Види холодильників за принципом дії, їх особливості

Людина, яка вперше виходить за межі рамок стандартних, знайомих з дитинства побутових приладів, часто з подивом дізнається, що існують різні види холодильників. Вони відрізняються не стільки принципом дії, який полягає у відведенні тепла від продуктів в камері схову, скільки технологіями, які для цього застосовуються.

компресорний клас

Найпоширеніший тип холодильників – компресорного типу. Це знайомі всім побутові прилади, які стоять в кожній квартирі. Тут застосовується робоче тіло – холодоагент, що відводить тепло від внутрішнього простору камери схову. При цьому використовується фізичне властивість газу – різко охолоджуватися при розширенні і нагріватися при стисненні.

До складу технічного рішення компресорного холодильника входять:

  • холодоагент, газ, здатний легко міняти свій агрегатний стан;
  • компресорна установка закритого типу;
  • система конденсованих, що працює в ролі пристрою віддачі тепла в навколишнє середовище;
  • випарник, де відбувається розширення та охолодження робочого тіла.

Якщо розглядати конструкцію холодильника по розташуванню вузлів, можна легко впізнати ті чи інші частини пристрою. Компресор розташовується знизу, він помітний і впізнаваним. У холодильнику може бути один або два компресори. Конденсатор – решітка темного кольору, зрідка виробники роблять закриту панель, закріплену в задній частині. Досить піднести руку до цієї зони холодильної установки, щоб зрозуміти, наскільки вона нагрівається під час роботи для віддачі тепла.

Випарник знаходиться всередині холодильника. Структура з трубок прихована в стінках пристрою, при цьому в кожній камері (якщо вести мову про модель з розділеними просторами) розташований власний вузол розширення холодоагенту.

Відразу варто зупинитися на методиці роботи багатокамерних однокомпресорних холодильників. Різні режими холоду досягаються простим перерозподілом холодоагенту. Спеціальний електронно керований шлюз надсилає ту чи іншу кількість газу в потрібну зону. Однак при великому навантаженні холодильник часто не може гарантувати точне дотримання заданих параметрів внутрішнього клімату камер.

Дуже добре виглядають двохкомпресорні холодильники. Вони спеціально розробляються так, щоб гарантувати вкрай високі величини відводу холоду в морозильних камерах і середні – в зонах зберігання продуктів з температурою вище нуля або в межах -10 градусів Цельсія.

Схема роботи компресійної системи проста:

  1. Холодоагент подається у випарник, де з рідкого різко переходить в газоподібний стан. Температура сильно падає, тепло відводиться від камери схову.
  2. Проходячи трубки випарника, підігрітий газ надходить до компресора.
  3. Під високим тиском холодоагент надходить в конденсатор. Стиснутий газ сильно нагрітий, під час проходу по довгій трубці він поступово остигає.
  4. На виході конденсатора газ має температуру, що дозволяє йому перейти в рідкий стан. Збирається холодоагент в капілярному пристрої.

Далі схема повторюється. Рідина потрапляє в випарник, переходить в газоподібний стан, сильно при цьому охолоджуючись. Цикл дублюється знову і знову. До тих пір, поки температурні датчики всередині простору камер холодильника не дадуть сигнал зупинки на компресор.

Сучасні нагнітачі холодильників виконані за закритою схемою. Всі конструкційні частини компресора розташовані в герметичному обсязі. Це дозволяє уникнути витоків холодоагенту, а застосування спеціальних рефрижераторах масел гарантує довгі роки роботи нагнітача.

Сьогодні в ролі холодоагенту застосовується фреон-12. Цей газ не найкращий варіант, оскільки його температура кипіння порівняно велика, приблизно -30 градусів. У роки СРСР існував і інший варіант – холодильники на азотному хладагенте. Він міг забезпечити різкий відбір тепла аж до -98 градусів Цельсія. Однак на відміну від фреону, такий холодоагент був потенційно небезпечний при аварії компресорної установки, здатний завдати шкоди здоров’ю людини, тому від його використання відмовилися.

холодильники абсорбції

Абсорбція – це не сильно знайомі середньостатистичному користувачеві установки. Такі типи холодильників добре знають ті, хто звик жити в зонах без електрики, також даний тип пристроїв широко використовується далекобійниками.

Холодоагентом в абсорбційної схемою виступає концентрований розчин аміаку. Холодильник працює наступним чином:

  • в
    зоні поділу концентрований розчин підігрівається, відбувається випаровування аміаку;
  • газ подається у випарник, де розширюється і відбирає тепло від камери зберігання продуктів;
  • одночасно залишки розчину прокачиваются в камеру абсорбції;
  • після проходу випарника температура аміаку зростає, він подається в абсорбційну камеру, де змішується зі своїм же слабким розчином, підвищуючи його концентрацію. Зона змішування охолоджується вентиляторами або (в залежності від джерела енергії) природним шляхом.

Отриманий в кінці одного циклу склад знову закачується в камеру нагрівання. Холодильник повторює схему циркуляції аміаку до тих пір, поки не буде досягнута задана температура всередині камери зберігання продуктів.

У абсорбційного холодильника маса недоліків, які різко обмежують широке застосування в побуті. По-перше, концентрований розчин аміаку дуже небезпечний, при аварії і витіканні шкоду для здоров’я може виражатися в кількості померлих людей, які перебували в безпосередній близькості від пристрою. Виробники знають про це, тому застосовується багатоступенева захист, що запобігає випаровування в відкрите повітря. По-друге, продуктивність абсорбційної установки мала. Холодильники морозять повільно і їх легко вивести в режим безперервної роботи, перевантаження, просто забувши закрити дверку. Малі показники швидкості відводу тепла також не дозволяють робити великі камери схову або заморозки.

Але у холодильників абсорбції є і гідності. Як джерело тепла можуть використовуватися:

  • електрику, нагрівальні тени;
  • природний горючий газ, що робить абсорбційний холодильник відмінним варіантом для дачі далеко за містом;
  • вихлопні гази двигуна внутрішнього згоряння, ніж характеризуються деякі моделі для далекобійників.

Сучасний холодильник абсорбційного типу – досить поширене на ринку виріб, надійне, зручне, призначене для чітко окресленого цільового сегмента аудиторії. Не можна сказати, що за принципом дії даний клас сильно відрізняється від компресорного. Вони схожі, однак кожен з них має кардинально різні сфери застосування.

термоелектричні установки

Холодильники на термоелектричному принципі називають установками прямого поглинання тепла. Тут немає холодоагенту, системи циркуляції, переходу агрегатних станів і інших складнощів. Охолоджувачем виступає пластина напівпровідника. Термоелектрична установка використовує ефект Пельтьє і працює наступним чином:

  • при подачі електричного струму певної полярності пластина охолоджується;
  • відбувається відбір тепла з камери зберігання продуктів;
  • при подачі напруги зворотної полярності температура напівпровідника зростає, тому термоелектрична установка може нагрівати вміст.

З принципу роботи слід група обмежень, яка властива всім холодильників прямого перетворення тепла. Список виглядає так:

  • сила струму, споживаного пристроєм, обмежується, щоб не допускати перевантаження джерела живлення. Тому існує поняття дельти температури. Простими словами – кількість градусів різниці між навколишнім середовищем і простором камери схову. Наприклад, якщо холодильник забезпечує зниження на 30, то при сорокаградусної спеці напої і їжа будуть охолоджені до 10 тепла;
  • є показник мінімально можливої ​​температури, нижче якої пластина напівпровідника не може охолодитися. У дорогих моделей термоелектричних холодильників значення цієї характеристики знаходиться в межах від -6 до -3 градусів Цельсія;
  • термоелектрична установка відводить тепло вкрай повільно. Тому перед приміщенням всередину камери продукти потрібно охолодити. Інакше – чекати комфортної температури напоїв або м’яса доведеться вкрай довго.

Наведені обмеження ніяк не заважають термоелектричним холодильниками бути вкрай популярними у автомобілістів, любителів подорожей і відпочинку на природі. В камеру для полегшення завдання установки можна додати лід, у продажу є моделі з різними обсягами камер – від невеликого сховища для напоїв до декількох десятків літрів.

Розділ для гуманітаріїв

Згадуючи веселу фразу «коли я питала, який телефон, треба було сказати червоненькі або синенький, а не сипати цифрами і незнайомими страшними словами», наведемо ще одну класифікацію холодильників, по якій також вибирають покупки в магазинах. Сучасні пристрої можуть бути:

  • настільні – це невеликий формат, який дуже зручний для охолодження напоїв або зберігання продуктів малого обсягу;
  • настінні, що викон
    уються у вигляді підвісних шаф різного розміру. Такий холодильник зручно вбудовувати в композицію кухонного гарнітура;
  • підлогові – найпопулярніший формат, знайомий кожній сучасній людині. Одне, двох, трикамерні, з різною кількістю дверцят, обладнані висувними камерами зберігання, з одним або двома компресорами – даний клас холодильників виконується в неймовірній кількості виконань;
  • вбудовуються – рідко який продається і досить непопулярний клас. Його незручність полягає в тому, що встановлення потрібно приплив свіжого повітря для охолодження конденсатора або іншого вузла відведення тепла. А робити це за умови монтажу установки в меблі або стінну нішу досить проблематично.

Сьогодні ринок пропонує все, що потрібно потенційному власнику холодильника для задоволення потреб. Є моделі різних розмірів, побудовані на тому чи іншому принципі, зручні в певних сферах застосування.

В якості висновку

Завершуючи огляд технологій створення холоду, не можна не згадати вихрові установки. Це великі і з великим показником потужності промислові монстри, холодоагентом в яких виступає простий повітря. Він подається компресорами під величезним тиском (20-30 атмосфер) в спеціальні зони вихрового розсіювання, де відбувається різке падіння температури. Прийнятна продуктивність досягається тільки при дійсно величезних масштабах установки. Тому вихрові холодильники використовуються практично тільки в промисловості для охолодження, наприклад, води в крапельних установках.

Ссылка на основную публикацию