический ток заставляет эту систему производить поступательные движения, за счёт чего и осуществляется функционирование холодильного оборудования.

Устройство поршневых компрессоров холодильников, использующих принцип непрямоточного расположения поршней, широко используется в наше время, так как не имеет существенных недостатков. Это выгодно как производителям подобной продукции, так и ее потребителям.

Конструкции объёмные ротативные

Устройство компрессоров современных холодильников часто основано на использовании двухроторного принципа. Есть неравнозначные винтовые спиральные лопасти, ведущий ротор имеет несколько выступов со скругленными вершинами, а оба вала расположены в составном цилиндрическом корпусе. Конструкция устроена так, что они соприкасаются на протяжении всей длины, а вращение осуществляется навстречу друг другу.

Отверстия для забора и вывода фреона располагаются с противоположных сторон — по диагонали. Хладагент поступает в начале расположения роторов сверху корпуса, а сжатый газ уходит снизу — в конце спиралей.

Устройство объёмных ротативных компрессоров холодильника сделано так, что между роторными спиралями и корпусом нет зазора. При этом во время вращения порции воздуха, формируемые заборной камерой, расходятся в противоположные стороны, что приводит к их лёгкому захвату обоими валами.

Разные типы компрессоров подходят для разных условий использования

Конструктивная особенность в том, что на один ротор приходится на 50 % больше нагрузки, чем на второй: 4 против 6 порций воздуха. Вращение лопастей в итоге приводит к сжатию (ударному давлению) хладагента и выбросу его наружу. Достичь таких же показателей в других случаях проблематично.

Ещё одним важным фактором, увеличивающим популярность ротативной технологии, является высокий КПД процесса. Поскольку полости роторов прилегают друг к другу герметично, а масло, находящееся между валами, уменьшает силу трения, между корпусом и спиралями благодаря поверхностному натяжению создаётся пробка.

После выполнения таких условий контролировать давление внутри системы становится довольно легко, а, значит, можно снижать скорость вращения лопастей и уменьшать потребляемую мощность. Кроме того, в такой ситуации не составит труда понизить технологические требования к качеству изготовления отдельных деталей и сборке в целом.

Преимущества роторных винтовых конструкций над поршневыми

Винтовое роторное устройство имеет два винтовых ротора, один из которых соединяется с двигателем. Сфера применения таких агрегатов достаточно широка благодаря высокой надёжности, экономичности и нетребовательности к материалам изготовления.

Итак, сильные стороны роторных винтовых конструкций:

  • постоянная скорость, с которой вращаются валы, независимо от текущего давления приводит к стабильной работе при любых условиях;
  • необходимый коэффициент сжатия достигается применением определённых деталей и надлежащего качества сборки;
  • конструктивные особенности делают винтовые роторные компрессоры долговечными;
  • есть возможность уменьшать или увеличивать производительность в любое время за счёт изменения скорости вращения роторов;
  • низкий уровень вибраций;
  • малошумная работа;
  • компактные размеры устройства.

Справедливости ради нужно отметить и недостаток, свойственный винтовым роторным компрессорам: относительно небольшой КПД, если фреон будет переходить из одного состояния в другое внутри корпуса. Проблема легко решается увеличением мощности, хотя при этом возрастает и расход электроэнергии.

Принцип работы современного компрессора на видео

Поскольку практически каждый вид компрессора холодильника имеет свои конструктивные особенности, определить победителя одновременно по всем параметрам невозможно. Нужно знать условия, в которых будет работать оборудование, и соотносить выгоду от полученных функциональных возможностей с затратами на использование выбранного технологического процесса.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

принцип работы холодильника, устройство холодильника, как работает холодильник

  • Home
  • принцип работы холодильника

принцип работы холодильника

Холодильный агрегат работает следующим образом. Мотор-компрессор откачивает пары фреона из испарителя и нагнетает их в конденсатор. В конденсаторе пары фреона охлаждаются и конденсируются. Далее жидкий фреон через фильтр-осушитель и капиллярный трубопровод попадает в испаритель. Гидравлическое сопротивление капиллярного трубопровода подбирается таким образом, чтобы создать определенную разность давления всасывания и конденсации, которое создает компрессор, при которой через трубопровод проходило определенное количество жидкости. Каждый капилляр соответствует определенному мотор-компрессору. На входе фреона в испаритель, давление падает от давления конденсации до давления кипения. Этот процесс называется дросселированием. При этом происходит вскипание фреона, поступая в каналы испарителя фреон кипит, энергия необходимая для кипения в виде тепловой, забирается от поверхности испарителя, охлаждая воздух в холодильнике. Пройдя через испаритель жидкий фреон превращается в пар, который откачивается компрессором. Количество отводимой  холодильной машиной теплоты, приходящейся на единицу затраченной электрической энергии называется холодильным коэффициентом холодильника.

1 — конденсатор, 2 — капиллярная трубка, 3 — мотор-компрессор,
4 — испаритель, 5 — фильтр-осушитель, 6 — обратная трубка


Мотор-компрессор — основной узел любого холодильного агрегата. Назначение компрессора состоит в обеспечении циркуляции охлаждающего вещества (фреона) по системе трубопроводов холодильного агрегата. Холодильник может быть укомплектован как одним, так и двумя компрессорами. В состав мотор-компрессора входит электромотор и компрессор. Двигатель преобразовывает электрическую энергию в механическую, что приводит в действие компрессор  В устройстве бытовых холодильников используются герметичные поршневые мотор-компрессоры, конструкция предполагает расположение электродвигателя во внутренней части корпуса компрессора. Такое расположение электродвигателя предотвращает возможность утечки хладагента сквозь уплотнение вала. Тем самым уменьшая возможность дальнейшего ремонта холодильника.  С целью поглощения вибраций, возникающих во время работы, используется подвеска компрессора. Подвеска, в свою очередь, бывает внутренней (двигатель компрессора подвешивается внутри корпуса) и внешней (корпус компрессора подвешивается на пружине). В современных моделях бытовых холодильников в основном используется внутренняя подвеска, так как она значительно эффективнее способна поглощать вибрации компрессора, чем наружная. Смазывают компрессор специальными рефрижераторными маслами, способными хорошо взаимодействовать с хладагентом
Конденсатор — теплообменный аппарат для отвода тепла от конденсирующихся (превращающихся в жидкость) паров фреона к окружающей среде. Это обусловлено предварительным повышением давления паров в компрессоре и отводом от ник тепла в конденсаторе. На холодильниках с естественным охлаждением конденсатор в виде змеевика или щита устанавливают на задней стенке (снаружи или внутри). Холодильники больших размеров обычно оснащены конденсаторами, имеющими вид радиаторов, их устанавливают рядом с компрессором, внизу. Вентилятор обеспечивает их нормальное охлаждение. Конденсатор обязательно должен хорошо охлаждаться – это залог нормальной работы холодильника. Испаритель – теплообменный аппарат для охлаждения непосредственно продукта в результате кипения в нем жидкого фреона. Кипение в испарителе  при низкой температуре и соответствующем давлении происходит за счет теплоты, отнимаемой от охлаждающей среды. Капиллярная трубка – предназначена для дросселирования перед испарителем жидкого фреона и снижения его давления от давления конденсации до давления кипения с соответствующим понижением давления. Представляет собой медный трубопровод длиной 1.5 – 3м с внутренним диаметром 0.6 – 0.85 мм. Устанавливается между конденсатором и испарителем Фильтр-осушитель  —  устанавливается у входа в капиллярную трубку для предохранения ее от засорения твердыми частицами, для поглощения влаги из фреона и предотвращения замерзания ее на выходе из капиллярной трубки. Корпус патрона фильтра состоит из медной трубки длиной 105-140 мм и диаметром 18..12 мм с вытянутыми концами, в отверстия которых впаивают соответственно трубопровод конденсатора и капилляр. В корпус фильтра помещают цеолит между молекулярными сетками, установленными на входе и выходе  из патрона.
Докипатель — представляет из себя емкость, установленную между испарителем и всасывающим патрубком компрессора. Предназначен для докипания жидкого фреона и предотвращения попадания его в компрессор, что может привести к выходу из строя компрессора. Размещают докипатель в охлаждаемом объеме — как правило в морозильной камере. Докипатель может быть алюминиевым или медным.


 Работу  бытового холодильника обеспечивает электрическая схема. 


1 — терморегулятор, 2 — кнопка принудительной оттайки, 3 — реле тепловой защиты, 3.1. — контакты реле, 3.2. — биметаллическая пластина, 4 — электродвигатель мотор-компрессора, 4.1. — рабочая обмотка, 4.2. — пусковая обмотка, 5 — пусковое реле, 5.1. — контакты реле, 5.2. — катушка реле

При подаче напряжения в схему электрический ток проходит: через замкнутые контакты терморегулятора 1, копки принудительной оттайки 2, реле тепловой защиты 3, (контакт 3.1, биметаллическая пластина 3.2), пусковое реле 5 (катушку 5.2, контакты 5.1 разомкнуты) и рабочую обмотку 4.1 электродвигателя мотор-компрессора 4. Поскольку двигатель не вращается, ток, протекающий через его рабочую обмотку, в несколько раз превышает номинальный. Пусковое реле 5 устроено таким образом, что при превышении номинального значения тока замыкаются контакты 5.1, подключая к цепи пусковую обмотку электродвигателя, который начинает вращаться, в результате чего, ток в рабочей обмотке снижается, контакты пускового реле размыкаются, но двигатель продолжает работать в нормальном режиме за счет рабочей обмотки. При достижении заданной температуры, контакты терморегулятора размыкаются и электродвигатель компрессора останавливается. Для отключения электродвигателя при опасном повышении силы тока предназначено реле тепловой защиты. С одной стороны оно защищает электродвигатель от перегрева и поломки, а с другой от пожара. Реле состоит из биметаллическое пластины 3.2., которая при опасном повышении силы тока нагревается и, изгибаясь, размыкает контакты 3.1. После  остывания биметаллической пластины контакты снова замыкаются.

РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКА СВОИМИ РУКАМИ
Сделать самому можно следующее -поменять терморегулятор холодильника.  Для этого понадобится отвертка и мультиметр. Признаки дефекта терморегулятора : холодильный прибор не работает, компрессор не запускается, при повороте ручки терморегулятора в по часовой стрелке ситуация не меняется или при установке
 
  Найти мастера в своем городе
 

 

 

Как влияет тип компрессора на работу холодильника

Компрессор – сердце любого холодильного и морозильного оборудования. Именно он заставляет хладагент циркулировать в системе, совершая теплообмен с окружающей средой. Холодильник без компрессора работать просто не сможет. Вот почему при выборе прибора важно принимать в расчет этот узел. Имеет значение производитель и тип компрессора, а также их количество. Наша статья поможет разобраться во всех нюансах и определиться, с каким компрессором выбрать холодильник.

Тип компрессора

Различают две принципиально разных схемы компрессоров холодильников.

  1. Стандартный. Давление хладагента в системе нагнетает поршень насоса. Имеет всего два режима работы: включен и выключен. При достижении установленной температуры полностью отключается до тех пор, пока с пускового реле не поступает сигнал, что внутри начало теплеть.
  2. Отдельностоящий холодильник Midea MRS518SNGW со стандартным компрессором

  3. Инверторный. Давление создает мотор с катушкой. Способен не выключаться полностью, а снижать обороты.

За счет того, что рабочий цикл инверторного компрессора в холодильнике не состоит из постоянных включений и выключений, он имеет ряд достоинств.

  • Отсутствие пиковых нагрузок в момент запуска, то есть экономия электроэнергии.
  • Отсутствие характерного шума при каждом старте.
  • Меньше интервал колебания температур внутри камеры: у стандартных компрессоров он может достигать 2°С, а у инверторных – 1°С.

Однако стандартные компрессоры тоже постоянно совершенствуются: конструкторы снижают уровень шума, повышают энергоэффективность. При этом стоимость остается ниже, чем у инверторных. Поэтому отдать предпочтение одному из вариантов сложно. В продаже есть модели как со стандартными, так и с инверторными компрессорами.

Отдельностоящий холодильник Midea MRS518SNGBL с инверторным компрессором

Компрессор и система No Frost

Встречается заблуждение, что система размораживания холодильной камеры и морозильника No Frost может быть реализована только в приборах с инверторным компрессором. На самом деле это отдельное устройство со своим принципом действия, никак не зависящее от типа компрессора. Например, модель Midea MRB520SFNW1 оборудована стандартным компрессором и системой No Frost в холодильном и морозильном отделениях.

Холодильник Midea MRB520SFNW1 c системой No Frost в холодильном и морозильном отделениях

Количество компрессоров

Существует тенденция устанавливать два отдельных компрессора меньшей мощности для холодильной и морозильной камер вместо одного общего. Такая конструкция имеет и плюсы, и минусы, которые сведены в таблицу.

Преимущества Недостатки
  • Рабочие температуры достигаются быстрее
  • Ниже уровень шума
  • Цена техники выше на 20-30%
  • Два высокотехнологичных узла вместо одного усложняют конструкцию и потенциально уменьшают надежность
  • Выше энергопотребление

Следует заметить, что основное преимущество холодильников с двумя компрессорами, которое они имели изначально: возможность независимой регулировки параметров каждого из отделений – уже неактуально. После появления электромагнитных клапанов однокомпрессорные холодильники получили аналогичные возможности.

Производитель компрессора

Компрессор – настолько сложное и точное устройство, что создатели бытовой техники не разрабатывают их самостоятельно, а закупают у фирм, специализирующихся именно на этом виде продукции. Среди лидеров – бренды Danfoss, Embraco Aspera, GMCC-Toshiba. Последний производитель добился мирового признания благодаря традиционному японскому качеству, долгому сроку службы, низкому уровню шума и вибраций. Компрессоры GMCC-Toshiba установлены на большинстве холодильников Midea.

Как проверить компрессор холодильника

Чтобы определить, сколько компрессоров установлено в холодильнике, достаточно посмотреть на заднюю стенку. Компрессор или компрессоры смонтированы в нижней части и обычно напоминают бочонки черного цвета, а вот тип компрессора проще определить из инструкции к прибору.

Можно ли починить компрессор самостоятельно

Независимо от того, упала мощность компрессора холодильника или компрессор холодильника не включается вообще, следует обращаться в авторизованный сервисный центр. Любые попытки самостоятельного ремонта не только усугубят ситуацию, но и могут быть опасны для здоровья: в системе под давлением циркулирует хладагент, вызывающий тяжелые отравления.

Ремонт и замена компрессора холодильника: пошаговая инструкция с фото

Осуществить ремонт холодильника можно собственноручно, но для этого нужно обладать определёнными навыками и знаниями. Важную часть подготовки к ремонту составляет диагностика, а для этого необходимо знать принцип работы холодильника. Попробуем разобраться, как организована схема работы этого распространённого бытового устройства.

Схема работы холодильника

Холодильник можно поделить на три большие составные части. Выход из строя одного блока делает неработоспособным весь холодильник, но не влияет на рабочее состояние других элементов. Морозильный аппарат состоит из испарителя, конденсатора и компрессора. В состав компрессора входит реле и мотор.

Система работы имеет замкнутый характер. Хладагент выкачивается из испарителя при помощи компрессора, а затем подаётся им под воздействием высокого давления в конденсатор. В конденсаторе он подвергается охлаждению, способствующему переходу из газообразного состояния в жидкое, а затем вновь перемещается в испаритель, стекая естественным путём. Так работа повторяется непрерывно.

В отличие от остальных компонентов, компрессор не находится постоянно во включенном состоянии. Он приходит в рабочее состояние по сигналу от температурного датчика, когда температура в холодильнике превышает допустимую норму. В такому случае реле приводит в движение мотор, вследствие чего компрессор начинает выполнять свою рабочую функцию. Когда температура начинает соответствовать норме, реле отключается.

Проверка работоспособности компрессора

Первым внешним признаком неправильной работы компрессора является повышение температуры в холодильной камере, вплоть до её размораживания. Прежде, чем приступать к ремонту компрессора своими руками, нужно разобраться, в чём именно состоит неисправность данного устройства. Подобраться к компрессору не так просто – он герметично закрыт кожухом, где находится в масле.

Большинство компрессоров имеют схожее между собой устройство. Главными составляющими являются мотор и пусковое реле. Реле замыкается при поступлении сигнала от датчика и запускает мотор. Если мотор не запускается, то система не функционирует. В большинстве случаев проблема при неработающем компрессоре заключается именно в моторе. В такой ситуации требуется поставить новый мотор, чуть реже нужна полная замена компрессора холодильника. Разберём случаи, когда ремонт и замену компрессора холодильника осуществить проще всего.

Проверка тока и сопротивления

Причиной неисправности может служить кабель, не так редко источником серьёзных проблем становится банальный обрыв. Замена кабеля является самой простой ситуацией из тех, когда может пригодится ремонт. В любом случае, перед началом каких-либо работ своими руками требуется проверить ток и сопротивление, чтобы не получить травму.

Чтобы проверить сопротивление, нужно найти место без краски или немного стереть её своими руками. Приложите мультиметр к контакту и к корпусу, прибор не должен показывать никаких значений, в противном случае дальше делать ремонт компрессора холодильника своими руками достаточно опасно. При дальнейшей работе с мотором и пусковым реле следует соблюдать меры предосторожности.

Для проверки тока необходимо рабочее реле, то есть перед началом испытаний вы должны быть уверены в его работоспособности. Проверять ток удобнее всего мультиметром, где контакт осуществляется клещами. При мощности двигателя в 140 Вт, ток равняется 1,3 Ампера. Соотношение величин остаётся таким же при других показателях мощности двигателя.

Смотрите также – Подключение компрессора холодильника к новому устройству

Причины неисправностей

Все неисправности в работе устройства можно условно поделить на два вида. В первом случае всё работает на первый взгляд хорошо, то есть мотор гудит, лампочка горит. Причиной может быть утечка хладагента, проверить это достаточно просто своими руками. Достаточно потрогать конденсатор, он должен быть очень горячим. При утечке хладагента конденсатор будет комнатной температуры. Второй распространённой причиной является поломка терморегулятор, то есть сигнал о повышении температуры просто не поступает.

Если холодильник совсем не включается, то в 20% случаев проблема  сводится к поломке мотора. Если  же мотор исправен, но необходимо произвести ремонт компрессора холодильника своими руками, нужно последовательно проверить главные элементы – термодатчик и реле. Каждое устройство при поломке подлежит замене. Если всё работает хорошо, менять надо сам компрессора, расскажем, как это сделать своими руками.

Как заменить компрессор?

Чтобы осуществить ремонт компрессора своими руками, нужно подготовить соответствующие инструменты:

  • накопитель для фреона;
  • вентили для прокалывания и отбора;
  • горелка.

Горелку рекомендуется использовать кислородно-пропановую. Теперь нужно отключить устройство от электрической сети, освободить его от продуктов и ящиков с решётками, а затем приступить к выполнению ремонтных работ.

Компрессор нужно выдвинуть и немного приподнять и надломать заправочную трубу. Устройство запускается на пять минут, в течение которых фреон полностью переходит в конденсатор. Подключается прокалывающий вентиль, к которому подсоединяется шланг от баллона. Вентиль откручивается на 30 секунд,  этого времени хватит, чтоб собрать весь газ.

Вместо заправочной трубы необходимо припаять медную, именно для этих целей используется горелка, но можно воспользоваться и обычным паяльником. Затем на капиллярном расширителе делается надрез длинной несколько сантиметров, затем трубка ломается, а фильтр отпаивается от конденсатора.

Теперь нужно полностью отсоединить компрессор от труб (чаще всего их две – для нагнетания давления и отсасывания лишнего газа), то есть компрессор необходимо отпаять. Для установки нового компрессора необходимо повторить все действия в обратном порядке. После всех работ убедитесь, что работает реле. Если запуск произошёл успешно, значит всё было выполнено правильно.

Смотрите также:

Устройство компрессора от холодильника ФГ-0,100 :: АвтоМотоГараж

Компрессор кривошипно-кулисного типа с внутренней подвеской.

К достоинствам этих компрессоров следует отнести меньшую массу и габариты, лучшие показатели по теплоэнергетическим характеристикам, низкий уровень звука и виб¬раций.

Устройство компрессора.

Кожух мотор-компрессора изготовлен из листовой стали. Кривошипно-кулисный мотор-компрессор с вертикальным расположением вала подве¬шен на пружинах внутри герметичного кожуха. В зависимости от конструкции подвески пружины работают на сжатие или растяжение и служат для гашения колебаний, возникающих при работе компрессора. Пружины крепятся на кронштейнах, находящихся в верхней части кожуха, и ввинчиваются в отверстия специальных приливов на корпусе. Корпус компрессора в свою очередь приливами опирается на пружины. Нагнетательная трубка изогнута змеевиком, что не препятствует колебаниям мотор-компрессора.

Цилиндр отлит вместе с глушителями. Он устанавливается на блоке мотор-компрессора позиционируется четырьмя штифтами и фиксируется двумя винтами. Противовес отлит вместе с кривошипным валом. Для уменьшения инерционных масс поршень изготовлен полым. Обойма свернута из листовой стали. Поршень соединен с ней пайкой медистыми припоями. Ползун кулисы чугунный. На торце цилиндра установлена прокладка всасывающего клапана, сам клапан позиционируется двумя штифтами. Нагнетательный клапан вместе с ограничителем крепится к седлу заклепками. Клапаны — пружинные пластинки из стальной высокоуглеродистой, термически обработанной ленты — установлены на штифты. На тех же штифтах установлены скобы, которые ограничивают подъем клапана. Высота подъема всасывающего клапана 0,5±0,08 мм, нагнетательного — 1,18 мм. Диаметр всасывающего отверстия 5 мм, нагнет тельного — 3,4 мм. Седло клапанов и головка цилиндра отлиты из чугуна. Вал ротора вращается в подшипнике в корпусе компрессора.

Система смазки компрессора.

Трущиеся части компрессора смазываются маслом под действием центробежной силы через косое отверстие в нижнем торце коренной шейки вала. При вращении вала масло, попадая в наклонный канал, поднимается вверх и попадает к трущейся паре вал — корпус компрессора. Дальше по винтовой канавке масло поступает к паре вал – ползун. Пара поршень – цилиндр смазывается разбрызгиванием.

Электротехническая часть компрессора.

Электродвигатель однофазный, асинхронный, с пусковой обмоткой. Для пуска двигате¬ля и защиты от перегрузок применяют пускозащитное реле, соединенное с двигателем при помощи колодки зажимов, закрепленной на проходных контактах пластинчатой скобой. Реле установлено на раме. Ротор электродвигателя совмещен непосредственно с валом компрессора. Статор прикреплен к корпусу компрессора четырьмя винтами. Статор набран из штампованных листов электротехнической стали. Обмотка статора двухполюсная, четырехкатушечная. Корпус компрессора чугунный, одновременно служащий опорой вала.

Вскрытия корпуса компрессора и полная разборка …


По случаю попался мне не работоспособный образец для экспериментов компрессора ФГ-0.100. Неисправностью этого компрессора является межвитковое замыкание одной из обмоток электродвигателя.

И так вот подопытный:

Чтоб добраться до внутренностей использовал УШМ, можно использовать ножовку по металлу, но это долго и ещё неизвестно, сколько понадобится полотен :). Толщина стального корпуса компрессора приличная …

Срез выполнялся по сварному шву …

Удаляем пластину-ограничитель, и извлекаем содержимое …

… конструкция подвески. Пружины работают на сжатие …

… силовой агрегат в разных ракурсах …

Продолжаем разбирать дальше:

При неудачной (неправильной) распрессовки вала, немного его поломали. Если нужно чтобы вал был целиковым (не как в нашем случае), то его нужно просто выбить с противоположной стороны колена:

Вот вроде всё разобрали:

Как это устроено от automotogarage.ru

 

Холодильное оборудование, компрессоры кондиционирования воздуха: поршневые, роторные, винтовые, центробежные, спиральные

Что такое холодильный компрессор

Компрессоры — одна из наиболее важных частей холодильного цикла. Компрессор сжимает хладагент, который поступает в конденсатор, где охлаждается. Затем он перемещается к расширительному клапану, испарителю и, наконец, снова всасывается компрессором. Для правильного функционирования холодильного цикла хладагент должен быть сжат до давления, соответствующего температуре насыщения, превышающей температуру естественного воздуха или воды.Это важнейшая функция, которую выполняет компрессор. Сжатие хладагента до подходящего давления обеспечивает его надлежащую конденсацию и циркуляцию в течение всего цикла. Мощность охлаждения или кондиционирования воздуха полностью зависит от мощности компрессора.

Типы компрессоров охлаждения и кондиционирования воздуха

В холодильных установках и установках кондиционирования воздуха используются различные типы компрессоров: поршневые, ротационные, винтовые, центробежные и спиральные.Все они кратко описаны ниже:

  1. Поршневые компрессоры:

Поршневые компрессоры являются одними из наиболее широко используемых типов холодильных компрессоров. Они имеют поршневое и цилиндровое расположение, как и автомобильный двигатель. Возвратно-поступательное движение поршня из-за внешней силы сжимает хладагент внутри цилиндра. Есть три типа поршневых компрессоров: герметичные, полугерметичные и открытые.Открытие поршневых компрессоров может быть одноцилиндровым или многоцилиндровым.

  1. Винтовые компрессоры:

Винтовые компрессоры состоят из пары зацепляющихся винтов, между которыми сжимается хладагент. Они могут создавать высокое давление для небольшого количества газа. Они потребляют меньше энергии, чем поршневые компрессоры, и широко используются. Его можно использовать с хладагентами, такими как R12, R22 и другими.

  1. Роторные компрессоры:

Роторные компрессоры имеют два вращающихся элемента, например шестерни, между которыми сжимается хладагент.Эти компрессоры могут перекачивать хладагент до более низкого или среднего давления конденсации. Поскольку они могут обрабатывать небольшой объем газа и создавать меньшее давление, они используются в меньшем количестве приложений.

  1. Центробежный компрессор:

Центробежные компрессоры состоят из крыльчатки или воздуходувки, которые могут обрабатывать большие количества газа, но при относительно более низком давлении конденсации. Подходит для работы с хладагентами типа R-11, R-113 и т. Д.

  1. Спиральные компрессоры:

Спиральный компрессор состоит из двух чередующихся спиралей, одна из которых неподвижна, а другая вращается эксцентрично без вращения. При его движении между спиралями образуются небольшие зазоры, в которых сжимается хладагент. Свитки могут иметь разные формы, такие как эвольвента, спираль Архимеда или гибридная кривая. В другом варианте обе спирали могут вращаться эксцентрично для создания сжатия.

Изображение предоставлено

  1. https://www.enstar-hvac.com/products/Compressor.htm

  2. https://www.newworldencyclopedia.org/entry/Gas_compressor

  3. 9000 //www.peoplesgasdelivery.com/business/DisplayESource.aspx?type=PA&page=PA_15

Этот пост является частью серии: Компрессоры охлаждения и кондиционирования воздуха

Это серия статей, в которых описывается разница между холодильные компрессоры и воздушные компрессоры, типы холодильных компрессоров, принцип работы поршневых компрессоров и детали поршневых компрессоров.

  1. Различия между холодильными компрессорами и воздушными компрессорами
  2. Типы холодильных компрессоров и компрессоров кондиционирования воздуха
  3. Принцип работы холодильных поршневых компрессоров
  4. Части поршневого компрессора
  5. Степень сжатия, производительность и объемный КПД холодильного компрессора

Принципы охлаждения и принцип работы холодильной системы

КОМПРЕССОРЫ

Современные парокомпрессионные системы для комфортного охлаждения и промышленного охлаждения используют один из нескольких типов компрессоров: поршневой, ротационный, винтовой (винтовой), центробежный и спиральный.

В некоторых системах компрессор приводится в действие внешним двигателем (называемым системой с открытым приводом или открытым приводом). Компрессорные системы с открытым приводом легче обслуживать, но использование уплотнения на приводном конце коленчатого вала компрессора может быть источником утечек. В открытых системах привода обычно используются клиновые ремни или гибкие муфты для передачи мощности от двигателя к компрессору.

Вторая основная категория — это герметичная система, в которой двигатель размещается внутри корпуса с компрессором.В герметичных системах двигатель охлаждается парами хладагента, а не внешним воздухом, картер служит впускным коллектором, и впускные клапаны не нужно напрямую подключать к линии всасывания. В герметичных системах меньше проблем с утечками, чем в открытых, поскольку в них нет уплотнения картера. Однако герметичные компрессоры труднее обслуживать, хотя некоторые компоненты, которые могут выйти из строя, обычно размещаются вне корпуса. Эти компоненты соединены с компрессором и двигателем с помощью герметичных устройств.Двигатели в герметичных системах не должны излучать электрическую дугу (поэтому они не могут использовать щетки), поскольку они могут загрязнить хладагент и вызвать возгорание двигателя.

Герметичные системы подразделяются на 1) полностью герметичные или 2) исправные герметичные (полугерметичные). Многие герметичные компрессоры имеют сварной корпус, который не подлежит обслуживанию. В случае выхода из строя мотора или компрессора необходимо заменить весь агрегат.

Полугерметичные системы обычно используются в больших поршневых, центробежных, винтовых и спиральных компрессорах.Корпус в полугерметичной системе скреплен болтами и прокладкой и может быть разобран для основных операций по обслуживанию.

КОМПРЕССОР ОХЛАЖДЕНИЯ

Компрессоры выделяют значительное количество тепла в процессе сжатия пара хладагента. Большая часть движется с паром под высоким давлением к конденсатору, но головка компрессора также должна избавляться от нежелательного тепла, чтобы оставаться в пределах безопасных рабочих температур. Обычно это достигается либо с помощью плавников, либо с помощью каналов для воды.

В герметичных и полугерметичных системах линия всасывания подает поток холодного хладагента к головкам цилиндров.Таким образом, температура и давление всасываемого газа имеют решающее значение для поддержания надлежащей температуры корпуса компрессора. Температура всасываемого газа, поступающего в компрессор, не должна превышать 65 град. F (18 ° C) для низкотемпературной установки или 90 ° C. F (32 ° C) в высокотемпературной системе. Более горячий газ менее плотен и будет поглощать меньше тепла в компрессоре, поскольку разница температур между двигателем компрессора и всасываемым газом меньше. Устройство отключения по низкому давлению должно защищать двигатель от недостаточного давления в линии всасывания.

Компрессоры с открытым приводом с воздушным охлаждением можно охлаждать, помещая их непосредственно в патрубок вентилятора конденсатора. Альтернативой является использование вентилятора для охлаждения компрессора. В компрессорах с водяным охлаждением могут использоваться головки с рубашкой, позволяющие воде циркулировать через головку.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР

В центробежных компрессорах

используются рабочие колеса, которые быстро вращаются и выбрасывают хладагент от центрального впускного отверстия, используя силу, называемую центробежной силой.Центробежная сила использует принцип, который, например, позволяет вам раскачивать заднюю часть головы, не проливая на нее воду. Поскольку каждое рабочее колесо добавляет относительно небольшое давление, несколько рабочих колес часто собираются вместе, чтобы создать необходимое давление на стороне высокого давления (давление нагнетания).

Центробежные компрессоры используются в больших системах, часто в полугерметичных или открытых конфигурациях. Компрессор может работать в системе с положительным давлением всасывания или в вакууме, в зависимости от используемого хладагента и желаемой рабочей температуры испарителя.Большие центробежные системы могут поставляться уже заправленными хладагентом и маслом.

Центробежный компрессор не имеет шатунов, поршней и клапанов; поэтому подшипники вала — единственные места, подверженные износу. Давление на выходе компрессора зависит от плотности газа, диаметра и конструкции рабочего колеса, а также скорости вращения рабочего колеса. Рабочие колеса центробежного компрессора вращаются очень быстро:

Низкая скорость 3600 об / мин

Средняя скорость 9000 об / мин

Высокая скорость выше 9000 об / мин

Питание осуществляется от электродвигателя или паровой турбины.Пар входит в центр рабочего колеса вокруг вала и направляется через лопасти рабочего колеса. Поскольку рабочее колесо ускоряет газ, кинетическая энергия рабочего колеса преобразуется в кинетическую энергию быстро движущегося газа. Когда газ входит в улитку, он сжимается, и кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию сжатого газа. Скорость газа, покидающего крыльчатку, чрезвычайно высока.

Впускные лопатки, которые регулируют объем подачи и направление пара хладагента из испарителя, могут регулировать производительность.В больших компрессорах с более чем тремя ступенями впускные лопатки могут отсутствовать.

Обратный поток хладагента в центробежные компрессоры опасен из-за высокой скорости вращения крыльчаток. Во избежание обратного затопления заправка хладагента не должна быть чрезмерной, а перегрев должен быть адекватным. Многие центробежные компрессоры, особенно те, которые работают в вакууме, имеют встроенное устройство продувки, позволяющее удалять нежелательный воздух из системы. Блок продувки представляет собой блок конденсации с компрессором и конденсатором, который забирает пар из самой высокой точки конденсатора и компрессора системы и конденсирует его.Поскольку только хладагент будет конденсироваться под давлением, создаваемым блоком продувки, воздух и другие неконденсирующиеся вещества, которые собираются сверху, можно удалить вручную или автоматически через клапан в атмосферу. Очищенный жидкий хладагент через поплавковый клапан в конденсаторе продувочного агрегата возвращается в основную систему. Если фильтр-осушитель установлен в центробежной системе, его можно разместить в байпасе вокруг поплавкового клапана. Размещение фильтра-осушителя на главном выходе ухудшит работу компрессора.Несмотря на то, что байпас забирает только часть потока жидкости, в конечном итоге он удаляет достаточно влаги из хладагента для регулирования кислотности системы.

КОМПОНЕНТЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Рисунок 6-1: Двухступенчатый центробежный компрессор. 1 — Регулируемая входная направляющая лопатка второй ступени. 2-Крыльчатка первой ступени. 3-ступенчатая крыльчатка. 4-двигатель с водяным охлаждением. 5-Основание, масляный бак и насос для смазочного масла. 6-Направляющие лопатки первой ступени и регулировка производительности.7-Лабиринтное уплотнение. 8-перекрестное соединение. Привод с 9 направляющими лопатками. Корпус с 10 спиралями. 11-Подшипник скольжения со смазкой под давлением. Обратите внимание, что выпускное отверстие не показано.

Рисунок 6-2: Герметичный центробежный охладитель жидкости, одноступенчатый компрессор. Использование ГХФУ-22 от 300 до 600 условных тонн; с использованием HFC-134a, от 200 до 530 номинальных тонн. В системе может использоваться R-22 или R-134a, что позволяет при необходимости преобразовывать R-22 в R-134a. Устройство имеет микропроцессор для управления системой. Вид в разрезе, показывающий цикл охлаждения.

ВИНТОВЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Винтовые компрессоры обычно и эффективно используются в системах с холодопроизводительностью более 20 тонн. В этих компрессорах используется пара винтовых винтов или роторов, которые вместе вращаются внутри камеры и выталкивают хладагент из впускного отверстия, со стороны низкого давления камеры, по направлению к концу высокого давления

.

Рисунок 6-3: Поперечное сечение винтового компрессора.Ротор A-Male. B-Женский ротор. C-цилиндр. Испаренный хладагент входит с одного конца и выходит с другого конца.

Когда газ продвигается вперед, он сжимается в сужающиеся зазоры между лопастями винта, создавая сжимающее действие. Никаких клапанов не требуется, кроме обслуживания на впускном и выпускном отверстиях. Поскольку роторы вращаются непрерывно, вибрация меньше, чем у поршневых компрессоров с камерой охлаждения и кондиционирования воздуха. Винтовые (винтовые) компрессоры изготавливаются в открытом приводе или в герметичном исполнении.

Роторы называются «охватываемыми» для приводного ротора и «охватывающими» для ведомого ротора. Мужской ротор с большим количеством лопастей вращается быстрее, чем женский ротор. Регулирование производительности осуществляется с помощью золотникового клапана, который открывается в камере компрессора и позволяет пару выходить без сжатия. Некоторые агрегаты могут эффективно работать только при 10% номинальной производительности.

Рисунок 6-4: Основные операции винтового компрессора. Вращающийся ротор сжимает пар.Заполняются межлопастные пространства A-компрессора. B-Начало сжатия. C-Полное сжатие захваченного пара. D-Начало сброса сжатого пара. E-Сжатый пар полностью отводится из межлопастных пространств.

РЕЦЕПТУРНЫЕ КОМПРЕССОРЫ

В поршневом компрессоре

используется поршень, скользящий внутри цилиндра для сжатия паров хладагента. На рис. 4-29 показан принцип работы поршневого компрессора. На рисунке 4-29A поршень переместился вниз в цилиндре A.Он переместил пары хладагента из линии всасывания через впускной клапан. Оттуда пар хладагента переместился в пространство цилиндра. На рисунке 4-29B поршень переместился вверх. Он сжал испарившийся хладагент в гораздо меньшее пространство (зазор). Сжатый пар выталкивается через выпускной клапан в конденсатор.

Рисунок 6-5: Базовая конструкция поршневого компрессора.

В верхней части хода поршень должен приближаться к головке блока цилиндров.Чем меньше зазор, тем большее давление будет создавать ход поршня. Этот зазор может составлять от 0,010 до 0,020 дюйма (от 0,254 до 0,508 мм).

В малых системах может использоваться двухпоршневой компрессор, в то время как в больших промышленных системах используются многоцилиндровые многопоршневые компрессоры. Картер компрессора должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло сжатия. Картеры компрессоров обычно изготавливаются из чугуна и имеют ребра для отвода тепла в воздух или, в некоторых случаях, водяные рубашки для отвода тепла сжатия в воду.В полугерметичных и герметичных компрессорах охлаждение обеспечивается хладагентом из линии всасывания. Поршни в больших поршневых компрессорах имеют отдельные масляные и компрессионные кольца. Масляные кольца, расположенные ниже на поршне, используются для уменьшения количества масла, поступающего в цилиндр из картера. В небольших системах масляные кольца можно не устанавливать, а вместо них использовать масляные канавки для регулирования потока масла. Компрессионные кольца используются для плотного прилегания к стенкам цилиндра, гарантируя, что каждый ход перекачивает как можно больше хладагента.

КАРТЕР И ШАТУНКИ

Рисунок 6-6: Небольшой двухцилиндровый поршневой компрессор с внешним приводом в разрезе. Корпус отлит из легкого сплава. Чугунные гильзы цилиндров постоянно залиты в корпус картера.

В поршневых компрессорах вал картера преобразует вращательное движение двигателя в возвратно-поступательное движение поршней. Коленчатый вал вращается внутри коренного подшипника, который должен прочно поддерживать коленчатый вал и выдерживать концевые нагрузки, прикладываемые к валу двигателем и шатунами.Точная величина осевого люфта должна быть указана в документации производителя.

Для соединения шатуна с коленчатым валом можно использовать несколько типов рычагов:

  1. Обычный шатун, самый распространенный рычажный механизм в коммерческих системах, зажимается до конца.
  2. : эксцентриковый коленчатый вал имеет центральную круглую бобышку на коленчатом валу для создания движения вверх и вниз. Эта система устраняет необходимость в крышках или болтах на шатуне. Вместо этого цельный конец штока устанавливается на коленчатый вал перед окончательной сборкой.
  3. Скотч-вилка не имеет шатуна. Вместо этого в нижней части поршня имеется канавка, которая принимает ход коленчатого вала. Канавка позволяет коленчатому валу перемещаться в боковом направлении и перемещать поршень только вверх и вниз. И скотч, и эксцентрик используются в основном в бытовых и автомобильных системах.

УПЛОТНЕНИЕ КАРТЕРА

В системах с открытым приводом уплотнение между коленчатым валом и картером является частым источником проблем.Уплотнение подвергается значительным колебаниям давления и должно работать, должно работать и уплотнять независимо от того, вращается ли коленчатый вал или неподвижен. Зазор между вращающейся и неподвижной поверхностями должен быть точным (до 0,000001 дюйма или 0,0000254 мм), и смазка заполняет этот крошечный зазор. Уплотнение обычно изготавливается из закаленной стали, бронзы, керамики или углерода. Отсутствие сальника коленчатого вала — главное преимущество герметичной конструкции.

Роторное уплотнение — это простое обычное уплотнение, которое вращается на валу во время работы.Пружина в сочетании с внутренним давлением прижимает поверхность уплотнения к неподвижной поверхности уплотнения.

Основным источником проблем с уплотнениями картера является утечка из-за несоосности. При выравнивании вала двигателя относительно вала компрессора необходимо соблюдать осторожность, чтобы уплотнение не подвергалось нагрузкам во время работы. Точные допуски, указанные при изготовлении компрессора, должны соблюдаться как в горизонтальном, так и в угловом направлениях. В большинстве случаев уплотнение смазывается масляным насосом компрессора.Убедитесь, что компрессор время от времени запускается во время длительных простоев, чтобы уплотнение оставалось смазанным. Небольшая утечка после запуска, во время которой сухое уплотнение смазывается маслом, может быть нормальным явлением.

Протекающее уплотнение можно обнаружить с помощью детектора утечки хладагента. Чтобы проверить негерметичное уплотнение:

  1. Откачайте систему в сторону высокого давления (ресивер или конденсатор).
  2. Снимите муфту на конце вала компрессора.
  3. Снимите крышку уплотнения и все кольца, удерживающие вращающееся уплотнение на месте.
  4. Очистите поверхности колец очень мягкой тканью.
  5. Осмотрите уплотнительные поверхности и замените все уплотнение, если видны царапины, царапины или канавки.
  6. Соберите систему.
  7. Проверьте соосность валов компрессора и двигателя в горизонтальном и угловом направлениях, она должна находиться в пределах допусков, указанных изготовителем, или лучше.
  8. Выпустите воздух из компрессора и откройте необходимые клапаны, чтобы вернуть систему в рабочее состояние.
  9. Перед запуском производства проверьте, нет ли повторяющейся утечки через уплотнение.

ГОЛОВКИ РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫХ КОМПРЕССОРОВ И ПЛИТЫ КЛАПАНОВ

Головки цилиндров компрессора обычно изготавливаются из чугуна и предназначены для удержания прокладок на месте для обеспечения надежного уплотнения между пластиной клапана, блоком цилиндров и головкой. Головки цилиндров должны иметь каналы для впуска всасываемого газа в цилиндр. Головка обычно крепится к блоку винтами с головкой под ключ.

Впускные клапаны предназначены для впуска хладагента во время такта впуска и закрытия во время такта сжатия.Выпускные клапаны закрыты во время такта впуска и открываются в конце такта сжатия. Пластина клапана представляет собой узел, плотно удерживающий оба клапана на месте.

Клапаны

обычно изготавливаются из пружинной стали и предназначены для герметичного уплотнения до тех пор, пока их не откроет насосное действие поршня. Сопрягаемые поверхности клапанов должны быть идеально ровными, а дефекты размером всего 0,001 дюйма (0,0254 мм) могут вызвать недопустимые утечки. В процессе эксплуатации клапан должен открываться примерно на 0,010 дюйма (0,254 мм). Большие отверстия вызовут шум клапана, а отверстия меньшего размера будут препятствовать попаданию и выходу достаточного количества хладагента из цилиндра.

Рабочая температура сильно влияет на срок службы клапанов. Впускные клапаны работают в относительно прохладной среде и имеют постоянную смазку из паров масла. Нагнетательные клапаны — это самый горячий компонент холодильной системы, работающий до 50 градусов. F до 100 град. F горячее, чем нагнетательная линия, поэтому они чаще являются источником проблем, чем впускные клапаны. Нагнетательные клапаны необходимо устанавливать с особой осторожностью. На них обычно скапливаются тяжелые молекулы масла, вызывая накопление углерода и нарушая работу клапана.Нагнетательные клапаны и масло будут повреждены температурой выше 325 град. F до 350 град. F (от 163 до 177 ° C). Как правило, температура нагнетательного трубопровода должна поддерживаться на уровне 225 град. F до 250 град. F. (от 107 до 121 ° C).

Рисунок 6-7: Узел пластины клапана поршневого компрессора.

Нагнетательные клапаны могут иметь разгрузочные пружины, позволяющие им открываться слишком широко, если пробка жидкого хладагента или масла попадает в поршень компрессора из линии всасывания или картера компрессора.

Рисунок 6-8: Промышленный герметичный поршневой компрессор. Он имеет четыре ряда по два цилиндра в каждом (по четыре шатуна на каждой кривошипно-шатунном ходу) и крепится болтами для облегчения обслуживания.

РОТАЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР

В ротационных компрессорах

используется одна или несколько лопастей для создания сжимающего действия внутри цилиндра. В отличие от поршневого компрессора, поршень не используется. Есть два основных типа роторных компрессоров:

  1. Вращающиеся лопасти (лопасти).
  2. Отвал стационарный (разделительный блок).

В обоих типах лезвие должно иметь возможность проскальзывать в своем корпусе, чтобы приспособиться к движению ротора, который вращается вне центра цилиндра. Впускные (всасывающие) порты намного больше, чем напорные. Нет необходимости во впускных (всасывающих) или выпускных клапанах; однако желательны обратные клапаны на линии всасывания, чтобы предотвратить попадание масла и паров высокого давления в испаритель, когда компрессор не работает.

ВРАЩАЮЩАЯСЯ ЛЕЗВИЯ (ЛОПАТОЧНЫЙ) КОМПРЕССОР

В конструкции с вращающейся лопастью ротор (вал) вращается внутри цилиндра, но центральные оси цилиндра и вала не идентичны. Вращающийся ротор (вал) имеет несколько прецизионных канавок, в которые вставляются скользящие лопатки. Когда вал вращается, эти лопатки прижимаются к цилиндру под действием центробежной силы. Когда газ поступает в компрессор из линии всасывания, лопатки сметают его. Поскольку ротор не отцентрован в цилиндре, пространство, содержащее газ, уменьшается, поскольку лопасти нагнетают газ вокруг цилиндра.Результат — сжатие газа. Когда газ достигает минимального объема и максимального сжатия, он вытесняется из выпускного отверстия. Объем зазора этой системы очень мал, а эффективность сжатия очень высока.

Ротационные пластинчатые компрессоры обычно используются для первой ступени каскадной системы. Пластинчато-роторные компрессоры могут иметь от двух до восьми лопастей; в больших системах больше лезвий. Край лезвия там, где он соприкасается со стенкой цилиндра, должен быть тщательно отшлифован и гладкий, иначе возникнет утечка, что приведет к чрезмерному износу.Лезвие также должно точно входить в паз ротора.

Рисунок 6-9: Роторно-лопастной компрессор. Черные стрелки указывают направление вращения ротора. Красные стрелки указывают поток паров хладагента.

СТАЦИОНАРНЫЙ ЛОПАТНЫЙ (РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ БЛОК) РОТАЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР

В системе со стационарными лопастями скользящая лопасть в корпусе цилиндра отделяет пар низкого давления от пара высокого давления. Эксцентриковый вал вращает рабочее колесо в цилиндре.Эта крыльчатка постоянно трется о внешнюю стенку цилиндра. При вращении крыльчатки лопасть улавливает некоторое количество пара. Пар сжимается в все меньшее и меньшее пространство. Повышается давление и температура. Наконец, пар проходит через выпускное отверстие.

Рисунок 6-10: Роторный компрессор. Неподвижная лопасть или разделительный блок контактирует с крыльчаткой.

Рисунок 6-11: Герметичный одинарный роторный компрессор с неподвижными лопастями.

СПИРАЛЬНЫЙ КОМПРЕССОР

В спиральном компрессоре сжатие выполняется двумя спиральными элементами, вращающейся спиралью и фиксированной спиралью. Один свиток «фиксированный свиток» остается неподвижным. Другая «вращающаяся» прокрутка вращается по смещенной круговой траектории вокруг центра фиксированной прокрутки. Это движение создает компрессионные карманы между двумя элементами прокрутки. Всасываемый газ низкого давления задерживается в каждом периферийном кармане по мере его образования; продолжающееся движение вращающейся спирали закрывает карман, объем которого уменьшается по мере того, как карман перемещается к центру прокрутки.Максимальное сжатие достигается, когда выемка достигает центра, где находится выпускное отверстие, и выпускается газ. Во время этого процесса сжатия одновременно формируется несколько карманов.

Рисунок 6-12: Сжатие в спирали вызвано взаимодействием вращающейся спирали, сопряженной с неподвижной спиралью. 1-Газ втягивается во внешнее отверстие, когда одна из спиралей движется по орбите. 2-По мере продолжения орбитального движения открытый проход закрывается, и газ направляется к центру спирали.3 — Объем кармана постепенно уменьшается. Это создает все более высокое давление газа. 4-Давление нагнетания достигается в центре кармана. Газ выходит из порта стационарного спирального элемента. 5-В реальной эксплуатации шесть газовых каналов все время находятся на различных стадиях сжатия. Это создает почти непрерывное всасывание и нагнетание.

Рисунок 6-13: Поперечное сечение поршневого компрессора с наклонной шайбой. При вращении приводного вала и наклонной шайбы двусторонний поршень перемещается в цилиндре вперед и назад.

Процесс всасывания из внешней части спирали и выпуск из внутренней части непрерывны. Этот непрерывный процесс обеспечивает очень плавную работу компрессора.

Компрессия — это непрерывный процесс без обычных всасывающих и нагнетательных клапанов. Чтобы компрессор не работал в обратном направлении после отключения питания, обратный клапан расположен непосредственно над нагнетательным патрубком с неподвижной спиралью.

A: Схема спирального компрессора в разрезе.

B: Базовое представление сжатия спирального компрессора. Орбитальная спираль вращается вокруг неподвижной спирали, создавая плавное, постоянное сжатие внутрь к выпускному отверстию в центре.

МАСЛЯНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ КОМПРЕССОРОВ

В поршневых компрессорах

обычно используются два типа смазочных систем:

  1. Система разбрызгивания использует коленчатый вал для разбрызгивания масла; масло попадает в коренной подшипник по каналам подшипника.Подшипник может быть шумным, потому что эта система создает небольшую масляную подушку.
  2. В системе давления масла используется масляный насос, приводимый в действие шестернями в картере; масло нагнетается в каналы в шатунах, коренных подшипниках и поршневых пальцах. Система масляного насоса лучше обеспечивает смазку и бесшумную работу. Насос должен иметь предохранительный клапан для предотвращения возникновения опасного давления в контуре смазки компрессора. Защитный выключатель обычно используется для контроля давления масла и отключения компрессора, если давление масла падает ниже безопасного уровня.

Ротационные компрессоры

Требуется масляная пленка на цилиндре, лопастях и роликах. Некоторые машины продвигают масло за счет скольжения; другие используют масляный насос.

Центробежные компрессоры

Работает на высокой скорости и может иметь сложные системы контроля масла, включая насос, маслоотделитель, резервуары для смазки подшипников во время разливки, масляный фильтр, предохранительный клапан и маслоохладитель.

Винтовые компрессоры

Требуется масло для охлаждения, уплотнения и бесшумности роторов; они обычно имеют систему принудительной смазки.Насос прямого вытеснения может работать независимо от компрессора, обеспечивая полную смазку при запуске компрессора. Масло отделяется и подается в масляный поддон (резервуар). Охлаждается и доставляется к подшипникам и портам для впрыска в камеру сжатия. Масляный поддон (резервуар) имеет нагреватель для предотвращения разбавления масла хладагентом во время выключения.

Спиральные компрессоры

Требуется охлаждение масла и уплотнение между вращающейся и неподвижной спиралью.Масло подается в спирали центробежным действием через отверстие в валу двигателя и вращающуюся спираль.

В промышленных холодильных установках обычно используются три устройства для контроля масла в системе: маслоотделитель, регулятор уровня масла и масляный резервуар. Другие элементы, такие как масляные фильтры, соленоидные и запорные клапаны, могут потребоваться для завершения системы. Необходимо проводить регулярную проверку масла в системе, чтобы выявить опасную кислотность в масле холодильного компрессора.

Содействие возврату нефти

Масло в системах с прямым расширением или в системах с сухим испарителем должно возвращаться в компрессор потоком хладагента.Скорость в трубках испарителя должна быть достаточной для возврата масла.

Требуется скорость около 700 футов (214 м) в минуту по горизонтальным линиям и около 1500 футов (457 м) в минуту по вертикальным линиям.

Несколько дополнительных мер помогут обеспечить надлежащий возврат масла в компрессор. Наклоните трубопроводы охлаждения к компрессору. Обеспечьте адекватную скорость хладагента во всасывающем трубопроводе, сделав его правильным, а не завышенным. Масло с высокой вязкостью (измеренное в условиях испарителя) более устойчиво к возврату потоком хладагента.Масло, которое легко растворяет хладагент, остается более текучим, чем масло без хладагента. Количество хладагента, растворенного в масле, зависит от давления и температуры в различных частях испарителя, а также от природы двух жидкостей.

Возврат масла более затруднен в низкотемпературных испарителях, поскольку масло становится более вязким при понижении температуры и давления хладагента. Высокая степень сжатия также снижает возврат масла, поскольку всасываемый газ менее плотный.Таким образом, адекватная скорость всасывающего трубопровода особенно важна для низкотемпературных испарителей.

Масло не будет возвращаться в компрессор при затопленном испарителе, поэтому требуется возвратный маслопровод. В некоторых системах к испарителю подключена специальная камера, позволяющая кипятить хладагент из масла перед возвратом масла в компрессор.

ВЫПУСКНАЯ ЛИНИЯ

Напорный трубопровод на стороне высокого давления системы, подсоединяет компрессор к конденсатору.Линия обычно представляет собой медные трубки, соединенные пайкой. Выделение может содержать; Гаситель вибрации, глушитель, маслоотделитель, клапаны регулирования давления, а также перепускные или сервисные клапаны.

Амортизатор

Как всасывающий, так и нагнетательный трубопроводы передают вибрацию от компрессора к другим компонентам системы охлаждения. Эта вибрация может вызвать нежелательный шум и повреждение трубок хладагента, что приведет к утечкам хладагента.

В небольшой системе с мягкими медными трубками малого диаметра гаситель вибрации может состоять из мотка трубок.Гибкий металлический шланг с внутренним диаметром, по крайней мере, таким же, как подсоединяемая трубка, предпочтительнее для более крупных систем. Эта секция трубки может быть оканчивалась гнездом с наружным диаметром, наружной резьбой или фланцами. Хладагент, движущийся с высокой скоростью по извилистому внутреннему диаметру поглотителя, может вызывать свистящий звук. Гасители вибрации не предназначены для сжатия или растяжения, поэтому их следует ориентировать параллельно коленчатому валу компрессора, а не под прямым углом к ​​нему.

Глушитель

Глушитель используется для уменьшения передачи пульсаций и шума нагнетания поршневого компрессора в систему трубопроводов и конденсатор.Глушитель представляет собой цилиндр с перегородками внутри. В целом глушители, создающие большой перепад давления, более эффективны, чем глушители с меньшим ограничением. Как объем, так и плотность потока газа через глушитель влияют на характеристики глушителя.

Маслоотделитель

Маслоотделитель представляет собой контейнер с рядом перегородок и сеток, размещенных в линии нагнетания. Выпускаемый пар с масляным туманом, поступающий в маслоотделитель, вынужден поворачиваться и сталкиваться с перегородками и экранами, позволяя каплям масла объединяться в большие капли, которые стекают в поддон внизу.Отстойник позволяет осадку и загрязнителям оседать и может иметь магнит, притягивающий частицы железа. Когда в поддоне накопится достаточно масла, он поднимает поплавок и стекает обратно в картер компрессора, движимый давлением масла в маслоотделителе.

Маслоотделители чаще всего используются в больших и низкотемпературных системах. Они обязательны в аммиачных системах.

КОНДЕНСАТОР

Конденсатор — это компонент со стороны высокого давления холодильного контура, который позволяет горячему газу хладагента под высоким давлением отдавать скрытую теплоту конденсации в окружающую среду.Эта потеря тепла вызывает конденсацию газа в жидкость под высоким давлением, которая может быть подана по трубопроводу к измерительному устройству. Тепло, отводимое конденсатором, поступает в систему через испаритель и компрессор. Из-за неэффективности и другого притока тепла конденсатор в открытой системе должен утилизировать примерно в 1,25 раза больше тепла, чем в испарителе. Конденсаторы в герметичных системах также должны отводить тепло от обмоток двигателя.

В зависимости от функции и способов отвода тепла используется много различных типов конденсаторов.Две основные категории «с водяным охлаждением» и «с воздушным охлаждением» подразделяются на среду, используемую для отвода тепла. Основная цель конструкции конденсатора состоит в том, чтобы отводить максимум тепла с наименьшими затратами и занимаемым пространством.

Вода и воздух обычно являются обильными и экономичными конденсирующими средами. Вода может быстро и эффективно отводить большое количество тепла, что позволяет сделать конденсатор относительно небольшим и делает конденсатор с водяным охлаждением более экономичным, когда он доступен. Однако воды может быть мало или она химически непригодна для охлаждения конденсатора.Кроме того, конденсаторы с водяным охлаждением подвержены образованию накипи, загрязнения, замерзания и коррозии.

Конденсаторы с воздушным охлаждением должны быть больше, чем агрегаты с водяным охлаждением, но не должны иметь проблем с замерзанием или водой. Воздушное охлаждение используется, когда вода недоступна, дорога или химически непригодна.

Ребра, проволока или пластины могут быть прикреплены к трубкам конденсатора для увеличения площади поверхности и способности отводить тепло конденсации. Вентиляторы или насосы обычно используются для увеличения потока конденсирующейся среды.Такие усовершенствования увеличивают переохлаждение хладагента, увеличивают скорость теплопередачи и уменьшают овальный размер конденсатора.

КОНДЕНСАТОР ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Реле конденсаторов с воздушным охлаждением на вентиляторах для перемещения воздуха по трубкам и ребрам для отвода тепла от хладагента. Кожухи используются для повышения эффективности вентилятора за счет направления всего воздушного потока через трубы конденсатора. Для увеличения площади поверхности конденсатора можно использовать ребра различного типа.Правильная теплопередача в конденсаторах с воздушным охлаждением может быть достигнута только при чистой поверхности конденсатора.

Конденсатор с воздушным охлаждением должен быть спроектирован для работы в самых жарких условиях окружающей среды, когда теплопередача будет самой медленной, а охлаждающая нагрузка, вероятно, будет максимальной.

Наружный конденсатор с воздушным охлаждением, работающий в холодную погоду, представляет собой особую проблему при проектировании системы. Необходимы особые меры предосторожности для защиты наружного конденсатора с воздушным охлаждением от низких температур окружающей среды.Основная проблема заключается в том, что хладагент не будет протекать через дозирующее устройство, если давление напора не будет достаточным, а низкие температуры окружающей среды уменьшат напор.

Для работы конденсатора с воздушным охлаждением при низких температурах окружающей среды системе может потребоваться любое из следующих устройств или их комбинация:

  1. Всепогодный кожух конденсатора
  2. Способ предотвращения короткого цикла компрессора
  3. Способ регулирования напора в зимний период и при отрицательных температурах окружающей среды
  4. Способ предотвращения разбавления компрессорного масла жидким хладагентом

Заявление об ограничении ответственности — В то время как Berg Chilling Systems Inc.(«Берг») прилагает разумные усилия для предоставления точной информации, мы не делаем никаких заявлений и не даем никаких гарантий относительно точности любого содержания в ней. Мы не несем ответственности за какие-либо типографские ошибки, ошибки или упущения в содержании, а также другие ошибки или упущения. Мы оставляем за собой право изменять содержание этой документации без предварительного уведомления.

, Олдрих Бочек (1939-2003)
Эксперт по управлению температурным режимом
Berg Chilling Systems Inc.

Как работает контур охлаждения в холодильнике? | Руководства для дома

До начала 1900-х годов почти в каждом доме использовался холодильник для хранения скоропортящихся продуктов.В морозильной камере использовались блоки льда для охлаждения продуктов, как в изолированном холодильнике. К 1940-м годам на смену морозильной камере пришел холодильник, в котором использовался электрический компрессор для охлаждения продуктов с помощью хладагента. Современные холодильники включают кнопки управления и автоматические дозаторы льда, но система охлаждения по-прежнему работает на тех же основных принципах, что и ее предшественники.

The Science

В вашем холодильнике используется второй закон термодинамики, согласно которому тепло используется для охлаждения воздуха.По сути, ваш холодильник — это циклический тепловой двигатель, работающий в обратном направлении; тепло перетекает из холодного в горячее под действием системы охлаждения. Ваш холодильник сжимает и нагревает газообразный хладагент, превращая его в жидкость; жидкость испаряется и забирает тепло из воздуха. Чтобы понять, как работает второй закон термодинамики, подумайте о плавании в летнюю жару. Когда вы вышли из бассейна и попали в температуру выше 90 градусов, вам сразу стало холодно. Вода на вашей коже начала испаряться, когда вы вышли из бассейна, и когда она испарялась в воздух, водяной пар уносил часть тепла вашего тела.

The Cycle

Двигатель компрессора холодильника действует как сердце прибора, а тетрафторэтановый хладагент действует как его кровь. Компрессор использует электричество для сжатия хладагента до тех пор, пока он не станет горячим и находится под высоким давлением. Когда горячий газ под высоким давлением проходит через змеевики компрессора под холодильником или за ним, газ начинает охлаждаться и превращаться в жидкость. Газ в жидком состоянии проходит через расширительный клапан, где он расширяется и закипает, прежде чем попасть в змеевики испарителя в виде холодного газа низкого давления.Хладагент в состоянии низкого давления создает холодный воздух внутри холодильника.

Cooling Off

В морозильном отделении холодильника находятся змеевики испарителя, спрятанные за тонкой стенкой, и именно здесь происходит волшебство термодинамики. Холодные змеевики забирают тепло из морозильной камеры и поглощают его, охлаждая воздух, проходя через змеевики. Этот процесс также вызывает замерзание влаги внутри отсека на внешней стороне змеевиков, когда газ втягивается обратно в компрессор, чтобы снова запустить цикл.Вентилятор испарителя, расположенный над или под змеевиками испарителя, продувает холодный воздух, циркулируя его через морозильную камеру, чтобы продукты оставались замороженными. Небольшое вентиляционное отверстие в стенке морозильной камеры позволяет холодному воздуху проходить в холодильное отделение, сохраняя прохладное отделение для свежих продуктов.

Все вместе

Термостаты, установленные внутри холодильника, определяют температуру окружающего воздуха в отделении для свежих продуктов и морозильной камере холодильника. Как только температура внутри холодильника поднимается выше уставки термостата, реле отправляет компрессору сообщение о запуске цикла охлаждения.Большинство современных холодильников оснащены таймером размораживания или термостатом размораживания, замыкающим контур охлаждения. Таймер размораживания включается и выключается автоматически примерно каждые 12 часов, посылая сигнал нагревателю размораживания, чтобы растопить лед на змеевике испарителя. Датчик термостата размораживания выключает и включает нагреватель размораживания несколько раз в течение 24-часового периода, как только он обнаруживает, что температура змеевиков испарителя упала ниже заданной температуры.

Ссылки

Ресурсы

Биография писателя

Сесилия Харш профессионально пишет с 2009 года.В основном она пишет статьи о домашнем хозяйстве, здоровье и путешествиях для различных интернет-изданий. Она имеет многолетний опыт работы в сфере домашнего благоустройства, уделяя особое внимание садоводству, а также имеет опыт групповых инструктажей. Харш получила лицензию сертифицированного помощника медсестры в 2004 году. Она училась в колледже округа Таррант и изучала английскую композицию.

Как работает холодильник (холодильник)?

Проще говоря, холодильник или холодильник работает в три этапа:

  1. Холодный хладагент проходит вокруг продуктов, хранящихся внутри холодильника.
  2. Хладагент поглощает тепло от продуктов.
  3. Хладагент передает поглощенное тепло в относительно более прохладную окружающую среду снаружи.

Большинство людей не знают, что делать без холодильника, так как есть несколько вещей, которые могут успокоить их пересохшее горло так, как стакан охлажденной воды.

Хотя в древние времена люди использовали методы, чтобы обеспечить себя холодной водой, это, конечно, было не так просто, как открыть дверь дома и взять бутылку ледяной воды.Даже если бы они могли напоить холодной водой, им определенно нечем было сохранить пищу свежей в течение нескольких дней или даже недель.

К счастью, у нас есть маленькая вещь, которая делает все это за нас — холодильник!

В этой статье мы рассмотрим науку о холодильнике, в частности, о различных частях холодильника и о том, как они на самом деле работают вместе, чтобы сохранить нашу пищу в течение более длительных периодов времени.

Принцип работы холодильника

Принцип охлаждения и охлаждения очень прост: он включает отвод тепла из одной области и отложение его в другой.Когда вы пропускаете низкотемпературную жидкость рядом с объектами, которые хотите охладить, тепло от этих объектов передается жидкости, которая испаряется и забирает тепло в процессе.

Возможно, вы уже знаете, что газы нагреваются, когда вы их сжимаете, и охлаждаются, когда они расширяются. Вот почему велосипедный насос кажется теплым, когда вы накачиваете им воздух в шину, а распыленные духи кажутся холодными.

Аэрозольный освежитель воздуха кажется холодным на ощупь, потому что газ внезапно расширяется, что снижает его температуру.(Фото: Pixabay)

Тенденция газов нагреться, когда они сжаты, и холодные, когда они расширятся, наряду с помощью некоторых усовершенствованных устройств, помогает холодильнику охладить хранящийся в нем материал.

Детали холодильника

Холодильник состоит из нескольких ключевых компонентов, которые играют решающую роль в процессе охлаждения:

Расширительный клапан

Расширительный клапан, также называемый устройством управления потоком, регулирует поток жидкого хладагента. (также известный как «охлаждающая жидкость») в испаритель.На самом деле это очень маленькое устройство, чувствительное к изменениям температуры хладагента.

Компрессор

Компрессор состоит из двигателя, который «всасывает» хладагент из испарителя и сжимает его в цилиндре для получения горячего газа под высоким давлением.

Так выглядит компрессор стандартного холодильника. (Фото: Wikipedia Commons)

Испаритель

Эта часть охлаждает материал, хранящийся в холодильнике. Он состоит из оребренных трубок (изготовленных из металлов с высокой теплопроводностью для максимальной теплопередачи), которые поглощают тепло, передающееся через змеевик вентилятором.Испаритель поглощает тепло от находящегося внутри материала, и в результате этого тепла жидкий хладагент превращается в пар.

Конденсатор

Конденсатор состоит из спирального набора трубок с внешними ребрами и расположен в задней части холодильника. Он помогает в сжижении газообразного хладагента, поглощая его тепло и впоследствии выталкивая его в окружающую среду

Змеевики конденсатора

По мере удаления тепла от хладагента его температура падает до температуры конденсации, и он меняет свое состояние с парового на жидкость.

Хладагенты

Также называемая хладагентом, это жидкость, которая поддерживает цикл охлаждения. Фактически, это специально разработанное химическое вещество, способное чередоваться между горячим газом и холодной жидкостью.

В 20 веке фторуглероды, особенно CFC, были обычным выбором в качестве хладагентов. Однако их заменяют более экологичные хладагенты, такие как аммиак, R-290, R-600A и т. Д.

Функция холодильника: как работает холодильник?

Хладагент, который теперь находится в жидком состоянии, проходит через расширительный клапан и превращается в холодный газ из-за внезапного падения давления.

Когда холодный газообразный хладагент проходит через холодильный шкаф, он поглощает тепло от продуктов внутри холодильника. Хладагент, который теперь представляет собой газ, поступает в компрессор, который всасывает его внутрь и сжимает молекулы, превращая его в горячий газ под высоким давлением.

Статьи по теме

Статьи по теме

Теперь этот газ транспортируется к змеевикам конденсатора (тонким трубкам радиатора), расположенным в задней части холодильника, где змеевики помогают рассеивать его тепло, так что он становится достаточно холодным, чтобы конденсироваться и превращаться обратно в жидкую фазу.Поскольку тепло, собираемое продуктами питания, передается в окружающую среду через конденсатор, оно кажется горячим на ощупь.

После конденсатора жидкий хладагент возвращается к расширительному клапану, где он испытывает падение давления и снова становится холодным газом.

Затем он поглощает тепло от содержимого холодильника, и весь цикл повторяется.

Отключение компрессора холодильника Отключение компрессора холодильника

Основными типами компрессоров, используемых в промышленном холодильном оборудовании, являются винтовые, поршневые, центробежные и пластинчато-роторные.Другой тип, который производится в больших количествах, — спиральный компрессор, но до сих пор эти компрессоры недоступны в том количестве, которое обычно встречается в промышленном холодильном оборудовании. Пластинчато-роторные компрессоры по-прежнему используются в качестве компрессоров ступени низкого давления, но устанавливаются очень мало.

Центробежные компрессоры являются стандартным оборудованием в большой химической и перерабатывающей промышленности, где они приводятся в действие электрической, паровой или газовой турбиной. Центробежные компрессоры также широко используются для водяного охлаждения в системах кондиционирования воздуха.В этих упаковках производители используют такие хладагенты R-123 и R-134a. После обобщения длинного списка типов компрессоров, два оставшихся и те, которые будут рассмотрены в этой книге, поршневые и винтовые компрессоры. В этой главе рассматриваются поршневые компрессоры, а в главе 5 — винтовые компрессоры.

Компрессоры двух типов конструкции: открытые и герметичные. В компрессоре открытого типа, как показано на рис.

4.1 вал расширяет компрессор и внешне соединен с электродвигателем, который приводит в действие компрессор.В герметично закрытом мотор-компрессоре вся сборка заключена в капсулу и только магистраль хладагента и электрические соединения, а не вращающийся вал проникают в корпус. Эти герметичные агрегаты всегда используются для бытовых холодильников, кондиционеров оконного типа и другой мелкой бытовой техники. Они должны работать десятилетиями без утечки хладагента.

Еще несколько полугерметичных поршневых компрессоров, у которых головки компрессоров могут быть сняты, чтобы получить доступ к поршням и клапанам для обслуживания.- Полугерметичные компрессоры, доступные на рынке, как правило, ограничены максимальной холодопроизводительностью примерно 150 кВт (40 тонн охлаждения).

В герметичном или полугерметичном блоке хладагент контактирует с обмотками двигателя. Галогенуглеродные хладагенты не разрушают медь, используемую в компрессорах этого типа. Поскольку аммиак будет реагировать с медью, аммиачные компрессоры открытого типа. Одно время настораживало уплотнение вала, причина утечки аммиака, но качество уплотнения вала постепенно улучшается.Однако разработка сжатого аммиачного компрессора остается привлекательными целями и подходами, такими как использование алюминиевых обмоток, герметизирующих ротор, чтобы аммиак контактировал с обмотками двигателя1, или соединение двигателя и компрессора через магнитный привод2, все подходы рассматриваются. С другой стороны, компрессор открытого типа обычно более эффективен, чем компрессор герметичного типа, потому что пара всасывания в герметичном компрессоре входит в двигатель для охлаждения и в этом перегретом паре, для сжатия которого требуется больше энергии.

Центральное внимание в этой главе: влияние давления всасывания и нагнетания на охлаждающую способность и потребляемую мощность. Давление всасывания и нагнетания основное влияние на остальную систему компрессора. Характер охлаждающей нагрузки испарителя сильно влияет на давление всасывания, а внешние условия передачи через конденсатор регулируют давление нагнетания. Характеристики, которые наиболее важны для пользователя, охлаждающая способность компрессора и потребляемая мощность.Компрессор оказывает доминирующее влияние на производительность системы, поэтому способность прогнозировать последствия изменений условий, наложенных на систему, таких как температура жидкости в испарителе или температура в конденсаторе, требует понимания производительности. компрессора. Некоторые идеализации сначала основываются на объяснении спецификаций, а затем в главе показано, что эти идеализированные тенденции преобладают в реальных компрессорах. В последней части главы описаны некоторые возможности и ограничения поршневых компрессоров, а также описаны вспомогательные устройства для надежной работы.

Поршневые компрессоры

Поршневые компрессоры — один из наиболее широко используемых типов холодильных компрессоров. У них поршень и цилиндр как место расположения двигателя автомобиля. Возвратно-поступательное движение поршня из-за внешних сил сжимает хладагент внутри цилиндра. Поршневые компрессоры бывают трех типов: герметичные, полугерметично закрытые и открытые. Открытые поршневые компрессоры могут быть однотипными цилиндровыми или многоцилиндровыми.

Винтовые компрессоры

поршневые компрессоры и широко используются.Может использоваться как хладагенты R12, R22 и другие.

Роторные компрессоры

Роторные компрессоры имеют два вращающихся элемента, похожих на шестерни, между которыми сжимается хладагент. Эти компрессоры могут перекачивать хладагент ниже или ниже давления конденсации. Поскольку они могут обрабатывать небольшие количества газа и создавать меньшее давление, они используются в меньшем количестве приложений.

Центробежный компрессор

Крыльчатка или вентилятор центробежного компрессора, который может обрабатывать большие объемы газа, но при относительно низком давлении конденсации.Подходит для работы с такими хладагентами, как R-11, R-113 и др.

спиральные компрессоры

Спиральный компрессор состоит из двух чередующихся спиралей, одна из которых зафиксирована, а другая — с эксцентриситетом орбиты без вращения. При его движении между спиралями образуются небольшие зазоры, в которых сжимается хладагент. Свитки могут иметь различную форму: эвольвенту, спираль Архимеда или гибридную кривую. В другом расположении свитки могут повернуть его биение для повторного сжатия.

..

Как работают холодильники — Объясните это,

Как работают холодильники — Объясните, что материал Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 15 сентября 2020 г.

А вот и крутая идея: металлический ящик. это помогает вашей пище храниться дольше! Вы когда-нибудь задумывались, как холодильник сохраняет прохладу, спокойствие и собранность даже в пузырях летняя жара? Пища портится, потому что внутри нее размножаются бактерии.Но бактерии размножаются медленнее при более низких температурах, поэтому чем ниже температура, тем лучше храните еду, тем дольше она прослужит. Холодильник — это машина, которая сохраняет пищу прохладной с помощью очень умных наука. Все время ваш холодильник гудит, жидкости крутятся в газы, вода превращается в лед, а еда остается восхитительно свежий. Давайте подробнее разберемся, как работает холодильник!

Фото: Типичный домашний холодильник или «холодильник» сохраняет продукты при температуре примерно 0–5 ° C (32–41 ° F).Морозильники работают аналогичным образом, но охлаждаются до гораздо более низкой температуры, обычно от -18 до -23 ° C (от 0 до -10 ° F). В данной модели есть морозильная камера (светло-желтый ящик вверху), который действует как мини-морозильная камера, которая должна иметь температуру морозильника, а не холодильника.

Как переместить то, чего даже не видно

Предположим, ваша работа на сегодня — очистить конюшню, полную рангов. пахнущий конский навоз. Не самая приятная работа, так что вы захотите это сделать как можно быстрее.Вы не сможете переместить все сразу, потому что его слишком много. Чтобы работа была выполнена быстро, вам необходимо переместите как можно больше навоза за один раз. Лучше всего использовать тачка. Сложите навоз в тачку, катите тачку снаружи, а затем вылейте навоз в кучу во дворе конюшни. С участием несколько таких поездок, вы можете перенести навоз изнутри конюшни на улицу.

Переместить то, что вы видите, легко. Но теперь давайте дадим вам тяжелее. Ваша новая задача — отвести тепло изнутри холодильник снаружи, чтобы ваши продукты оставались свежими.Как ты можешь двигаться что-то вы не видите? На этот раз ты не сможешь использовать тачку. Нет только это, но вы не можете открыть дверь, чтобы попасть внутрь тепла, или вы снова впустите тепло. Ваша миссия — удалить жара, непрерывно, не открывая дверь ни разу. Сложный проблема, а? Но это не невозможно — по крайней мере, если вы понимаете наука о жидкостях и газах.

Рекламные ссылки

Как отвести тепло с помощью газа

Давайте сделаем шаг в сторону и посмотрим, как ведут себя газы.Если ты когда-либо накачивал шины на велосипеде, вы знаете, что велосипедный насос скоро становится довольно тепло. Причина в том, что газы нагреваются, когда вы сжимать (выдавливать) их. Сделать опору для шины вес велосипеда и вашего тела, вы должны втиснуть воздух в это при высоком давлении. Насос делает воздух (и насос, через который он проходит) немного горячее. Почему? Как и ты сжать воздух, придется довольно сильно поработать с помпой. В энергия, которую вы используете при перекачке, преобразуется в потенциальная энергия в сжатом газе: газ в шине находится в более высоком давление и более высокая температура, чем прохладный воздух вокруг вас.если ты сжать газ до половины объема, тепловая энергия его молекул содержат только половину пространства, поэтому температура газа поднимается (становится жарче).

Artwork: Газы становятся горячее, когда вы сжимаете их до меньшего объема, потому что вам нужно работать, чтобы сближают их энергетические молекулы. Например, когда вы накачиваете велосипедную шину, насос всасывает воздух и сжимает это в меньшее пространство. Это заставляет его молекулы (красные капли) вместе и заставляет его нагреваться.

Перемещение большего количества тепла путем превращения газов в жидкости и обратно

Если у вас изобретательный склад ума, вы, вероятно, можете представить себе, как собрать какую-то штуковину, похожую на насос, которая накачивает велосипедную шину в одном месте, а затем сдувает ее в другом месте, что будет перемещать тепло между ними. Однако это неуклюжая идея, и мы не можем так сильно перемещать тепло: с одной стороны, нам понадобится очень много газа. Однако мы могли бы переместить приличное количество тепла, позволив газу расширяться и сжиматься намного сильнее, чтобы он превращался в жидкость и обратно — другими словами, переводя его в другое состояние материи.

Как это будет работать? Посмотрите, что происходит с аэрозольным баллоном, в котором хранится жидкость под давлением. Когда вы распыляете аэрозоль на руку, вы, вероятно, заметили, что она действительно холодная. Это частично , потому что часть жидкости охлаждается и испаряется (превращается в газ), когда выходит из банки. Но это еще и потому, что часть жидкости попадает на вашу теплую кожу и в этот момент испаряется: она превращается в газ, отбирая тепло у вашего тела, и от этого ваша кожа становится прохладнее.Это говорит нам о том, что разрешение жидкостям расширяться и превращаться в газы является очень эффективным способом отвода тепла от вещей. Это неудивительно: так работает потоотделение и почему собаки высовывают язык, чтобы остыть в жаркие дни.

Фото: жидкости могут превращаться в газы (и газы остывают), когда вы позволяете им расширяться в больший объем. Вот почему аэрозольные баллончики кажутся такими холодными.

Хотя твердые тела и жидкости занимают в целом столько же места, газы занимают гораздо больше места, чем оба эти типа.Молекулы твердого тела или жидкости расположены довольно близко друг к другу и с большой силой притягиваются друг к другу. Когда жидкость превращается в газ или испаряется, некоторые из ее более энергичных молекул расходятся и отрываются. Чтобы это произошло, требуется много энергии, которая известна как скрытая теплота испарения , и эта энергия должна исходить из самой жидкости или чего-то поблизости. Другими словами, преобразование жидкости в газ — это способ удалить энергию из чего-либо, в то время как преобразование газа обратно в жидкость — это способ снова высвободить эту энергию.По сути, именно так холодильники перемещают тепло из своего холодильного шкафа в комнату снаружи. Они превращают жидкость в газ внутри холодильного шкафа (чтобы забрать тепло от хранимых продуктов), перекачивают ее за пределы шкафа и снова превращают в жидкость (чтобы высвободить тепло снаружи).

Анимация: основная идея того, что иногда называют механическим охлаждением. Внутри холодильника (1) мы превращаем жидкость в газ, чтобы забирать тепло из холодильного шкафа (2), откачиваем его за пределы машины, а затем снова превращаем в жидкость, чтобы отдавать тепло там (3).

Цикл нагрева и охлаждения

Сжимая газы в жидкости, мы можем выделять тепло; позволяя жидкостям превращаться в газы, мы можем впитать тепло. Как мы можем использовать этот удобный элемент физики, чтобы сдвинуть тепло изнутри холодильника наружу? Предположим, мы сделали трубку, которая была частично внутри холодильника, а частично вне холодильника и запечатан таким образом, чтобы он был непрерывным циклом. И предположим, что мы тщательно залили трубку выбранный химикат (с низкой температурой кипения), который легко меняется взад и вперед между жидкостью и газом, который известен как хладагент или хладагент .Внутри холодильника мы могли бы внезапно сделать трубу шире, так что жидкий хладагент расширится в газ и охладит холодильный шкаф как он протекал через него. За пределами холодильника у нас может быть что-то вроде велосипедного насоса, чтобы сжимать газ, высвободить тепло и снова превратить его в жидкость. Если химикат обтекал петлю, расширяющуюся, когда она находилась внутри холодильника, и сжимающую когда он был снаружи, он постоянно собирал тепло изнутри и вынесите его наружу, как ленту теплового конвейера.Таким образом, мы мог постоянно переносить тепло из холодного места (внутри холодильника) к более горячему (за его пределами), что не является чем-то, что законы физики позволяют происходить автоматически (предоставлено самому себе, тепло перетекает от более горячих вещей к более холодным).

И, сюрприз-сюрприз, именно так холодильник работает. Стоит отметить некоторые дополнительные детали. Внутри холодильник, труба расширяется через сопло, известное как расширительный клапан (технически это так называемое фиксированное отверстие).По мере прохождения через него жидкого теплоносителя он резко остывает и превращает частично в газ. Эта часть науки иногда известна как Эффект Джоуля-Томсона (или Джоуля-Кельвина) для физиков, которые открыли его Джеймс Прескотт Джоуль (1818–1889) и Уильям Томсон (Лорд Кельвин, 1824–1907). Вы не удивитесь, обнаружив, что компрессор вне холодильника не очень велосипедный насос! На самом деле это насос с электрическим приводом. Это вещь, из-за которой холодильник время от времени гудит.Компрессор прикреплен к устройству типа гриля, называемому конденсатором (своего рода тонкий радиатор за холодильником), выталкивающий нежелательное тепло.

На фото: влажный воздух в холодильнике содержит водяной пар. Когда холодильник остывает, эта вода превращается в лед. В Самая холодная часть вашего холодильника — это морозильная камера наверху. Это потому что рядом с ним находится расширительный вентиль.

Фото: Вот компрессор из типичного холодильника.Обратите внимание на трубы, по которым охлаждающая жидкость проходит с одной стороны и выходит с другой. Вы не сможете увидеть это устройство, пока не оторвете его от устройства. от стены, потому что он спрятан вокруг спины и внизу. Посмотреть больше фото его в поле ниже.

Как работает холодильник

Художественное произведение: основные части холодильника и последовательность их работы.

Вот что происходит внутри вашего холодильника, пока мы говорим! Левая часть изображения показывает что происходит внутри холодильной камеры (где вы храните пищу).Пунктирная линия и розовая область показывают заднюю стенку и изоляцию. отделяя внутреннюю часть от внешней. Правая часть изображения показывает, что происходит вокруг задней части холодильника, вне поля зрения.

  1. Охлаждающая жидкость представляет собой жидкость под давлением, когда она входит в расширительный клапан (желтый). Как это проходит, внезапное падение давления заставляет его расширяться, охлаждаться и частично превращаются в газ (точно так же, как жидкий аэрозоль превращается в холодный газ, когда вы распыляете его из баллончика на руку).
  2. По мере того, как хладагент обтекает холодильный шкаф (обычно вокруг труба в задней стенке) закипает и полностью превращается в газ, и таким образом поглощает и отводит тепло от пищи внутри.
  3. Компрессор сжимает охлаждающую жидкость, повышая ее температуру и давление. Теперь это горячий газ под высоким давлением.
  4. Охлаждающая жидкость течет через тонких патрубков радиатора на задней части холодильника, отдавая свое тепло и охлаждаясь обратно в жидкость, когда он это делает.
  5. Хладагент течет обратно через изотермический шкаф к расширительному клапану и контуру повторяется. Таким образом, тепло постоянно отбирается изнутри холодильника. и снова положите снаружи.

На фото: вот так на самом деле выглядит холодильник, если осмотреться сзади. Вы можете увидеть большой черный компрессор внизу (номер 3 на схеме выше) и тонкую трубку, через которую проходит хладагент сзади для рассеивания тепла.Это очень хорошая идея каждые несколько месяцев отодвигать изделие от стены и пылесосить всю пыль, чтобы процесс охлаждения и рассеивания тепла работал более эффективно.

Фото: вот крупный план. Охлаждающая жидкость протекает через более толстую закругленную горизонтальную черную трубу (которая соответствует красным линиям, обозначенным цифрой 4 на схеме выше). Множество тонких проводов, проходящих между трубами, представляют собой простые ребра радиатора, которые помогают отводить тепло от труб и рассеивать его в воздухе.

Почему охлаждение требует времени?

Как и все остальное в нашей Вселенной, холодильники должны подчиняться фундаментальному закону физики, называемому сохранение энергии. Суть в том, что вы не можете создать энергия из ничего или заставить энергию раствориться в воздухе: вы можете преобразовать энергию только в другие формы. Это имеет очень важные последствия для пользователей холодильников.

Во-первых, он развенчивает миф о том, что можно охладить кухню, оставив дверцу холодильника открытой.Не правда! Как мы только что видели, холодильник работает за счет «всасывания» тепла из холодильной камеры охлаждающей жидкостью, затем перекачивая жидкость за пределы шкафа, где она выделяет тепло. Поэтому, если вы удалите определенное количество тепла из холодильника, теоретически точно такое же количество тепла появится снова в виде тепла вокруг спины (на практике вы получаете немного больше тепла, потому что двигатель не совсем эффективен, и он также выделяет тепло. нагревать). Оставьте дверь открытой, и вы просто переносите тепловую энергию из одной части кухни в другую.

Закон сохранения энергии также объясняет, почему так много времени требуется для охлаждения или замораживания продуктов в холодильнике или морозильной камере. Пища содержит много воды, состоящей из очень легких молекул (водород и кислород — два самых легких атома). Даже небольшое количество жидкости на водной основе (или пищи) содержит огромных молекул, каждая из которых требует энергии для нагрева или охлаждения. Вот почему требуется пара минут, чтобы вскипятить даже чашку или две воды: нужно нагреть гораздо больше молекул, чем если бы вы пытались вскипятить что-то вроде чашки расплавленного железа или свинца.То же самое и с охлаждением: для отвода тепла от водянистых жидкостей, таких как фруктовый сок или пища, требуется энергия и время. Вот почему замораживание или охлаждение продуктов занимает так много времени. Дело не в том, что ваш холодильник или морозильная камера неэффективны: просто вам нужно добавить или удалить большое количество энергии, чтобы водянистые предметы изменили свою температуру более чем на несколько градусов.

Попробуем обозначить все это приблизительными цифрами. Количество энергии, необходимое для изменения температуры воды, называется ее удельной теплоемкостью и составляет 4200 джоулей на килограмм на градус Цельсия.Это означает, что вам нужно использовать 4200 джоулей энергии, чтобы нагреть или охладить килограмм воды на один градус (или 8400 джоулей на два килограмма). Итак, если вы хотите заморозить литровую бутылку воды (весом 1 кг) от комнатной температуры 20 ° C до -20 ° C, как в морозильной камере, вам понадобится 4200 × 1 кг × 40 ° C, или 168000 джоулей. Если морозильная камера вашего холодильника может отводить тепло мощностью 100 Вт (100 джоулей в секунду), это займет 1680 секунд или около получаса.

Как видите, для охлаждения водянистой пищи требуется много энергии.А это, в свою очередь, объясняет, почему в холодильниках столько электричества. По данным Управления энергетической информации США, холодильники потребляют около 7 процентов всей бытовой электроэнергии (примерно столько же, сколько телевизоры и связанные с ними приборы, и менее половины от количества кондиционеров, которые потребляют целых 17 процентов).

Рекламные ссылки

Узнать больше

На этом сайте

  • Кондиционеры: работают аналогично холодильникам.
  • Осушители: используйте холодильную технику для удаления воды из дома.
  • Состояния вещества: почему вещества являются твердыми телами, жидкостями или газами и как они могут изменяться взад и вперед в разных условиях.

Статьи

  • Холодильные термометры — холодные факты о безопасности пищевых продуктов: Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, 30 октября 2017 г. Четкое руководство по безопасному хранению охлажденных продуктов при правильной температуре.
  • Холодильник LG с французской дверью сохраняет еду холодной, а пиво холоднее. Автор Эрик Малиновски. Wired, 12 января 2012 г.Как новый холодильник использует «шоковой охладитель» для охлаждения банок с напитками всего за пять минут.
  • Когда холодильники нагревают планету Мэтью Л. Уолд. The New York Times, 26 апреля 2011 г. Есть ли надежда, что кто-то сделает экологически чистый холодильник?
  • Wired: This Day in Tech: 11 ноября 1930: Эйнштейн становится ледяным, Алексис Мадригал, Wired, 11 ноября 2009 года. Как Альберт Эйнштейн и Лео Сцилард разработали альтернативный метод охлаждения с использованием химических реакций.
  • Разбивая холодильник Стивеном Куруцем.The New York Times, 4 февраля 2009 г. Вы действительно можете обойтись без холодильника? Как некоторым экологам удалось жить без него.
  • Почему выбрасывается так много холодильников ?: BBC News, 25 ноября 2004 г. Почему холодильники не служат так долго, как раньше?

Книги

Популярное

Технический

Патенты

Работа: Альберт Эйнштейн и Лео Сцилард разработали революционный холодильник в 1927 году. на который они получили патент в 1930 году.В нем не использовалось электричество, а вместо этого использовался циркулирующий аммиак, вода и бутан. Работа из патента США US 1781541: Холодильное оборудование. любезно предоставлено Бюро по патентам и товарным знакам США.

Патенты (официальные, юридические записи об изобретениях) — отличный способ получить более подробную информацию о подобных технических устройствах. Вот несколько старых примеров, чтобы дополнить ваши знания. Если вы хотите копнуть еще глубже, то многие патенты, поданные Kelvinator и Frigidaire в 1920-х и 1930-х годах, являются хорошей отправной точкой.

  • US Patent?: Патент на подъемный холодильник, автор J.M. Blaisdell, 21 июля 1874 г. Неэлектрический холодильник с несколько необычной способностью подниматься из вашего подвала на основной этаж вашего дома; это было сделано Блейсделлом и Берли из Санборнтона, Нью-Гэмпшир, США. К сожалению, мне не удалось найти запись об этом в базе данных USPTO, поэтому ссылка приведет вас к фотографии музея и записи.
  • Патент США US 1 273 366: Компрессор для холодильного аппарата Фреда Дж. Хайдемана, Kelvinator, 23 июля 1918 г.Первый компрессор холодильника и система клапанов, которую он использует.
  • Патент США US 1 438 178: Автоматический расширительный клапан для холодильного аппарата Фреда Дж. Хейдемана и Джозефа Н. Хаджиски, Kelvinator, 12 декабря 1922 г. Подробное описание раннего расширительного клапана.
  • Патент США US 1 452 461: Холодильный аппарат, Кертисс Л. Хилл, 17 апреля 1923 г. Ранний пример современного холодильного шкафа.
  • Патент США US 1 452 461: Холодильный аппарат Чарльза Л.McCuen, Frigidaire, 16 июля 1929 года. Современный холодильник, использующий диоксид серы в качестве хладагента.
  • Патент США US 1 452 461: Холодильник, автор Джонатан Фиск, Kelvinator, 6 октября 1931 года. Еще одно полное описание холодильника середины 20 века.
  • Австрийский патент AT133389B: Хладагенты для чиллеров от Frigidaire, 26 мая 1933 г. Один из оригинальных патентов Frigidaire на CFC (автоматический перевод с немецкого на Google Patents).
  • Патент США US 1781541: Холодильное оборудование Альберта Эйнштейна и Лео Сциларда.Одной из малоизвестных блестящих идей Эйнштейна был умный холодильник, который не использует электричество.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2007, 2020.Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис. (2007, 2020) Холодильники. Получено с https://www.explainthatstuff.com/refrigerator.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Подробнее на нашем сайте…

Как работает холодильная установка?

Адриано Франсиско Ронзони,

Менеджер по исследованиям и разработкам в Nidec Global Appliance

Всемирный день холода, учрежденный в 2019 году, призван повысить осведомленность международного сообщества о роли HVAC-R в обществе. На протяжении веков человечество зависело исключительно от природы в производстве холода.От подземных систем хранения продуктов питания и напитков, сделанных из терракотовых колец китайским императором Шихуанди (220 г. до н.э.), до ледяных ферм на реке Гудзон в середине XIX века, появление холодильных технологий было ограничено. наличие естественного льда в зимние месяцы (Gantz, 2015).

Мы можем сказать, что бизнес-сфера, известная сегодня как холодовая цепь, берет свое начало на «ледяных фермах» на реке Гудзон, в Нью-Йорке, в Соединенных Штатах, откуда ледяные блоки были извлечены с помощью процесса, известного как сбор льда. .В зимние месяцы блоки рубили, снимали, а затем перевозили на кораблях в разные места для хранения в ледяных домах (склады с термоизоляцией для сохранения льда, добытого в природе). Первые попытки сделать искусственный лед приписываются Виллиану Каллену из Эдинбургского университета, который в 1755 году создал лед, создавая вакуум в резервуаре, который содержал летучую жидкость. Только в 1834 году было создано первое описание полной холодильной системы, включающей четыре основных процесса (сжатие, конденсация, расширение и испарение), работа, проделанная британским изобретателем и инженером Якобом Перкинсом (патент Великобритании 6.662). С тех пор мы прошли долгий путь, открыв новые технологии, которые позволили нам расширить бизнес и улучшить качество жизни по всему миру. Но как работает простая холодильная система?

Как работает холодильная установка

Подавляющее большинство холодильников работает на принципе, известном как сжатие пара. Типичная холодильная система состоит из четырех основных компонентов: компрессора, конденсатора, расширительного устройства и испарителя.Летучая текучая среда (охлаждающая текучая среда) проходит через систему охлаждения, где она многократно преобразуется в жидкость и пар. Компрессор отвечает за сжатие перегретого пара от низкого давления (давление кипения) до высокого давления (давление конденсации). После этого охлаждающая жидкость под высоким давлением и температурой бежит в конденсатор.

А какова функция конденсатора? Конденсатор — это теплообменник, который работает при высоком давлении и температуре выше, чем температура окружающей среды, в которой расположена система.Таким образом, конденсатор способен отводить тепло от хладагента в окружающую среду. Этот процесс отвода тепла снижает общую энергию хладагента, переводя его из состояния перегретого пара в состояние переохлажденной жидкости на выходе из теплообменника.

Жидкий хладагент в жидком состоянии обычно проходит через фильтр-осушитель, отвечающий за удаление из системы в конечном итоге присутствующей влажности. На выходе из фильтра-осушителя хладагент затем расширяется в расширительном устройстве (например, в капиллярной трубке или расширительном клапане), при этом его давление снижается, что заставляет часть хладагента сдвигать фазы (из жидкого состояния в парообразное).

Это процесс преобразования хладагента из жидкости в пар, который вызывает снижение температуры жидкости. В холодильных системах обычно используется промежуточный теплообменник или так называемый CT-SL HX (капиллярный теплообменник линии всасывания). В общем, этот теплообменник выполняет функцию снижения энтальпии на входе в испаритель (увеличение удельной холодопроизводительности) и повышения температуры хладагента на всасывании компрессора, уменьшая такие проблемы, как запотевание трубопровода или возврат жидкости в компрессор.

На выходе из расширительного устройства хладагент находится в двухфазном состоянии (пар + жидкость) при давлении испарения. Именно поток хладагента при низкой температуре через теплообменник (испаритель) позволяет отводить энергию из охлаждаемой среды (например, из морозильной камеры домашнего холодильника). При поглощении энергии из охлаждаемой среды (снижении температуры морозильной камеры) хладагент прекращает процесс испарения, и, как правило, вся оставшаяся жидкость превращается в пар, который течет в сторону всасывания компрессора, где цикл повторяется.

Замена компрессора по давлению возврата

Применение компрессоров обычно классифицируется в зависимости от уровня температуры кипения системы. Компрессоры делятся на три категории:

  • (i) LBP (низкое противодавление),

  • (ii) MBP (Среднее противодавление)

  • (iii) HBP (высокое противодавление)

Компрессоры LBP (с низким противодавлением) предназначены для применений с температурами кипения приблизительно от -35 ° C до -10 ° C, в качестве горизонтальных морозильных камер, вертикальных морозильных камер и продуктовых замков, которые обычно можно найти в супермаркетах и ​​магазинах шаговой доступности.

Компрессоры MBP (среднее противодавление) предназначены для применений с температурами кипения приблизительно от -20 ° C до 0 ° C, в качестве холодильников, используемых в супермаркетах или пекарнях, а также в магазинах молочной продукции. Некоторые из этих продуктов могут работать даже при положительной температуре в камере, чтобы сохранить свежесть продуктов и избежать повреждений от замерзания.

Компрессоры HBP (с высоким противодавлением) предназначены для применений с температурами кипения приблизительно от -15 ° C до 10 ° C, в качестве холодильников для вина и питьевых фонтанчиков.

Характеристики, которые имеют значение при замене компрессора

Очень важно знать основные характеристики холодильной системы, чтобы произвести соответствующую замену компрессора. Тип хладагента, тип масла и электрические компоненты зависят от конкретного применения. Всегда обращайтесь к приложению Embraco Tool Box, прежде чем вносить какие-либо изменения. Помимо влияния на производительность системы, неправильные замены могут быть опасны.

Еще один важный момент при выборе компрессора для конкретного применения — это его холодопроизводительность. Этого должно быть достаточно для удовлетворения требований системы во время работы, таких как быстрое снижение температуры шкафа при первом включении системы (известное как понижение температуры), восстановление температуры после открывания двери или даже после введения горячего груза. в системе (например, банки, бутылки или горячая еда). Портфолио Embraco разработано для обеспечения идеальной холодопроизводительности с высочайшей энергоэффективностью.

Когда речь идет о требуемой холодопроизводительности, изоляция системы играет центральную роль, потому что это то, что предотвращает проникновение энергии из окружающей среды в холодильный отсек. Лучшая теплоизоляция означает меньшую требуемую охлаждающую способность и более экономичную систему.

В магазинах, которые обычно используются в супермаркетах, введение дверей резко снижает проникновение чувствительных (горячий и сухой воздух) и скрытых (влажность) тепловых нагрузок, что может привести к снижению энергопотребления до 40%, в зависимости от условий испытаний (Ligthart , 2007 и Heidinger et al., 2019).

Как мы видим, в холодильной технике задействовано множество технологий, и это то, что стало фундаментальной частью нашего образа жизни. Вследствие этого отрасль холодовой цепи находится в постоянном и быстром развитии, требуя одного и того же ритма от профессионалов в этой области, от производителей компонентов до технических специалистов и установщиков. Вот почему для нас большая честь провозгласить Всемирный день холода и быть уверенными в том, что наша сфера деятельности оказывает огромное влияние на мир.

Ссылки:

(1) ГАНЦ, К., Холодильное оборудование: история, Северная Каролина: МакФарланд и компания, 2015.
(2) LIGTHART, F.A.T.M. Закрытый супермаркет холодильники и морозильные шкафы. Технико-экономическое обоснование. Нидерланды: N. p., 2008.
(3) ХАЙДИНГЕР, Г., НАСЧИМЕНТО, С., ГАСПАР, Педро; СИЛЬВА, Педро. (2019). Сравнение открытых и закрытых вертикальных охлаждаемых витрин в умеренных и тропических внешних условиях.10.18462 / iir.icr.2019.1296.

У вас есть вопросы о замене компрессора или деталях холодильной системы?

Войдите в Клуб охлаждения https://refrigerationclub.com/pt-br/ или загрузите приложение Tool Box https://refrigerationclub.com/pt-br/toolbox-dados-na-palma-da-mao/

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *