Зміст:
- Як працює холодильник
- Фреон в холодильниках
- Фільтр-осушувач холодильника
- Термостат холодильника
Чимало списів покладено на роз’яснення того, як виробляється холод, але ми вирішили сьогодні послати ще одне військо. Авось, не пройде матеріал даром, а старання — даремно. Принцип роботи холодильника цілком і повністю грунтується на здатності фреону легко змінювати агрегатний стан, віддаючи і забираючи при цьому тепло. Не завжди використовувався цей клас речовин. Застосовували і аміак, і багато інші агресивні середовища. Але в 30-х роках минулого століття відкрили фреони, які були відносно безпечні для людини і дуже ефективні. В результаті все інше сьогодні забуто, а холодоагенти називаються цифрами з префіксом R. Сьогодні весь світ переходить на ізобутан, тому що концентрації його малі, а безпека для озонового шару велика. Правда, це вибухонебезпечна речовина. А тепер поговоримо про принцип роботи холодильника.
Як працює холодильник
Почнемо розмову про принципи роботи холодильника з компресора. Це серце, і все найголовніше тут. Мотор у холодильника зазвичай коштує асинхронний, тому для роботи часто вимагається пускозахисний реле. В обов’язки даного пристрою входить підключення пускової обмотки, але тільки на час старту. Як тільки нагрівається внутрішня біметалева пластина, конденсатор відключається від пускової обмотки, і функціонує тільки робоча. За схожою системою працює і захист від перегріву: якщо двигун холодильника працює занадто довго, то тепловий ефект струму розгинає ще одну біметалічну пластину, яка рве контакт, щоб дати обмотках відпочити.
Така схема не тільки дозволяє працювати холодильника ефективно, але і забезпечує непоганий пусковий момент. Зрозуміло, що всередині приладу фреон, який не те щоб з задоволенням циркулює по контуру, а поршень вимагає все ж деяких зусиль. Тут всім потрібно пам’ятати одне: (Див. також: Принцип роботи кондиціонера)
Якщо з холодильника вилучається мотор, то пускозахисний реле йде в комплекті. Не можна брати інше реле, від іншого двигуна, це з великим ступенем ймовірності порушує нормальну роботу або рано чи пізно призводить до згоряння обмоток.
Справа в тому, що у різних двигунів холодильників різні вимоги до пуску. Потужність також відрізняється, отже, і тип, і нагрівання біметалевої пластини реле не залишаються постійними. Бувають спеціальні довідники, де можна подивитись, які двигуни холодильників бувають, і які типи реле їм відповідають. До речі, ми на цьому сайті вже викладали перелік, сподіваємося, що він порадував наших читачів. Але сучасні двигуни холодильників не тільки володіють інверторним керуванням, але і коленвала більше не містять. Рух вала в них лінійне, так і називають їх з цього епітету.
В чому суть? Всередині знаходиться котушка, яка має сердечник, що рухається поступально згідно із законом змінного струму, що подається на дріт. Незважаючи на гадану безглуздість (і схожість з электробритвами) саме такі мотори, як показує практика, максимально задовольняють цілям. Крім того найбільш ефективно реалізується інверторне управління, що допомагає знизити рівень шуму, а крім того і продовжити життя. Недарма ж Samsung дає 10 років гарантії на свої мотори в холодильниках. Нагадаємо, у чому полягає суть:
В результаті з’являється наступна схема:
Це найпростіша схема, яка швидше відноситься до імпульсного блоку живлення, але суть все одно залишається тією ж: є напруга 50 Гц, яка потім перетвориться в напругу іншої частоти. В результаті змінюється швидкість руху поршня, чому фреон починає рухатися з іншою швидкістю. Що це дає нам все?
Фреон в холодильниках
Серце перекачує кров, а компресор — фреон. Суть полягає в тому, що потрібно створити високий тиск на конденсорі (на задній стінці холодильника) і низький на випарнику. У результаті на першому починає зріджується холодоагент, а з другого він же активно випаровується. При цьому в першому випадку виділяється велика кількість тепла, яке дістається кухні, у другому випадку поглинається енергія, конфискуемая з холодильного відділення. В результаті ми маємо те, що маємо: холодильник морозить. Чим швидше рухається кров, тим бадьоріше почуває себе людина, чим більше різниця перепадів тисків на конденсорі і випарнику, тим більше і холоду, а значить, і компресора доведеться попітніти.
Отже, ми показали залежність вироблення холоду від швидкості роботи компресора, а тепер розглянемо, за рахунок чого виходить різниця тисків. Знаєте, по Ютуб крутять ролик, де людина в ластах біжить по воді. Він забігає досить далеко від берега, і йому б це не вдалося, як швидко б не рухав ногами, якби не опора. Ось і в холодильнику в точності те ж саме. Як жваво ні крутиться ротор двигуна, фреон ніколи не дасть потрібну різницю тисків, якщо б не одне важливе доповнення до жил циркуляції холодоагенту. І це капілярна трубка. Вона дуже тонка і ставиться після конденсора. В результаті тиск тут швидко росте, за рахунок чого фреон стає рідиною. У цей момент він і віддає енергію. На це і грунтується принцип дії холодильника. (Див. також: Принцип роботи мікрохвильової печі)
Крім того не варто забувати, що якесь тепло вже набрано на випарнику. Як це виходить? Ви не повірите, але у вакуумі випаровується навіть вода, навіть лід випаровується… сублімація. Подібний процес йде за задньою стінкою морозилки (холодильної камери), де створюється компресором розрідження. Рідкий фреон потроху втікає через капілярну трубку і тут же випаровується. Навіть при тій малій температурі, яка панує у випарнику, він все одно намагається відібрати тепло у замерзлого металу. У зв’язку з цим пора згаданий ще одну деталь, без якої пристрій холодильника ніяк не було б повним. І це фільтр-осушувач (іноді його називають ресивером).
Фільтр-осушувач холодильника
Отже, ми маємо на конденсорі високі температури, де навіть вода швидко перетворюється в пар. Звідки вона береться під фреоновом контурі, залишається загадкою навіть для майстрів, однак точно відомо, що без неї половина ремонтників по холодильному обладнанню залишилися б без роботи.
Справа в тому, що ця корисна рідина, витікаючи з капілярної трубки, утворює крижану пробку, намертво закупоривающую всю роботу. Якщо пам’ятаєте, то тиск по цю сторону так собі, а вакуум не може пробити наріст з кристалів застиглої вологи.
У результаті виходить, що компресор начебто працює на повну котушку, різниця тисків між конденсором і випарником неймовірна, але толку немає, тому що фреон не може циркулювати. А значить, нікому переносити тепло з місця на місце.
Характерна особливість несправності в цьому випадку та, що вона пропадає, якщо вимкнути холодильник на деякий час. Потім все знову починається спочатку. Це викликано тим, що пробка тане, наростаючи потім знову. Ось тому фільтр-осушувач і працює біля конденсора, щоб забрати якомога більше води. Всередину зазвичай знаходиться тривіальний силікагель, який багатьом знайомий по черевиках і одязі. Це ті самі пакетики з кульками, які повинні забирати вологу. Зрозуміло, що поступово фільтр-осушувач виробляє свій ресурс, а пари води все ще продовжують проникати у фреоновий контур холодильника. До речі, при перезаправке ця деталь підлягає обов’язковій заміні.
Фільтр-осушувач виглядає, як потовщення мідної трубки, яку неможливо не помітити. Проте частенько він ховається під шаром пінополіуретану. В цьому випадку деталі потрібно ще пробитися. Все залежить від різновиду холодильників. Однак уся ця система була б купою заліза, якби не існувало термостата, який займається вимірюванням умов у камерах і видає команду на вмикання і вимикання компресора.
Термостат холодильника
Зазвичай термостат побудований на основі вимірювання тиску. Зрозуміло, що холодне повітря важче, отже, можна визначити чи достатньо він тисне на мембрану. Доступ до чутливого елементу ведеться через трубку. Гвинтом підтягується натяг мембрани. В результаті ми маємо такі невеликі «кишенькові годинники», у яких замість ланцюжка довга трубка. Зайвий відріз укладається між стінками, а забірний отвір проводиться в робочу камеру.
Сучасні термостати набагато більш примітивні. Це звичайна термопара, від величини ЕРС якої залежить, що саме зробить електронна плата холодильника в наступний момент. Зрозуміло, що така схема на відміну від попередньої вимагає наявності живлення, що дещо ускладнює весь процес. Зате ремонт перетворюється в справжнє розвага: головне знайти термопару з відповідними характеристиками, і не треба дерти половину холодильника, щоб тягнути трубку. Це спрощує життя майстрів.
Ми закінчили розповідь про те, як працює холодильник, а також згадали і безліч аспектів того, як влаштований холодильник.
