Як працює холодильник

 

В однокамерному холодильнику охолодження холодильної камери відбувається за допомогою основного випарника, який розташований у верхній частині холодильної шафи. Холодне повітря опускається вниз і охолоджує продукти холодильної камери. Щоб охолодження не було дуже сильним, під основним випарником встановлюють піддон з невеликими віконцями, через які холодне повітря поступає в холодильну камеру.

Відкриваючи й закриваючи віконця можна регулювати температуру в холодильній камері. Морозильна камера в однокамерних холодильниках розташовується тільки у верхній частині холодильної шафи. Як правило випарник є корпусом морозильної камери. схема однокамерного холодильника

Однокамерний холодильник працює наступним чином: мотор-компресор відкачує пари фреону з випарника і нагнітає їх в конденсатор. Тут пари охолоджуються, конденсуються і переходять у рідку фазу. Далі рідкий фреон через фільтр-осушувач і капілярну трубку подається у випарник. Фільтр-осушувач (осушувальний патрон) служить для очищення і осушення проходить через нього хладагента. Він являє собою циліндр, заповнений речовиною, що поглинає воду (силікагель або цеоліт).

Випліскуючи в канали випарника, рідкий фреон скипає і починає відбирати тепло з поверхні випарника, тим самим охолоджуючи внутрішній об’єм холодильника і продукти, що зберігаються в ньому. Пройшовши через випарник, рідкий фреон википає, перетворюючись у пару, який знову відкачується мотором-компресором. Цикл безперервно повторюється до тих пір, поки температура на поверхні випарника не досягне необхідного значення, після чого двигун відключається.

Під дією навколишнього середовища температура в морозильній камері підвищується, і мотор включається знову. Таким чином, всередині холодильника підтримується необхідна температура. Для запобігання утворення конденсату на поверхні трубопроводу всмоктування на нього по всій його довжині припаюється капілярна трубка. При роботі холодильника капілярна трубка нагрівається, нагріваючи трубопровід всмоктування.

У сучасних моделях холодильників капілярна трубка знаходиться всередині трубопроводу всмоктування. Оскільки в однокамерних холодильниках чутливий елемент термостата (сильфонне трубка) кріпиться на поверхні випарника і охолоджується і нагрівається разом з випарником, включення і відключення компресора здійснюється при досягненні необхідної температури в морозильній камері.

Регулювання температури (тобто частоти включення компресора) підвищує (або знижує) температуру одночасно і в морозильної і холодильної камери. Щоб охолодження не було дуже сильним, під випарником (тобто під морозильною камерою) встановлюють піддон з невеликими віконцями, через які холодне повітря поступає в холодильну камеру. Відкриваючи й закриваючи ці віконця можна регулювати температуру в холодильній камері. При цьому в морозильній камері температура залишиться колишньою.

ДВОКАМЕРНИЙ ХОЛОДИЛЬНИК

Двокамерний холодильник відрізняється від однокамерного наявністю власного випарника для холодильної і морозильної камер. Принцип роботи двокамерного холодильника наступний: рідкий фреон, накачується мотором-компресором, проходить по конденсатору і капілярній трубці, потрапить у випарник морозильної камери, скипає і, випаровуючись, починає охолоджувати поверхню випарника. При цьому випаровування рідкого фреону і, відповідно, охолодження починається в місці входу капілярної трубки у випарник і поступово просувається по його каналах до виходу випарника морозильної камери (див. малюнок).

Поки поверхня випарника не остудиться до мінусової температури, у випарник холодильної камери фреон не надходить. Після обмерзання випарника морозильної камери рідкий фреон починає надходити у випарник холодильної камери, охолоджує його до температури -14°С, після чого мотор-компресор відключається.

Після відключення мотора повітря в холодильній камері під впливом навколишнього середовища поступово нагрівається, від цього нагрівається випарник холодильної камери. При досягненні определннной температури мотор знову включається. “Плачу” випарник Так зазвичай називають випарник холодильної камери в двокамерних холодильниках. Як правило, в холодильній камері достатньо великого об’єму встановлюється випарник невеликого розміру (в кілька разів менше, ніж в морозильній камері), який обмерзає до температури мінус 14°С за досить короткий час.

Після цього чутливий елемент терморегулятора, закріплений на поверхні цього випарника, “дає команду на відключення мотора-компресора. За час роботи мотора випарник встигає охолодити об’єм холодильної камери до температури плюс 4°С. Після відключення мотора-компресора повітря в холодильній камері починає нагрівати поверхню випарника. Вода, що утворилася з розталого інею краплями стікає по випарника в спеціальний лоток на стінці камери. Регулюючи потужність компресора можна змінювати температуру, як в холодильних, так і в морозильній камері.

Якщо датчик температури встановлений тільки в холодильній камері, то і температура буде регулюватися по холодильній камері, тобто при зниженні температури в холодильній камері з +4° до +2°С, температура в морозильній камері теж знизиться на 2°З, наприклад з мінус 20°С до мінус 22°с. Якщо температуру в холодильній камері підвищити, то в морозильній камері температура також підвищиться. Зазначимо, що агрегат холодильника розрахований таким чином, що навіть при мінімальному значенні терморегулятора температура в морозильній камері не підніметься вище покладеної норми мінус 18°С.

ХОЛОДИЛЬНИК З ЕЛЕКТРОМАГНІТНИМИ КЛАПАНАМИ

Незалежна регулювання температури в холодильній і морозильній камерах можлива у разі, якщо встановлені два незалежних компресора зі своїми випарниками. Інший варіант – двоконтурна система, у якій передбачена можливість незалежної роботи кожного контуру. Найпростіший спосіб реалізації цієї ідеї – установка клапана, що перекриває подачу холодоагенту у випарник холодильної камери (серія холодильників Мінськ 126; 128 і 130).

При закритті клапана холодоагент починає надходити у випарник по додатковому капілярному трубопроводу, який впаяний в конденсатор агрегату. Кількість подавання холодоагенту зменшується, в результаті чого перестає обмерзати випарник холодильної камери (з-за зменшеного кількості охолоджуючого речовини рідкий холодоагент до нього просто не доходить, выкипая у випарнику морозильної камери).

Робота клапана пов’язана з показаннями термостата холодильної камери, що дає можливість регулювання температури в холодильній камері окремо від морозильної. Компресор в таких холодильниках відключається згідно з показаннями термостата, встановленого в морозильній камері.

У холодильниках більш складної конструкції можуть встановлюватися клапани, що перекривають надходження холодоагенту у випарники камер холодильника по черзі, дозволяючи регулювати температуру в кожній з камер окремо. У таких холодильниках управління роботою клапанів і мотора-компресора виконує електронний блок. Температура в камерах зчитується спеціальними датчиками, і на підставі цієї інформації, а також на підставі датчика температури навколишнього середовища відбувається регулювання температури в камерах холодильника.

СУПЕРЗАМОРОЗКА

Режим примусової заморозки продуктів застосовується в морозильниках і двокамерних холодильниках для заморожування великої кількості продуктів. При звичайному режимі заморозки заморожувати продукти, поміщені в морозильну камеру, починають охолоджуватися зовні і лише через деякий час промерзають всередині.

Термостат відстежує температуру випарника або повітря в морозильній камері, але не температуру заморожуваних продуктів. Тому моторкомпрессор відключається при досягненні певної температури всередині морозильника, а не в той момент, коли продукти повністю замерзнуть.

При використанні режиму примусового заморожування, при якому відключається регулятор температури, і мотор-компресор працюватиме, не вимикаючись, поки користувач самостійно не відключить цей режим (або це не зробить автоматика).

Реалізація режиму суперзаморожування може бути різною:

1. Пряме підключення компресора до мережі в обхід датчиків температури і встановлення максимально можливого значення температури на терморегуляторе

2. Включення слабкого нагрівального елемента на випарнику в безпосередній близькості від датчика температури. Цей елемент не дозволяє датчику охолодитися, і компресор починає працювати не відключаючись. У системах з електронною системою управління активація цього режиму здійснюється керуючим процесором.

Оскільки в режимі примусової заморозки мотор-компресор працює, не вимикаючись, необхідно пам’ятати, що така робота мотора-компресора більше трьох діб може призвести до скорочення його ресурсу. Треба мати на увазі, що в більшості моделей при включенні режиму суперзаморожування температура знижується як в морозильній, так і в холодильній камерах.

СИСТЕМА NO FROST

Холодильники системи NO FROST відрізняються від холодильників зі звичайною системою охолодження тим, що в морозильній камері вони не мають звичного випарника у вигляді металевої полички або пластини. Випарник (він, як правило, один), який у таких моделях правильніше називати повітроохолоджувачем, може бути розташований у верхній або нижній частині морозильної камери або за панеллю на задній стінці цієї камери, а холодильна камера взагалі не має свого випарника. Конструктивно повітроохолоджувач в більшості моделей зовні нагадує автомобільний радіатор.

За ним встановлюється вентилятор, який нагнітає повітря з морозильної і холодильної камер. При проходженні через випарник повітря охолоджується і по системі каналів спрямовується на охолоджувані продукти. При цьому велика частина охолодженого повітря надходить в морозильну камеру, а менша – по додатковому каналу в холодильну.

Виключення це холодильники FROST FREE, в холодильній камері яких встановлено “плачу” випарник, і холодне повітря циркулює тільки в межах морозильної камери. Всупереч назві системи NO FROST (“без інею”), іній все-таки утворюється, просто його не видно, тому що він утворюється на закритому від очей випарнику.

Періодично, через 8-16 год, цей іній відстоююється нагрівальними елементами, розташованими на випарнику або під ним. Температура в морозильній камері регулюється шляхом відключення компресора при досягненні певної температури в морозильній камері або в повітряному каналі, по якому холодне повітря з морозильної камери поступає в холодильну. Температура в холодильній камері регулюється або спеціальною заслінкою, встановленої в повітряному каналі холодильної камери (заслінка може мати ручне управління або управлятися термостатом), або шляхом включення-виключення додаткового вентилятора, що подає холодне повітря з морозильної камери в холодильну.

ДВОХКОМПРЕСОРНІ ХОЛОДИЛЬНИКИ

У двохкомпресорних системах в одному холодильній шафі встановлені два окремих агрегату для кожної з камер, і працюють вони незалежно один від одного. У кожного агрегату свій термостат, показання якого є сигналом для відключення відповідного компресора. Це все одно, як якщо б ми поставили окремо стоїть холодильник на морозильну шафу (або навпаки). Температуру, режими суперзаморожування (суперохолоджування), “відпустка” і т. д. можна включати абсолютно незалежно.

ОБІГРІВ ДВЕРНОГО ОТВОРУ

Для запобігання появи конденсованої вологи на поверхні дверних прорізів застосовується їх обігрів. Конденсат на цих поверхнях з’являється через різницю температури всередині морозильного шафи (камери) і температури навколишнього середовища.

Наприклад, якщо в приміщенні, де встановлений холодильник, температура плюс 30°С, а всередині морозильної камери мінус 18°С, то утворення конденсату на торцях морозильного шафи в місцях прилягання гуми ущільнювача практично неминуче. У деяких холодильниках функція обігріву дверного отвору може бути відключена спеціальною клавішею. Це робиться у випадках, коли в приміщенні, де знаходиться холодильник, досить прохолодно.

Функція відключення обігріву дверного отвору є енергозберігаючою, т. к. обігрів здійснюється електричними нагрівальними елементами. Однак у більшості сучасних холодильників обігрів дверного отвору здійснюється за рахунок гарячого хладагента, що нагнітається мотором-компресором в конденсатор холодильного агрегату.

У таких моделях гарячий холодоагент, що нагнітається мотором-компресором, проходить по трубопроводу, прокладеному в стінці холодильної шафи, потім йде по трубопроводу, укладеного всередині шафи по периметру дверного отвору, обігріває цей отвір і, вже трохи охолола, по трубопроводу в стінці шафи надходить у конденсатор агрегату.

У холодильниках і морозильниках з такою системою обігріву під час виходу холодильної системи в режим можуть досить сильно нагріватися стінки холодильної шафи і дверний отвір, що не є несправністю.

НУЛЬОВА ЗОНА Нульовою зоною називають спеціальний відсік холодильної камери, призначений для зберігання свіжого м’яса, свіжої птиці і риби. Як правило, цей відсік являє собою висувні ящики, які зазвичай розташовуються між морозильної і холодильної камер. Виробниками декларується підтримка в такому відділенні певної вологості і температури близько 0°С.

В деяких моделях зона свіжості виконана у вигляді ізольованої камери. Завдяки таким умовам зберігання багато продукти зберігають свою свіжість в середньому в два-три рази довше, ніж в звичайному холодильнику.

Зона свіжості може не мати власного випарника, а охолодження цієї камери може здійснюватися за рахунок природного припливу холодного повітря з розташованої зверху морозильної камери невеликого каналу, що з’єднує морозильну і нульову камери. У деяких холодильниках нульова зона виконана у вигляді окремої пластикової ємності, встановленою у заплаканого випарника.

Охолодження цієї ємності відбувається від плаче випарника. Гарантовано температура 0°С може бути забезпечена тільки в тому випадку, коли нульова зона являє собою камеру з окремим випарником, або камеру, в яку порційно подається охолоджене повітря з морозильної камери (NO FROST), особливо якщо управління процесами здійснюється електронним блоком.