Как вырабатывается холод в холодильнике

Откуда в холодильнике берется холод?

Каждый из нас ежедневно пользуется десятками хитро устроенных машин и приборов: здесь вам и обыкновенный будильник, и микроволновая печь, и компьютер, и автомобиль и ещё множество самой разношёрстной электронной и механической братии, без которой наша жизнь, кажется, уже немыслима. Но задумайтесь, много ли мы знаем об этих молчаливых помощниках (про будильник этого не скажешь), как они устроены, как работают? Да ровным счётом ничего! Работает — и ладно, за чем лишний раз напрягать извилины!

На мой взгляд, очень грустно, что за ежедневной суетой и обыденностью цивилизации, мы перестали замечать удивительное, а порой просто гениальное устройство некоторых привычных вещей. Конечно, пытаться понять принцип работы компьютера или даже обычного калькулятора — бессмысленно (калькулятор нельзя понять, в него можно только верить), но вот осилить устройство холодильника вполне по силам каждому.

Начну с теории. Своим появлением холодильник целиком обязан науке термодинамике, которая, как видно из названия, занимается превращением и перемещением тепловой энергии, то есть тепла. Именно это и происходит в холодильнике: тепло, находящееся внутри холодильника, «захватывается» и выносится наружу, охлаждая его (холодильника) содержимое. Посредниками по перевозке тепла являются хладагенты, это они захватывают внутреннее тепло, выносят его наружу, отдают, а затем порожняком возвращаются во чрево холодильника, чтобы заново повторить этот процесс.

Хладагентом (сокращение от слов «холодильный агент») принято называть рабочее вещество с низкой температурой кипения (испарения). В качестве хладагента длительное время использовали фреон-12 (R-12), производство которого было организовано ещё в 1931 году, но в 1980 году было открыто пагубное воздействие атомарного хлора на озон в атмосфере — производство и заправка холодильников фреоном-12 пошла на убыль. Сегодня в качестве хладагентов используют R-134a (потомок фреона-12), диметиловый эфир, пропан, бутан, изобутан и их смеси — все эти вещества в количестве, в котором они используются в холодильниках, абсолютно безвредны для человека и окружающей среды.

Как было сказано, любовь холодильников к хладагентам связана с низкой температурой кипения последних: пропан кипит при -42,1°С, бутан — при -0,5°С, изобутан — при -11,7°С. Но как это позволяет сохранять низкую температуру внутри холодильника? Для ответа на этот вопрос обратимся к физике: известно, что при кипении и испарении вещества забирают тепло из окружающей среды, то есть, охлаждают её (именно с этим связано чувство прохлады от растирания, например, спиртом — спирт испаряется, забирая тепло у тела), следовательно, чтобы охладить, например, баночку пива, её нужно «облить» какой-нибудь легко закипающей жидкостью, которая, закипев, отобрала бы тепло у пива.

Следовательно, чтобы дать холодильнику возможность морозить, нужно наполнить некоторые его части хладагентами, которые бы легко вскипели, охладив эти части, а, следовательно, охладив и содержимое холодильника. Пропан подходит здесь как никто другой: если он кипит уже при -42, то создать условия для его закипания при комнатной температуре внутри холодильника будет очень просто.

Завершая, таким образом, теоретическую часть, скажу, что хладагенты выбраны в качестве главного рабочего вещества в холодильниках только благодаря своей низкой температуре кипения, и, как следствие, способности легко вбирать тепло.

Перейдём непосредственно к холодильникам. Любой холодильник состоит из трёх главных частей: компрессор (мотор, который постоянно шумит), конденсатор (чёрный металлический змеевик на задней панели холодильника) и испаритель (металлический «ящичек», который обычно виден в морозильной камере).

Если вы поняли, что я там так долго писал про хладагенты, то принцип работы холодильника до вас дойдёт быстро.

Сжиженный под большим давлением хладагент по всасывающему трубопроводу из конденсатора (змеевик) поступает в испаритель («ящичек»). Из-за низкого давления в испарителе и низкой температуры кипения хладагента, он (хладагент) начинает интенсивно кипеть и испаряться, охлаждая единственное, с чем контактирует — металлические стенки испарителя, испаритель же, в свою очередь, охлаждает воздух внутри холодильника. Пары хладагента откачиваются компрессором, который, кстати, и создаёт низкое давление в испарителе, на место испарившегося хладагента закачивается новый сжиженный.

Откачанный из испарителя газообразный хладагент проходит через компрессор, из которого уже в сжатом состоянии поступает в конденсатор (змеевик). При резком сжимании любой газ нагревается, поэтому трубки на выходе из компрессора при его работе и сам змеевик на задней стенке холодильника всегда горячие (тёплые). По мере прохождения по змеевику сжатый горячий газообразный хладагент постепенно остывает и переходит в жидкую фазу, и уже в жидкой фазе он поступает обратно в испаритель, где данный процесс начинается заново. Этот круговорот длится до тех пор, пока датчик температуры в холодильнике не даст сигнал компрессору остановиться — хладагент в испарителе испарится, а новый уже не поступит, следовательно, охлаждение прекратится.

Если вы ещё не уснули, у вас может возникнуть вопрос: почему уже сжиженный хладагент не закипает прямо в змеевике, ведь температура в нём комнатная, а изобутан кипит уже при -11°С. Обратимся опять к физике: известно, что чем выше давление, тем выше температура кипения. Поясню на конкретном примере: все почему-то уверены, что вода кипит именно при 100 °C, а вы знаете, что, например, в паровом котле на ТЭЦ вода кипит при температуре 200 °C, а на высоте 7130 м (пик Ленина на Памире) она закипает при 70 °C (сварить мясо в таких условиях невозможно). Всё это происходит из-за разного давления: в котле оно огромное — температура кипения высокая, в горах низкое — температура кипения также низка. Абсолютно то же самое происходит и в холодильнике: изобутан не может закипеть в змеевике из-за высокого давления (температура кипения повысилась), в испарителе же он кипит легко, так как давление в нём низкое.

В том числе, поэтому не стоит думать, что холодильник нельзя охладить до температуры ниже температуры кипения хладагента. Для этого достаточно опустить давление в испарителе, и тот же изобутан закипит уже не при -11°С, а при -20°С или при -40°С.

Подытожу сказанное. Компрессор — это своего рода насос, который перекачивает хладагент, создаёт высокое давление в змеевике и низкое давление в испарителе, что соответственно способствует сжижению и испарению хладагента. Испаритель — это источник холода, в нем под низким давлением вскипает и испаряется хладагент, охлаждая окружающую среду. В конденсаторе (змеевике) происходит охлаждение и сжижение сжатого компрессором, и поэтому горячего, хладагента.

Надеюсь, мне удалось популярно объяснить устройство холодильника.

Холодильники и холодильное оборудование

Как устроен холодильник? За счет чего он вырабатывает холод?

Немножко физики

Откуда берется холод в домашнем холодильнике? Чтоб понять это, довольно вспомнить, как охлаждается кожа, если протереть ее ваткой, смоченной эфиром или другим летучим веществом. Для испарения пленочки жидкости необходимо тепло, и она отбирает его у поверхности кожи. В точности тепловой эффект испарения жидкости (или, как нас учили на уроках физики, перемены ее фазового состояния) применяется в холодильных машинах.

Вероятно, на какой-либо фантастической планете, где есть неограниченные запасы таких летучих веществ, а их испарения не причиняют организму инопланетян вреда, давно уже придумали простейший метод получения холода: для данного им довольно беспрерывно смачивать инопланетным эфиром контейнер с инопланетными пищевыми продуктами. Однако в наших земных условиях этот метод не годится — эфира не напасешься, да и вдыхать его пары лишний раз не необходимо. По этой причине нашим изобретателям и инженерам пришлось упорно поработать, чтоб сделать:

— холодильные аппараты с замкнутым контуром, в одной части которого случается испарение, а в иной части — конденсация рабочего тела;

— особые вещества (хладагенты), которые годами циркулируют в контуре холодильной машины в роли рабочего тела, то испаряясь, то вновь конденсируясь;

— надежные электрические машины (компрессоры), которые «гоняют» хладагент по замкнутому контуру холодильника.

Поехали по контуру. Планировка движенья хладагента по контуру показана на рисунке ниже. Повышенное давление на выходе работающего компрессора толкает газообразный хладагент в конденсатор, где случается I-е изменение его фазового состояния — газ превращается в жидкость. При том выделяется тепло, которое отводится в окружающую среду, то есть идет на нагрев воздуха кухни. В этом без труда убедиться, заглянув «за спину» холодильника и потрогав его заднюю стенку. У множества моделей холодильников конденсатор виден невооруженным глазом — огромной черный теплообменник на задней стене, представляющий собою длинную, неоднократно изогнутую трубку.

К слову, если уж вы на самом деле добрались до конденсатора, не поленитесь очистить его от пыли — этим вы окажете неоценимую услугу собственному холодильнику, улучшив условия отдачи отопления в воздух.

Ну, неплохо, мы превратили хладагент в жидкость, нагрели воздух на кухне, потратив на это определенное число энергии. Однако мы же купили не отопительный устройство, нам необходимо охладить продукты изнутри холодильника! Для данного требуется, чтоб случилось еще одно изменение фазового состояния, и жидкость стала газом. Чтоб это произошло, жидкому хладагенту приходится протискиваться ч/з длинный узкий канал — капиллярную трубку. Проход ч/з капилляр дается хладагенту нелегко, на это тратится весь запас давления, который был создан компрессором.

Что же сейчас произойдет с хладагентом? Вновь вспомним школьные уроки физики: если подняться высоко в горы и развести там огонь, то вода в котелке закипит не при 100°С, а при более низкой t, к примеру, при 95°С. Вот что следовательно пониженное давление! Так и наш хладагент: протиснувшись ч/з капилляр и потеряв весь собственный прежний напор, он попадает в испаритель холодильника, где закипает, будто от сознания своего бессилия. Это нам и необходимо. Вспомним ватку с эфиром: ведь испарение жидкости отнимает тепло от тела, находящегося в контакте с ней. А испаритель холодильника обвивает собственными трубками максимально холодную его часть — морозильную камеру. Это внутренний эпицентр холода, откуда прохладный воздух растечется (сам или под действием принудительной кондиционирования) по отсекам и полочками нашего беловатого шкафа.

А сделавшему свое дело газообразному хладагенту остается лишь возвратиться назад в компрессор, где он снова будет «подкачан» и под высоким давлением снова поступит в контур, продолжая свое непрерывное движенье.

Основные фрагменты холодильного контура показаны тут. Естественно, это лишь наиболее важные части холодильника. Настоящий холодильный аппарат имеет немало иных элементов. К примеру, прислушавшись к работе собственного холодильника, вы наверное заметите, что компрессор работает не все время. Время от времени он выключается, а после включается вновь. Дело в том, что изнутри холодильника есть термостат — прибор, контролирующее t в холодильной камере. Регулировочная ручка термостата располагается на панели управления, и, поворачивая ее, вы можете «поддать холода», если в комнате жарко, напротив, или, убавить производство холода, если на кухне прохладно. Когда заданная вами T будет достигнута, термостат сработает на отключение компрессора. Осуществляется это, естественно, не для того, чтоб дать компрессору отдохнуть, а для того, чтоб не переохладить полость холодильника и поддерживать в ней в точности ту t, которую вы задали.

Эволюция холода: хладагенты в современных холодильниках

Хладагент — это рабочее вещество холодильной машины, которое при кипении и в процессе испарения отнимает тепло от охлаждаемого объекта, а затем после конденсации передаёт его окружающей среде.

Современные холодильники в основном компрессионные и, как следует из названия, имеют компрессор (а некоторые модели даже два). Кроме этого, конструкция предусматривает испаритель. Меж ними циркулирует хладагент. Сначала сжатый компрессором хладагент, находясь в газообразном состоянии, поступает в конденсатор — длинную зигзагообразную трубку. Там он превращается в жидкость и отдаёт тепло окружающей среде. Через специальный регулирующий вентиль жидкий хладагент поступает в испаритель, который находится внутри теплоизолированной морозильной или холодильной камеры. Там давление падает, он начинает кипеть, испаряется, снова превращаясь в газ, отбирая при этом тепло у окружающего воздуха. Камера холодильника охлаждается. Испарившийся хладагент опять сжимается компрессором и попадает в конденсатор. И так цикл повторяется снова и снова. Этот принцип охлаждения используется в большинстве холодильников уже десятки лет.

1 — компрессор; 2 — нагнетательный трубопровод; 3 — конденсатор; 4 — фильтр-осушитель; 5 — капиллярная трубка; 6 — испаритель холодильной камеры; 7 — испаритель морозильной камеры; 8 — всасывающий трубопровод» src=»http://pics.rbc.ru/img/cnews/2008/02/15/1.jpg»>

Схема компрессионного холодильника:
1 — компрессор; 2 — нагнетательный трубопровод; 3 — конденсатор; 4 — фильтр-осушитель; 5 — капиллярная трубка; 6 — испаритель холодильной камеры; 7 — испаритель морозильной камеры; 8 — всасывающий трубопровод

Однако есть и другой тип холодильников, пусть и менее популярный сегодня, — абсорбционные. Циркуляция рабочих веществ: абсорбента (воды) и хладагента (как правило, аммиака), имеющих разную температуру кипения при атмосферном давлении, осуществляется посредством абсорбции. Аммиак поглощается водой, получившаяся смесь подогревается с помощью электрического или газового нагревателя. При этом происходит выпаривание аммиака, который, испаряясь, потребляет теплоту камеры холодильника, то есть способствует её охлаждению. Абсорбционные холодильники в основном маленькие, однокамерные. Яркий пример такой техники — великолукские холодильники «Морозко».

Схема устройства абсорбционного холодильника

Как всё начиналось

История появления холодильников, конечно, не сравнится с историей цивилизации, но всё-таки насчитывает несколько веков. В древности снег и лёд помогали людям сохранять пищу (этот способ длительного хранения продуктов питания пришёл в Европу из северных широт). У народов, населявших те края, замороженные рыба, оленина и ягоды хранились месяцами. Однако в более тёплом климате нужны были специальные ледяные шкафы, а поставлять лёд для них стоило очень дорого. Те, кто не мог себе это позволить, вынуждены были хранить продукты : квасить капусту, солить мясо, сушить фрукты и грибы. Так продолжалось довольно долго. Постепенно начали проводиться различные исследования, способствующие поиску решения вопроса сохранения пищи. Но прорыва удалось достигнуть только в 19 веке. В 1834 году появилась первая холодильная компрессионная машина. мир и столкнулся впервые с хладагентами. В этой машине использовался диэтиловый эфир.

Серийное производство холодильников в начале XX века активнее всего развивалось в США. Практически во всех машинах того времени в качестве хладагента использовались аммиак, различные эфиры и некоторые другие весьма токсичные и опасные для человека вещества. поломок таких агрегатов и контакта людей, в частности, с аммиаком высокой концентрации нередки были даже смертельные случаи. Поэтому учёные стали искать другие вещества, которые можно использовать в качестве хладагентов. Так появились фреоны.

Один из первых серийных американских холодильников — Frigidaire

Воцарение фреонов

Фреоны — это химические соединения на основе метана или этана. Их физическое состояние — газы без цвета и запаха, безвредные для человека. Первой фреон синтезировала американская компания «Кинетик Кемикалз Инк» в начале годов прошлого века. Эта же фирма и дала название новому веществу. Тогда же было введено его обозначение: латинская буква «R» (по первой букве английского слова Refrigerant) — и цифры: код, определяющий свойства. Первый фреон назывался (дифтордихлорметан). Фреон из чистого метана имеет марку , а из этана — . Все остальные фреоны получаются смешением этих двух газов и замещением атомов водорода атомами хлора или фтора.

Сейчас в мире синтезировано более четырех десятков различных фреонов, отличающихся по свойствам и химическому составу. Основные требования, которые предъявляются к фреонам, — это минусовая температура кипения при атмосферном давлении, конденсация при низком давлении, а также высокая хладопроизводительность. Кроме этого, необходимы высокий коэффициент теплопроводности и теплопередачи. Желательна и низкая стоимость. Таким требованиям лучше других раньше отвечали фреоны R-12 и R-11 (фтортрихлорметан), использовавшиеся обычно в бытовых холодильниках, а также R-22 (дифторхлорметан), применявшийся в низкотемпературных промышленных холодильных установках. Для получения очень низких температур были разработаны хладагенты , и .

Скрытая угроза

Всё шло прекрасно: и производители, и потребители были довольны. К 1976 году объём производства того же достиг почти 340 тысяч тонн. Определённая часть из этого количества предназначалась как раз для холодильных систем, систем охлаждения воздуха, баночек с аэрозолями Но годы прошлого века стали началом «тяжелых времён» для уже привычных фреонов. Ученые, исследовавшие причины нарушения озонового слоя Земли, пришли к выводу, что многие фреоны наносят ему ощутимый вред. Также оказалось, что фреоны участвуют в возникновении парникового эффекта, потому что задерживают инфракрасное излучение, которое испускает земная поверхность, а следовательно, способствуют глобальному потеплению.

Вообще, «экологическая опасность» фреонов зависит от содержания трех составляющих: хлора, фтора и водорода. Чем меньше атомов водорода, тем дольше фреон не разлагается и не наносит вред окружающей среде. А по мере увеличения числа атомов хлора растёт токсичность и озоноразрушающая способность фреонов. Вред, наносимый такими веществами озоновому слою, оценивается величиной озоноразрушающего потенциала. Чем он больше, тем вреднее фреон. Так, самый распространённый ранее — — имеет потенциал равный 1, — 0,05, а наиболее вредными являются фреоны , , у которых озоноразрушающий потенциал достигает 13.

Чтобы защитить нашу планету от разрушительной деятельности человека, в 1987 году в соответствии со специальной программой ООН вступил в действие «Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой», предусматривающий постепенное сокращение производства и потребления ряда вредных фреонов. Поэтому с тех пор в холодильниках не используют , . В 1992 году на конференции в Копенгагене было принято решение и о прекращении производства озоноопасных фреонов R11, R12 и R502 с 1 января 1996 года. Заменой им стали озонобезопасные хладагенты, такие, как , или (все три: гидрофторуглеродные соединения). Правда, безопасные агенты, например, R134а зачастую не отличаются прекрасными физическими и термодинамическими свойствами, и к тому же стоят довольно дорого, например, килограмм в 7 раз дороже такого же количества обычного . Также используются смеси, из нескольких хладагентов.

Озоновый слой планеты всё ещё под угрозой, хотя за 20 лет, прошедших с подписания монреальского протокола, есть ощутимые позитивные изменения. Фото сделано спутником NASA

Альтернатива фреонам

Однако и сегодня постоянно ведутся исследования, учёные пытаются синтезировать новые, максимально экологичные, более качественные по своим свойствам хладагенты. Разработкой альтернативных хладагентов озабочены многие государства, вкладывающие значительные финансовые средства в соответствующие исследования. По оценкам специалистов, за последние шесть лет на синтез новых хладагентов было потрачено свыше 2,4 миллиардов долларов.

Синтезированы хладагенты из пропана (R290), этилена (R1150), пропилена (R1270), изобутана (R600a). Производство холодильников, работающих на изобутане, освоили многие производители, причём не только в Европе или в Америке, но и на просторах бывшего СССР. Например, белорусская фирма Atlant предлагает покупателям модель за 15000 рублей, да и остальные свои модели этот производитель «перевёл» на безопасный изобутан.

Примеры моделей с хладагентом R600A:

Фирмой Du Pont был разработан ряд новых смесей хладогентов, известных под марками SUVA MP, SUVA МР39 (R401A), SUVA MP52 (R401C) и некоторые другие.

Увы, пока говорить о идеальном по своим характеристикам хладагенте рано. Сегодня главное то, что удалось разработать хладагенты безопасные для человека и окружающей среды. Именно они и используются в бытовых холодильниках и кондиционерах. Ну, а дальнейшее их совершенствование — дело времени.

Как работает холодильник: принципы, циклы, режимы

Пока техника исправно функционирует, пользователя не интересует, как она устроена. Знания о том, как работает холодильник, понадобятся, когда возникла поломка: помогут избежать серьезной неисправности или быстро определить место. Правильная эксплуатация также во многом зависит от осведомленности пользователя. В статье рассмотрим устройство бытового холодильника и его работу.

Как устроен компрессорный холодильник

«Атлант», «Стинол», «Индезит» и другие модели оснащаются компрессорами, которые запускают процесс охлаждения в камере.

Основные составляющие части:

• Компрессор (мотор). Бывает инверторным и линейным. Благодаря запуску мотора фреон передвигается по трубкам системы, обеспечивая охлаждение в камерах.
• Конденсатор — это трубки на задней стенке корпуса (в последних моделях может размещаться сбоку). Тепло, которое вырабатывает компрессор во время работы, конденсатор отдает окружающей среде. Так холодильник не перегревается.

Вот почему производители запрещают устанавливать технику возле батарей, радиаторов и печей. Тогда перегрева не избежать, и мотор быстро выйдет из строя .

• Испаритель. Здесь фреон закипает и переходит в газообразное состояние. При этом забирается большое количество тепла, трубки в камере охлаждаются вместе с воздухом в отделении.
• Вентиль для терморегуляции. Поддерживает заданное давление для движения хладагента.
• Хладагент — это газ-фреон или изобутан. Он циркулирует по системе, способствуя охлаждению в камерах.

Важно правильно понимать, как работает техника: она не вырабатывает холод. Воздух охлаждается благодаря отбору тепла и его отдаче окружающему пространству. Фреон проходит в испаритель, поглощает тепло и переходит в парообразное состояние. Двигатель приводит в действие поршень мотора. Последний сжимает фреон и создает давление для его перегонки по системе. Попадая в конденсатор, хладагент остывает (тепло выходит наружу), превращаясь в жидкость.

Чтобы установить нужный температурный режим в камерах, устанавливается терморегулятор. В моделях с электронным управлением (LG, «Самсунг», «Бош») достаточно выставить значения на панели.

Переходя в фильтр-осушитель, хладагент избавляется от влаги и проходит по трубкам капилляра. После чего снова попадает в испаритель. Мотор перегоняет фреон и повторяет цикл, пока в отделении не установится оптимальная температура. Как только это случится, плата управления посылает сигнал пускозащитному реле, которое отключает двигатель.

Однокамерный и двухкамерный холодильник

Несмотря на одинаковое строение, различия в принципе работы все-таки есть. Старые двухкамерные модели оснащены одним испарителем для обеих камер. Поэтому, если при разморозке механически убирать наледь и задеть испаритель, из строя выйдет весь холодильник.

Новый двухкамерный шкаф имеет два отделения, каждый из которых оснащен испарителем. Обе камеры изолированы друг от друга. Обычно в таких случаях морозилка находится снизу, а холодильный отсек — сверху.

Поскольку в холодильнике есть зоны с нулевой температурой (читайте, что такое зона свежести в холодильнике), фреон охлаждается в морозилке до определенного уровня, а затем перемещается в верхнее отделение. Как только показатели достигают нормы, срабатывает терморегулятор, и пусковое реле отключает мотор.

Наиболее востребованы приборы с одим мотором, хотя с двумя компрессорами также набирают популярность. Последние функционируют так же, просто за каждую камеру отвечает отдельный компрессор.

Но не только в двухкамерной технике можно отдельно устанавливать температуру. Есть такие приборы («Минск» 126, 128 и 130), где установлены электромагнитные клапаны. Они перекрывают подачу фреона в отделение холодильника. Исходя из показаний регулятора температуры выполняется охлаждение.

Более сложная конструкция предусматривает размещение специальных датчиков, которые измеряют температуру снаружи и регулируют ее внутри камеры.

Как долго работает компрессор

Точные показания не указаны в инструкции. Главное, чтобы мощности мотора хватало на нормальную заморозку продукции. Существует общий коэффициент работы: если прибор функционирует 15 минут и 25 минут отдыхает, тогда 15/(15+25) = 0,37.

Если подсчитанные показатели оказались менее 0,2, значит нужно отрегулировать показания термореле. Более 0,6 указывает на нарушение герметичности камеры.

Абсорбционный холодильник

В данной конструкции рабочая жидкость (аммиак) испаряется. Хладагент циркулирует по системе благодаря растворению аммиака в воде. Затем жидкость переходит в десорбер, а потом в дефлегматор, где снова разделяется на воду и аммиак.

Холодильники данного типа редко используются в быту, поскольку в основе ядовитые компоненты.

Модели с No Frost и «плачущей» стенкой

Техника с системой Ноу Фрост сегодня на пике популярности. Потому что технология позволяет размораживать холодильник раз в год, только чтобы помыть. Особенности функционирования обеспечивают вывод влаги из системы, поэтому в камере не образуется лед и снег.

В морозильном отделении располагается испаритель. Холод, который он вырабатывает, распространяется по холодильному отделению с помощью вентилятора. В камере на уровне полок есть отверстия, куда выходит холодный поток и равномерно распределяется по отсеку.

После цикла работы запускается оттайка. Таймер запускает ТЭН испарителя. Наледь тает, и влага выводится наружу, где испаряется.

«Плачущий испаритель». Название основано на принципе, при котором во время работы компрессора на испарителе образуется наледь. Как только мотор отключается, лед тает, и конденсат стекает в сливное отверстие. Способ оттайки называется капельный.

Суперзаморозка

Функцию также называют «Быстрая заморозка». Она реализована во многих двухкамерных моделях «Хаер», «Бирюса», «Аристон». В электромеханических моделях режим запускается нажатием кнопки или поворотом регулятора. Компрессор начинает безостановочную работу до тех пор, пока продукты полностью не промерзнут как внутри, так и снаружи. После чего функцию нужно отключить.

Рекомендуется включать режим на срок до 72 часов.

Электронное управление автоматически отключает суперзаморозку, согласно сигналам термоэлектрических датчиков.

Электрическая схема

Чтобы самостоятельно отыскать причину неполадки, понадобится знание электрической схемы.

Ток, подающийся на схему, проходит такой путь:

• идет через контакты термореле (1);
• кнопки оттайки (2);
• теплового реле (3);
• пускозащитного реле (5);
• подается на рабочую обмотку двигателя мотора (4.1).

Нерабочая обмотка двигателя пропускает напряжение больше заданного значения. При этом срабатывает пусковое реле, замыкает контакты и запускает обмотку. После достижения нужной температуры, контакты термореле размыкаются, и двигатель останавливает работу мотора.

Теперь вы понимаете устройство холодильника и как он должен работать. Это поможет правильно эксплуатировать прибор и продлить срок его использования.

Из чего состоит холодильник

Из чего состоит холодильник? Многие пользователи никогда не задумывались об этом. Да это и не нужно. Если агрегат исправен и хорошо выполняет свою работу, то мы его даже не замечаем.

Вместе с тем, холодильник – это единственный бытовой прибор на нашей кухне, который мы никогда не выключаем. Он должен ежедневно и круглосуточно работать и давать холод. Мы настолько к этому привыкли, что даже не замечаем его присутствия на нашей кухне. Если же он останавливается, то сразу возникает целый ряд проблем.

Например, мы должны куда-то переложить продукты, чтобы они не испортились, найти мастера и сделать всё возможное, чтобы наш холодильник снова начал давать холод.

Для того, чтобы понять, какие причины обычно предшествуют поломке, как продлить срок работы исправного холодильника и избежать проблем, давайте разберёмся и узнаем, что у холодильника внутри.

Из чего состоит холодильник – основные элементы

Плачущий испаритель – это часть испарителя, которая охлаждает воздух в холодильном отделении. Его разморозка происходит циклически в автоматическом режиме во время остановки компрессора при достижении заданной температуры.

Иней на его поверхности тает. Образовавшиеся при этом капли воды стекают вниз и через дренажное отверстие удаляются из холодильника. Из-за этих капель он получил название «плачущий».

Конденсатор – теплообменный аппарат, в котором фреон отдаёт тепло в окружающую среду. Представляет собой змеевик из металлической трубки, расположенной позади холодильного шкафа или внутри него.

Испаритель – теплообменный аппарат, в котором кипящий фреон отбирает тепло из окружающей среды, охлаждая камеру холодильника.

Мотор-компрессор представляет собой электродвигатель, который обеспечивает циркуляцию фреона в системе трубопроводов холодильного агрегата.

Из чего состоит холодильник – дополнительные элементы

Докипатель – металлическая ёмкость, установленная на выходе из испарителя по направлению к всасывающему патрубку компрессора. Предназначен для докипания фреона с целью предотвратить попадание жидкой фракции в компрессор.

Фильтр-осушитель служит для предохранения системы от засоров твёрдыми частицами и поглощения влаги из фреона. Его устанавливают между конденсатором и капиллярной трубкой холодильного агрегата.

Из чего состоит холодильник – принцип работы

Если работающий мотор-компрессор откачивает пары фреона и нагнетает их в конденсатор, то они охлаждаются и конденсируются, переходя в жидкое состояние. Жидкий фреон проходит через фильтр-осушитель, капиллярную трубку и возвращается в испаритель.

Что такое дросселирование

Если достигнута оптимальная разница давлений, то на входе в испаритель происходит дросселирование, давление фреона резко падает и он закипает. Тепло поглощается с поверхности испарителя, он охлаждается и понижает температуру в камере.

Замкнутый цикл и остановка компрессора

Фреон в холодильнике циркулирует по кругу. После прохождения через испаритель он снова возвращается через компрессор в конденсатор. Это полный замкнутый цикл работы холодильника.

Как правило, исправный бытовой прибор повторяет весь этот процесс бесчисленное количество раз, иногда останавливаясь для кратковременного отдыха. Такие остановки происходят периодически, позволяя удерживать степень охлаждения в камерах на должном уровне.

Зачем нужна разморозка

Для того, чтобы испаритель холодильника не мог чрезмерно покрываться инеем и снегом, в холодильнике предусмотрена система разморозки.

Что такое разморозка

Разморозка – это очистка поверхности испарителя от инея, который образуется в результате контакта влаги, содержащейся в воздухе, с охлаждённым испарителем.

Какие бывают системы разморозки

Капельная система разморозки – автоматическая разморозка холодильной камеры при наличии плачущего испарителя.

Система разморозки No Frost – автоматическая система разморозки при помощи активного подогрева с использованием электрического нагревательного элемента.

Если такая система исправна и не даёт сбоев, то она достаточно эффективна. Например, большинство потребителей отдают предпочтение именно холодильникам системы No Frost.

Ручная разморозка – процесс разморозки холодильника вручную, без участия автоматики. Например, эта система применяется для всех старых однокамерных холодильников и для морозильных отделений двухкамерных холодильников с плачущим испарителем.

Почему ручная разморозка не популярна

Ручная разморозка – это устаревшая система, которая постепенно уходит в прошлое. Несмотря на это, многие потребители до сих пор отдают ей предпочтение, поскольку она достаточно простая и надёжная.

Из чего состоит холодильник – вспомогательные элементы холодильника

П уск о-защитное реле служит для запуска мотора-компрессора, а также для его защиты от чрезмерных электрических нагрузок и перегрева. Если ток работающего компрессора будет превышать номинальный уровень или он чрезмерно нагреется, реле выключит его.

Термостат – устройство, предназначенное для поддержания установленной температуры в холодильнике путём включения и выключения компрессора.

Как работает термостат

Если температура в холодильнике опустится до заданного уровня, термостат разомкнёт контакты и отключит компрессор. При выключенном моторе температура в камере начнёт повышаться и холодильник включится.

Разница между температурами включения и отключения прибора называется дифференциалом термостата.

Выводы

Как правило, для корректной работы бытового прибора все основные и вспомогательные элементы должны должны быть совместимыми и выполнять поставленную задачу без отказов. При выполнении этого условия холодильник сможет безотказно на протяжении длительного времени вырабатывать холод.

Откуда берется холод в холодильнике?
опыты и эксперименты по естествознанию ( класс) по теме

Скачать:

Предварительный просмотр:

НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ВОСПИТАННИКОВ
МБДОУ «ДЕТСКИЙ САД №34 «КРЕПЫШ»

ОТКУДА БЕРЕТСЯ ХОЛОД В ХОЛОДИЛЬНИКЕ?

Муртазин Булат Рустамович,

воспитанник группы №11

МБДОУ «Детский сад №34

«Крепыш» г. Новочебоксарск

Артемьева Альбина Олеговна

Воспитатель группы №11

МБДОУ «Детский сад №34

«Крепыш» г. Новочебоксарск

г. Новочебоксарск, 2016

Самая любимая бытовая техника в доме – это холодильник. И каждый в семье его открывают по несколько раз и хочет там увидеть чего-нибудь вкусненького. Я тоже очень люблю открывать дверце холодильника и подолгу смотреть, даже когда есть совсем не хочется. Мне дома говорят, чтобы я быстрее закрыл холодильник, пока весь холод не вышел.

А откуда берется холод в холодильнике? И я решил разобраться в этом вопросе.

Цель : Узнать, откуда берется холод в холодильнике?

1. Осмотреть домашний холодильник изнутри и снаружи.

2.Узнать на какой полке спрятался холод.

3. Просмотреть познавательные мультфильмы.

Гипотеза : В холодильнике есть мотор, который вырабатывает холод.

Холодильник есть в каждом доме. Это главный хранитель еды. Из-за холода продукты в холодильнике долго не портятся. И мне трудно представить, как жили в старину без холодильника. Мне бабушка рассказывала, как в старину в деревнях люди летом скоропортящие продукты хранили в погребах или в ледниках. Еще с зимы люди в погребах запасались льдом, его хорошо укрывали и хранили там продукты. Самый первый холодильник был у моего прадеда. И он гордился этим. Поэтому, узнать больше о холодильнике – для меня очень важно.

4. Изучение и обработка опыта.

Дома у нас есть двухкамерный холодильник «Атлант». Сверху находится холодильник, снизу — морозильник. Мы с бабушкой решил осмотреть холодильник. В холодильнике кроме продуктов на полках мы ничего не увидели, но почувствовали, как идет холод. А морозильная камера – самое холодное место в холодильнике. На внутренней задней стенке морозильника виднеется трубочка, и она выходит наружу. Трубочка покрыта инеем и от него идет холод.

Снаружи на дверце холодильника кроме магнитов ничего нет. Задняя стенка холодильника полностью протянута трубочкой. И чтобы трубочка не повредились, там есть защитная решетка. От этой трубы идет тепло. В нижней задней части холодильника мы увидел черный металлический предмет. Мне кажется, это и есть мотор, который вырабатывает холод в холодильнике. По словам бабушки, он называется компрессор.

Я решил узнать, на какой полке холодильника холода больше. Я провел опыт. В стаканчики я налил одинаковое количество воды из кувшина и поставил на разные полки холодильника. Через некоторое время измерил температуру воды. Вода на нижней полке 8°С , средней 8,5С°, на верхней полке 9°С. Чем ниже полка — тем холоднее в холодильнике.

Чтобы лучше понять, как он работает, мы посмотрели мультфильм про Фиксиков, где они рассказывают про работу холодильника.

1. Мы узнали, что в холодильнике самое холодное место — это морозильная камера, а холод идет по трубочке, которая виднеется внутри морозильной камеры. А в холодильнике эта трубочка не виднеется, значит, она скрыта под обшивкой холодильника, и поэтому там не так холодно, как в морозильнике.

2. Мы выяснили, что в холодильнике, самая холодная полка- это нижняя, которая ближе к морозильной камере.

3. Мы поняли, что компрессор гоняет специальную жидкость по трубочке. В той части трубочки, которая находится внутри холодильника, жидкость превращается в пар и забирает тепло из холодильника, сама трубочка становится холодной. А в трубочке, которая осталась снаружи пар опять превращается в жидкость и отдает тепло, которое забрала внутри холодильника. Поэтому трубочка теплая.