что находится внутри компрессора холодильника

Как работает холодильное оборудование?

Содержание

Содержание

Вы никогда не задумывались, почему в холодильнике — холодно, и что общего у морозильного шкафа и кондиционера? В этом материале разбираемся, как работает холодильное оборудование.

Замечали, что, когда вы выходите из душа, вам всегда прохладно? Дело в том, что влага при испарении поглощает тепло. А при конденсации, наоборот, тепло выделяется. На этих явлениях и основан принцип действия паровых компрессорных холодильных машин– в них по замкнутому кругу двигается специальная жидкость (хладагент). Хладагент испаряется в испарителе и конденсируется в конденсаторе. При этом испаритель охлаждается, а конденсатор греется.

Чтобы хладагент испарялся и конденсировался в нужных местах, в холодильном контуре должны присутствовать еще два элемента – компрессор и дросселирующее устройство.

Компрессор сжимает газообразный хладагент в конденсаторе, где он под действием высокого давления переходит в жидкую форму, выделяя тепло. А дросселирующее устройство (капиллярная трубка или терморегулирующий вентиль) затрудняет движение хладагента и поддерживает высокое давление в конденсаторе. После дросселя давление в контуре намного ниже, и попавший туда хладагент начинает испаряться внутри испарителя, поглощая тепло. Далее он, уже в газообразном виде, снова попадает в компрессор, и цикл повторяется.

Многие холодильные установки комплектуются дополнительными элементами.

Фильтр-осушитель устанавливается перед дросселирующим устройством. Его задачей является извлечение из хладагента воды и механических частиц. При его отсутствии капилляр может засориться или замерзнуть.

Терморегулятор (термостат) выключает компрессор при достижении необходимой температуры.

Ресивер повышает эффективность холодильной установки. Без терморегулирущего вентиля (с капиллярной трубкой) скорость выработки холода является постоянной. И, если она будет слишком большой, компрессор будет часто включаться–выключаться, а если слишком маленькой — охлаждение будет идти слишком долго. Использование ТРВ позволяет изменять скорость охлаждения в больших пределах, но требует наличия ресивера для компенсирования колебаний расхода хладагента.

Различные датчики температуры и давления, управляемые электроникой регуляторы давления и клапаны используются для повышения эффективности устройства и поддержания специфических режимов работы.

Из холода в жар

Чаще всего холодильная машина используется именно для охлаждения — испаритель расположен в охлаждаемом объеме, а конденсатор вынесен в окружающую среду. Так работают кондиционеры, холодильники и морозильники. Но холодильный контур не только поглощает тепло на испарителе, но и выделяет его на конденсаторе. Нельзя ли использовать холодильную машину «наоборот» — для обогрева, расположив конденсатор в обогреваемом помещении, а испаритель вынеся наружу?

Еще как можно. Холодильная машина использует электроэнергию не для непосредственного нагрева (как ТЭН), а для переноса тепла, поэтому эффективность ее выше, чем у обычного электронагревателя. Многие современные кондиционеры могут работать «наоборот», используя теплообменник внутреннего блока как конденсатор, а теплообменник внешнего блока – как испаритель. В таком режиме на 1 кВт потребленной мощности кондиционер может произвести 2–6 кВт тепла. Греть комнату кондиционером может быть значительно выгоднее, чем электрообогревателем!

В местах с более холодным климатом в последнее время все большую популярность получают тепловые насосы – паровые компрессорные холодильные машины, у которых испаритель помещен под землю на глубину, большую глубины промерзания. Поскольку там всегда сохраняется положительная температура, эффективность теплового насоса не зависит от времени года. Такие устройства намного экономичнее электрических обогревателей и могут использоваться для отопления жилища круглый год при любой температуре. К сожалению, высокая стоимость тепловых насосов пока препятствует их популярности.

Виды компрессоров

Поршневые компрессоры устанавливаются в основном в холодильниках и морозильниках. В большинстве моделей поршень приводится в движение обычным электродвигателем, двигающим поршень через шатунно-кривошипный, кулачковый или кулисный механизм.

Существуют также электромагнитные (линейные) поршневые компрессоры. В них цилиндр расположен внутри катушки, создающей электромагнитное поле, которое приводит в движение поршень.

Поршневые компрессоры способны создавать высокое давление, обеспечивая большой перепад температур на испарителе и конденсаторе. Кроме того, обычный поршневой компрессор имеет достаточно простую конструкцию, не требующую высокой точности изготовления деталей, соответственно стоят они недорого. Однако недостатков у поршневых компрессоров тоже хватает:

Поэтому поршневой компрессор можно повторно запускать только через несколько минут после остановки, когда давление в системе выровняется. Защитой от повторного пуска снабжены далеко не все модели, поэтому холодильное оборудование рекомендуется подключать через реле времени с задержкой включения в 5–10 минут.

Ротационные компрессоры (иногда называемые роторными) создают давление за счет изменяющегося зазора между вращающимся ротором и корпусом компрессора.

Существуют различные модификации этого вида компрессоров — с эксцентричным ротором, с подвижными лепестками, с качающимся ротором, спиральный и т. п.

Все они обладают небольшими габаритами, низким уровнем шума и увеличенным ресурсом за счет снижения количества подвижных деталей. К недостаткам этого вида можно отнести сложность изготовления (ротор и корпус должны быть изготовлены с высокой точностью) и низкое максимальное давление. Такие компрессоры чаще используются в климатической технике, для которой не требуется создавать очень низкую температуру.

Ротационными и поршневыми список компрессоров не исчерпывается — существуют еще центробежные, винтовые, кулачковые и другие. Но в бытовой технике они используются реже.

Вне зависимости от вида компрессор может быть неинверторным (стандартным) или инверторным. У обычных компрессоров скорость вращения двигателя постоянна, для поддержания заданной температуры он периодически включается и выключается. В инверторных компрессорах двигатель подключен через частотный преобразователь (инвертор), с помощью изменения частоты напряжения меняющий скорость вращения электродвигателя. Такой компрессор поддерживает заданную температуру выставлением нужной скорости вращения. Инверторные компрессоры дороже, но экономичнее, эффективнее и имеют больший ресурс.

Типы хладагентов

Чем ниже температура кипения хладагента, тем более низкую температуру можно получить на испарителе холодильной машины. Однако, понизить температуру в морозильнике, просто поменяв фреон на более «холодный», скорее всего, не выйдет — хладагенты с низкой температурой кипения требуют большего давления для конденсации. Компрессор, рассчитанный на фреон с высокой температурой кипения, просто не сможет создать такое давление. Поэтому при замене хладагента следует придерживаться рекомендаций из инструкции, и не заправлять хладагент с характеристиками, сильно отличающимися от рекомендованных.

В бытовых устройствах чаще всего используются следующие хладагенты:

Фреон R22 (хладон 22, хлордифторметан) до недавних пор часто использовался в холодильных и морозильных установках. Обладает достаточно низкой температурой кипения (-40,8°С), при утечке возможна дозаправка системы. Однако из-за вреда, наносимого окружающей среде (разрушение озонового слоя) R22 в последнее время используется редко, а во многих странах вообще запрещен.

R600a (изобутан) все чаще используется в холодильной технике вместо менее экологичного R134. Его преимуществами являются низкое давление конденсации и высокая удельная теплота парообразования – холодильники, использующие этот фреон, дешевле и экономичнее. Однако из-за высокой температуры кипения (-12°С) заправленную им технику нельзя использовать на улице при отрицательных температурах.

Следует также помнить о том, что каждый тип фреона требует использования определенного вида масла для смазки деталей компрессора. Обычно тип (а иногда и марка масла) приводятся в сопроводительной документации к фреону. Использование других масел может привести к поломке компрессора.

Как видно, ничего сложного в холодильной технике нет, а понимание принципов ее работы может значительно продлить жизнь технике, позволить сэкономить на электроэнергии и уберечь от неправильных действий, могущих привести к поломке прибора.

Источник

Компрессор для холодильника: обзор частых поломок + пошаговый инструктаж по замене

Холодильные устройства отличаются от другой крупной бытовой техники долговечностью, при этом функционируя ежедневно. Однако и они подвержены поломкам.

При частых перепадах напряжения электросети первым выходит из строя компрессор для холодильника. Именно этот механизм считается самым важным элементом системы, прогоняющим фреон по трубам, за счет чего и обеспечивается охлаждение.

В этой статье рассмотрим существующие разновидности компрессора и разберем причины типичных поломок. Также приведем подробный инструктаж по его замене своими руками.

Кратко о типах оборудования

По принципу работы данное оборудование можно разделить на четыре вида:

Именно последний вид оборудования широко используется в бытовых и промышленных агрегатах.

Как подобрать компрессор

При выборе типа компрессора нужно учитывать следующие моменты:

Тип компрессора указывается в инструкции по эксплуатации или техническом паспорте холодильника.

Компрессор для холодильника: принцип работы

Чтобы понять назначения данного аппарата, следует рассмотреть схему работы оборудования. Упрощенный вариант, где указаны только основные элементы конструкции, приведен ниже.

Рис. 1. Принцип работы холодильной установки

Обозначения:

Теперь рассмотрим, алгоритм работы системы:

Далее идет повторение цикла, до установления в камере необходимой температуры, после чего датчик подает сигнал на реле для отключения электроустановки. Как только происходит повышение температуры выше определенного порога, аппарат включается и установка работает по описанному циклу.

Исходя из вышеописанного, можно заключить, что данное устройство представляет собой насос, обеспечивающий циркуляцию хладагента в системе охлаждения.

Один или два компрессора

Далеко не все люди знают, какой холодильник выбрать — с 1 или 2 компрессорами. Такая запчасть сильно влияет на работу оборудования.

Иначе компрессор часто называют устройством нагнетания холода. Если у модели их 2, используется всего 1 насос. При охлаждении морозильного и холодильного отделений воздух нагнетает 1 прибор. Он не различает функции на уменьшение температуры в одном отсеке, постоянно работая на оба.

Преимущества и недостатки однокомпрессорных холодильников

Если в оборудовании один компрессор, оно является устройством с объемом около 100 л. У холодильника небольшая морозильная камера или ее нет. Одного устройства достаточно для бесперебойной системы охлаждения. Можно регулировать температуру как в морозильном, так и в холодильном отсеке.

В однокомпрессорном холодильнике нет отдельного отключения разных камер. Поэтому при уборке или длительной поездке придется выключить технику полностью. Такая особенность не считается недостатком из-за экономической целесообразности.

В отдельные модели установлен электромагнитный клапан для регулировки перемещения хладагента. Принцип работы запчасти заключается в перекрытии доступа фреона в испаритель холодильного отсека. Охлаждение останавливается, но морозильник продолжает работать.

Преимущества и недостатки двухкомпрессорных холодильников

Наличие дополнительного компрессора повышает скорость замораживания, увеличивая габариты холодильника. Одновременно возрастает цена моделей. Такой фактор может стать и преимуществом, и недостатком для разных покупателей. Нередко для дома достаточно простого холодильного оборудования, справляющегося со своей основной задачей — сохранением свежести продуктов.

Выбор между однокомпрессорными и двухкомпрессорными холодильниками

Чтобы выбрать наиболее подходящий агрегат, стоит ориентироваться на личные потребности. Двухкомпрессорный холодильник подойдет, если в нем будет большое количество продуктов. Если их не слишком много, лучше остановиться на стандартном варианте.

Классификация компрессоров в холодильном оборудовании

Несмотря на общий принцип работы, конструкция механизмов может существенно отличатся. Классификация производится по принципу действия на три подтипа:

Осевой компрессор

У вторых более высокий КПД за счет роста кинетической энергии, под воздействием центробежной силы.

Центробежный компрессор в разрезе

Основной недостаток таких систем – деформация лопастей вследствие эффекта кручения, возникающего под воздействием крутящего момента. Динамические установки не применяются в бытовом оборудовании, поэтому для нас они не представляет интереса.

Учитывая, что в бытовых устройствах используются два последних подвида, имеет смысл рассмотреть их устройство более подробно.

Популярные производители компрессоров

Существует множество изготовителей компрессорных устройств. Однако некоторые наиболее востребованы, т.к. хорошо себя зарекомендовали.

Secop

Лидер на рынке холодильного оборудования. Компания выпускает компрессоры не только для бытовой, но и для промышленной техники. В ассортименте Secop есть более нескольких сотен различных моделей. Энергоэффективность каждого компрессорного устройства бренда в среднем на 20% выше, чем у остальных.

Secop предлагает технику, функционирующую в широком диапазоне температур (-35…+10°С). Холодильники, выпускаемые брендом, работают на различных хладагентах. Особенностью оборудования является долговечность. У продукции есть сертификат соответствия мировым стандартам.

Comptek

Компрессоры представлены в более чем 400 наименованиях. Марка сравнительно бюджетная, но изделия качественные. Такие устройства используют востребованные бренды, например Bosch и Indesit. Все компрессоры Comptek имеют высокую производительность, долгий срок службы и минимальный уровень энергопотребления.

Lunite Hermetique

Французская компания выпускает линейные и инверторные устройства. Можно выбрать модель для любого оборудования. Бренд предлагает более 650 наименований, отличающихся долговечностью. Благодаря максимальной точности сборки все запчасти и механизмы надолго защищены от износа. Герметичность и прочность корпуса обеспечивают устойчивость к негативному воздействию внешних факторов.

Panasonic

Качественные спиральные компрессоры отличаются высокой производительностью. Для моделей японского бренда характерна пониженная вибрация, а также бесшумное функционирование. Абсолютная герметизация узлов гарантирует надежность и долговечность. Специальные подшипники для уменьшения трения продлевают срок службы устройств.

Embraco

Считается лидером в производстве герметичных компрессорных агрегатов. Компания выпускает инновационные изделия, сочетая в них высокую энергоэффективность и экологичность. Бренд стал выпускать приборы, совместимые с альтернативными хладагентами.

Другие производители

Кроме знаменитых брендов, большим спросом пользуются Cubigel и Атлант. При выборе нового холодильника многие покупатели задаются вопросом, какой лучше компрессор. Стоит учитывать, что функциональность такой запчасти зависит от особенностей эксплуатации и параметров холодильника. Желательно покупать модель, подходящую по техническим характеристикам, и соблюдать рекомендации изготовителей устройства.

Устройство поршневого компрессора холодильника

Данный аппарат представляет собой электрический мотор, у которого вертикальный вал, конструкция размещается в герметизированном металлическом кожухе.

Внешний вид поршневого компрессора со снятым верхним кожухом

При включении питания пусковым реле мотор приводит в движение коленчатый вал, благодаря чему закрепленный на нем поршень начинает совершать возвратно-поступательное движение. В результате этого происходит откачка паров фреона из испарительного радиатора (А на рис. 1) и нагнетание хладагента в конденсатор. Данному процессу способствует система клапанов, открывающаяся и закрывающаяся при смене давления. Основные элементы поршневой конструкции представлены ниже.

Конструкция поршневого компрессора в виде схемы

Обозначения:

В зависимости от конструкции поршневой системы данные устройства делятся на два типа:

В более поздних моделях поршень приводится в действие не электродвигателем, а катушкой. Такой вариант реализации более надежен, за счет отсутствия механической передачи, и экономичен, поскольку потребляет меньше электроэнергии.

Обратим внимание, что поршневые аппараты не подлежат ремонту в бытовых условиях, поскольку их разборка приводит к потере герметичности. Теоретически ее можно восстановить, но для этого необходимо специализированное оборудование. Поэтому при выходе аппаратов из строя, как правило, производится их замена.

Однокамерные и двухкамерные холодильники

Внешне двухкамерные холодильники ничем не отличаются от агрегатов с одной камерой. Двухкамерные модели, выпускаемые ранее, имеют один испаритель на обе камеры. Отсюда, во время разморозки можно механически задеть испаритель, и из строя выйдет весь холодильник. В новых же двухкамерных шкафах имеются два отделения, в каждом из которых установлен испаритель. Камеры не соприкасаются друг с другом. Чаще всего такие холодильные агрегаты нам известны расположенной внизу морозилкой и верхним холодильным отсеком.

Несмотря на популярность моделей с одним мотором, два компрессора в устройстве тоже пользуются спросом. Разница лишь в том, что за каждой камерой закреплен компрессор. В быту гораздо чаще можно встретить двухкамерные холодильники, устройство которых позволяет нам выключить один компрессор в случае отсутствия необходимости в его работе, и, не нанося вреда работоспособности системы в целом, прекратить функционирование одной камеры.

Устройство роторных механизмов

Если быть точным, то такие устройства необходимо называть двухроторными, поскольку необходимое давление создается благодаря двум роторам со встречным вращением.

Внешний вид двухшнекового (ротационного) компрессора

Внутри компрессора фреон, попадая в сжимающийся «карман» выталкивается в отверстие небольшого диаметра, чем создается необходимое давление. Несмотря на относительно небольшую скорость вращения роторов, создается необходимый коэффициент сжатия. Отличительные особенности: небольшая мощность, низкий уровень шума. Основные элементы конструкции механизма представлены ниже.

Конструкция линейного роторного компрессора в виде схемы

Обозначения:

Какой лучше

При выборе бытового холодильника у покупателей возникает вопрос, какой лучше тип компрессора. Более дешевые модели холодильных установок оснащены линейным мотором. Принцип работы устройства заключается в следующем:

Недостатками такой системы считаются высокий уровень шума. Холодильник, оснащенный линейным компрессором, постоянно вибрирует. Компрессор разогревается, что повышает риск износа охлаждающей системы. К преимуществам линейных двигателей относят:

Следует покупать с компрессором инверторного типа холодильники, если нужно устройство, которое не сопровождается вибрацией. Охлаждение внутреннего пространства обеспечивается путем снижения оборотов рабочих деталей. Холодильник отличается следующими положительными качествами:

К недостаткам холодильников с инверторным мотором относятся:

Пошаговая замена компрессора своими руками

Для этого нужно выполнить следующие действия:

На всех этапах крайне важно соблюдать технику безопасности. Перед проведением работ нужно максимально адекватно оценить свои знания и наличие всех необходимых инструментов. Если этого не сделать, то неверные действия могут привести к поломке холодильника в целом и компрессора, в частности.

Принципиальная электрическая схема

В электрической схеме холодильника используется 2-проводная концепция. Система работает от бытовой сети однофазного тока с помощью штепсельной вилки. В составе используется дополнительный контур заземления. Компрессор управляется с помощью терморегулятора — защитного реле со встроенным температурным датчиком. Устройство автоматически передает питание во время прогревания камеры. Когда воздух охлаждается, оно отправляет сигнал остановки ротора.

Можно ли включать холодильник на морозе или в неотапливаемом помещении при минусовой температуре

Почему в холодильник нельзя ставить горячие продукты и кастрюли: до какой температуры остудить

Лучшие поглотители запаха для холодильника: рейтинг антизапахов

Почему в холодильниках намерзает лед на задней стенке: что делать, как избавиться от наледи

Как работает саморазморозка

Есть два вида систем саморазморозки холодильников:

Капельная система работает только в основном отсеке и не может быть установлена в морозилке. Система разморозки Ноу Фрост работает как в основной камере, так и в морозильной.

Капельная система (Direct Cool)

В капельной системе испаритель вмонтирован в заднюю стенку основного отделения холодильника и охлаждает ее. Та, в свою очередь, холодит воздух в отсеке. При таком расположении со временем на стенке образуется конденсат и собирается в капли, которые замерзают и превращаются в лед.

Периодически система отключается и наледь на стенке начинает таять. Капли воды стекают вниз и попадают в специальный желоб. По нему они проходят в поддон, где испаряются из-за тепла, выделяемого компрессором во время работы.

Принцип работы холодильника Ноу Фрост

Принцип работы холодильной установки с системой No Frost следующий. За задней стенкой внутренней камеры и морозилки находится испаритель. В нем закипает фреон и охлаждает окружающий воздух.

Также в нем установлен один или несколько вентиляторов, которые продувают холодный воздух по отсеку с продуктами. При этом иней и лед могут образовываться на испарителе, но не на стенках холодильника.

Также на испарителе установлены от 1 до 3 ТЭНов. Они включаются либо по сигналу датчика, либо раз в несколько часов. При включении ТЭНы растапливают наморозь на испарителе, которая стекает в специальный поддон.

Как устроен холодильник

Любой современный холодильник состоит из следующих основных агрегатов:

Схема работы холодильника

Электродвигатель

Двигатель является основным узлом бытового прибора. Предназначен для циркуляции охлаждающей жидкости (фреона) по трубкам.

Двигатель состоит из двух агрегатов:

Электромотор преобразует электрический ток в механическую энергию. Агрегат состоит из двух частей – ротора и статора.

Корпус статора устроен из нескольких медных катушек. Ротор имеет вид стального вала. Ротор соединен с поршневой системой двигателя.

При подключении двигателя к сети питания в катушках возникает электромагнитная индукция. Она является причиной возникновения крутящего момента. Центробежная сила приводит ротор во вращательное движение.

А знаете ли Вы, что на долю холодильника приходится 10 % всей потребленной электроэнергии. Открытая дверца прибора увеличивает потребление электричества в несколько раз.

При вращении ротора двигателя происходит линейное перемещение поршня. Передняя стенка поршня сжимает и разряжает рабочую жидкость до рабочего состояния.

Положение двигателя холодильника

В современных охлаждающих установках электродвигатель находится внутри компрессора. Такое расположение преграждает газу путь для самопроизвольной утечки.

Для уменьшения вибраций двигатель находится на пружинистой металлической подвеске. Пружина может находится снаружи или внутри устройства. В современных агрегатах пружина находится внутри корпуса двигателя. Это позволяет эффективно гасить вибрации при работе аппарата.

Конденсатор

Представляет собой змеевидный трубопровод диаметром до 5 миллиметров. Предназначен для отвода тепла от рабочей жидкости в окружающую среду. Конденсатор располагается на задней наружной поверхности прибора.

Испаритель

Представляет систему тонких трубок. Предназначен для испарения рабочей жидкости и охлаждения окружающего пространства. Располагается внутри или снаружи морозильника.

Капиллярная трубка

Предназначена для снижения давления газа. Имеет диаметр от 1,5 до 3 миллиметров. Расположена на участке между испарителем и конденсатором.

Фильтр-осушитель

Предназначен для очистки рабочего газа от влаги. Имеет вид медной трубки диаметром от 10 до 20 мм. Концы трубки вытянуты и герметично впаяны с капиллярную трубку и конденсатор.

Внимание! Фильтр-осушитель имеет односторонний принцип работы. Устройство не предназначено для работы на обратном режиме. При неправильной установке фильтра возможен выход установки из строя.

Внутри трубки находится цеолит — минеральный наполнитель с высокопористой структурой. На обоих концах трубки установлены заграждающие сетки.

Со стороны конденсатора установлена металлическая сеточка с размерами ячеек до 2 мм. Со стороны капиллярной трубки установлена синтетическая сетка. Размеры ячеек такой сетки составляют десятые доли миллиметра.

Докипатель

Представляет собой металлическую емкость. Устанавливается на участке между испарителем и входом компрессора. Предназначен для доведения фреона до кипения с последующим испарением.

Служит защитой двигателя от попадания жидкости. Попадание рабочей жидкости может привести к выходу его из строя.

Это интересно: Как работает фотоэпилятор: что это такое, плюсы и минусы, противопоказания

Источник