Принцип работы холодильника с одним и двумя компрессорами, разным количеством камер и режимами. Как работает холодильник: принципы, циклы, режимы

Те, кто знают принцип работы двигателя внутреннего сгорания, могут легко догадаться, что происходит внутри компрессора. Там также находится поршень, а тоже установлена система клапанов. Испаренный фреон проходит и сразу же нагревается от сжатия, затем выходит под давлением в сторону конденсора. После этого он легко преобразуется в жидкое состояние, отдавая энергию, чтобы после пойти на повторный цикл через капиллярный расширитель.

Главная задача состоит в том, чтобы фреон постоянно циркулировал, как кровь по венам. Вот поэтому зачастую компрессор еще называют сердцем холодильника. Но они могут быть различные, инверторные и простые, то есть, перечислять долго – вступления для этого мало. Давайте рассмотрим, устройство компрессора подробней.

Классификация компрессоров в холодильном оборудовании

Здесь нужно сказать спасибо Быкову А.В. за отличный справочник по компрессорам для холодильников 1992 г. издания.

Вы, естественно, слышали, что в стандартных бытовых холодильниках поршневые компрессоры, и до сих пор считаете, что корейцы, разработав в 1981 г. конструкцию двухшнековой соковыжималки , на самом деле открыли что-то новое? Это полное заблуждение! Винтовые компрессоры существуют с 1878 г., именно с этого времени используются роторы, которые крутятся навстречу друг другу, для создания давление. У винтовых компрессоров в холодильнике, в отличие от поршневых, есть целый ряд преимуществ:

Помимо этого, относительно промышленности есть и еще ряд основных преимуществ винтовых двухроторных компрессоров, в отличие от поршневых:

• Меньше размеры непосредственно компрессора холодильника.
• Относительно небольшой уровень шума, что дает возможность избежать в ряде случаев проблем с установкой холодильника.
• Низкий уровень вибраций холодильника. В результате этого не нужно создание прочного и тяжелого фундамента.

Недостаток только один:

Вот простейшие факты. Но как работает это оборудование, и какие могут быть компрессоры в холодильнике? Данный класс оборудования делится на типы и подтипы

Динамический тип:

• Подтип осевые;
• Подтип центробежные.

Тип поршневые:

Тип ротативные:

• Подтип роторные: однороторные и двухроторные.
• Подтип с катящимся ротором.
• Подтип спиральные.
• Подтип пластинчатые.
• Подтип роторно-поршневые.

Итак, видно, какое количество может быть устройств, и многие из них нашли свое применения.

Динамические компрессоры

В отличие от объемных, данные устройства пользуются «живой» силой лопастей. Если в поршневых и их аналогах вся нагрузка находится на жестких конструкциях, то тут работа происходит за счет вентилятора. Кто знаком с вентиляционными системами и устройствами кондиционирования уже заметили сходство в названиях. И оно вполне логично: внутри динамических компрессоров находятся вентиляторы двух видов:

• центробежные;
• осевые;

Большинство читателей уже поняли смысл, но мы все же поясним, что:

Минусы динамических компрессоров явны: в них нет возможности получить хороший коэффициент сжатия, а соответственно, сложно и создать повышенное давление. Например, холодильные устройства нагнетают фреон до 20–30 атм ., а многие говорят, что и это не предел. Это довольно высокие данные. Но конструкция динамических компрессоров относительно простая, а это хорошо. Требования к конструкции, наоборот, низкие, и это также отлично.

Поршневые компрессоры

Способ работы компрессора холодильника сильно похож на одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания. Внутри устройства находится такой же коленчатый вал, приводящийся в движение электромотором. Но есть и другая конструкция, она более экономичная и легче управляется инверторной системой образования импульсов.

В данном случае находится определенный шток с поршнем в конце, который расположен внутри проволочной катушки. Проходящий ток заставляет систему делать поступательные перемещения , благодаря этому и работает холодильник. Сегодня такие технологии являются наилучшими, и корейцы активно используют их в своих изделиях, о чем и создают поучительные и хорошие видеоролики.

В рабочей камере находятся 2 клапана – расходный и приточный. Как правило, они находятся на стенках. Когда же компрессор прямоточный, то вход иногда устанавливается на цилиндре. Но эта конструкция мало распространена. Клапан в дне поршня увеличивает массу движущегося элемента, также тяжело и обеспечить необходимые проходные отверстия. Потому сейчас в технике устанавливаются поршневые непрямоточные компрессоры.

Роторные компрессоры

Двухроторные компрессоры считаются абсолютным аналогом двухшнековой соковыжималки. Вот лишь, как правило, неравнозначны винтовые спирали. В ведущем роторе находится 4 выступа с немного округленными верхушками, под них на ведомом сделаны 6 ложбинок требуемого профиля. Оба вала размещаются в двойной цилиндрический корпус и по всей длине касаются друг друга. Вращение идет навстречу.

Выходное и заборное отверстия для фреона, как правило, находятся по диагонали:

Конструкция сделана так, что спирали роторов надежно присоединялись к корпусу. Вращение происходит таким образом, чтобы от заборной камеры части воздуха выходили вбок (по разным сторонам), захватываясь вращающимися валами. На первом роторе этих порций 4, на втором 6. Вращаясь по окружности, в результате книзу спирали встречаются. Последующее кручение приводит к сильному сжатию фреона, под высоким давлением он выходит наружу.

Чтобы уяснить всю прелесть этой системы, вспомните, что у двухшнековых соковыжималок наибольший коэффициент отжима, и они могут перемалывать даже кости, когда изготовлены из металла, без большого ущерба. Такая конструкция компрессора холодильника дает возможность создать ударное давление, которого тяжело добиться в других случаях.

Напомним, что в паровую камеру холодильника проходит под впрыском масло для снижения трения. Однако это не одна причина. Вероятно, что КПД оборудования зависит непосредственно от того, как герметичны части роторов. Масло с помощью поверхностного натяжения образует пробку между корпусом и спиралями . Благодаря этому без каких-то усилий увеличивается давление. А соответственно, можно уменьшить скорость вращения для получения необходимых показателей, снизить потребляемую мощность, уменьшить технические требования к качеству и изготовлению деталей холодильника.

Способ работы холодильного компрессора далек от винтового, и, вероятно, зря. Но не надо считать, что повсюду царят поршни. Мы уже говорили, что большинство тепловых насосов имеют спиральный компрессор. Здесь находится ротор и статор. Это две спирали, вдетые друг в друга. При круговом перемещении ротора фреон сильно сжимается и выходит наружу.

Подводя итог

Итак, мы и рассмотрели, какие конструкции бывают, и каким образом работает холодильный компрессор. Теперь вы знаете, зачем нужен холодильнику компрессор, и усвоили немалый объем знаний в этой области. Данная статья объясняет, хоть и вкратце, что такое винтовые компрессоры.

Несмотря на высокую стоимость и ответственную «работу», холодильная техника имеет довольно простое устройство. Зачем Вам знать, как устроен холодильник? Да хотя бы затем, чтобы уметь правильно его использовать. Очень полезно понимать, что может привести к поломке агрегата, а что, наоборот, способно продлить срок его службы. Кроме того, зная общее устройство холодильника, Вы быстрее сориентируетесь при возникновении неисправностей и вовремя вызовете мастера.

Система охлаждения и принцип работы холодильной техники

Холодильники и морозильники всех марок работают по одному принципу. Охлаждающая система представляет собой замкнутое кольцо из тонких трубок:

• Одна «рабочая» часть ее находится внутри, в камере холодильника, и называется испарителем. Испаритель спрятан «под обшивку» (так чаще бывает в холодильной камере) или уложен «змейкой» под полками (в морозилке).
• Вторая часть системы расположена снаружи. Это конденсатор. Находится на задней стенке холодильника и выглядит как решетка или щит из тонких трубок.

И испаритель, и конденсатор в обычных бытовых холодильниках имеют форму змеевика. Это увеличивает площадь поверхности и позволяет им эффективнее поглощать тепло в камере и отдавать снаружи. Вся система заполнена хладагентом (как правило, это фреон). Он непрерывно циркулирует и постоянно меняет свое состояние, превращаясь то в газ, то в жидкость. Один цикл охлаждения состоит из двух основных этапов:

1. Конденсация. При комнатной температуре фреон находится в газообразном состоянии. Но в конденсатор он накачивается под давлением и превращается из газа в жидкость (конденсируется). В процессе хладагент отдает тепло, то есть, на ощупь становится горячим. Проходя по длинным трубкам конденсатора, фреон охлаждается за счет окружающего воздуха и достигает комнатной температуры.
2. Испарение. Далее хладагент течет в сторону испарителя. Но поступает в него не напрямую, а через капилляр - сильно суженный участок трубки. Когда фреон попадает в испаритель через такое узкое отверстие, его давление резко снижается. Из-за этого хладагент вскипает, переходя из жидкого состояния в газообразное (испаряется). В процессе испарения он поглощает огромное количество тепла, а на ощупь становится холодным. Проходя по трубкам испарителя, фреон «забирает» тепло из камеры, охлаждая воздух и продукты, находящиеся в ней.

Температура перехода из жидкого состояния в газообразное (точка кипения) у разных типов и марок хладагентов составляет -30…-150 °С. Но количество фреона в системе и площадь поверхности испарителя сравнительно небольшие, а его циркуляция периодически прерывается. Поэтому температура в холодильнике снижается всего до 0…+6 °С, а в морозильнике - до -6…-24 °С. Немного «подогревшись» в камере, газообразный хладагент движется к конденсатору, и цикл повторяется.

Перекачивает фреон мотор-компрессор, который справедливо называют сердцем холодильника. Он работает по принципу насоса и создает нужное давление в каждой части системы, заставляя хладагент «переносить» тепло из камеры наружу. Находится компрессор между испарителем и конденсатором, в него поступает только газообразный фреон.

Таким образом, главными функциональными элементами каждого холодильника являются:

• мотор-компрессор;
• конденсатор;
• капиллярная трубка, или капилляр (медная труба длиной 1,5-3 м с внутренним проходом 0,6-0,85 мм);
• испаритель.

Дополнительные элементы системы охлаждения

Кроме перечисленных узлов, в систему входят:

• . Выглядит как утолщение между конденсатором и капилляром. Представляет собой медную трубку диаметром до 2 см и длиной 10-15 см, заполненную специальным влагопоглощающим веществом (цеолитом). Фильтр очищает проходящий через него хладагент от и таким образом предотвращает засорение капиллярной трубки. Иначе при резком охлаждении фреона на выходе из капилляра находящаяся в нем вода замерзнет и перекроет просвет.
• Докипатель. Алюминиевая или медная емкость между испарителем и компрессором. Здесь система охлаждения в очередной раз резко расширяется, заставляя вскипеть весь фреон, который мог остаться в жидком состоянии после прохождения через испаритель. Это необходимо для нормальной работы компрессора (он перекачивает только газ, а при всасывании жидкости может выйти из строя). Поскольку при дополнительном вскипании фреона снова поглощается тепло, докипатель устанавливают внутри холодильника, чаще всего в морозильной камере.

Другие обязательные компоненты прибора

Чтобы система охлаждения работала бесперебойно и с нужной интенсивностью, в конструкцию холодильника включают регулирующие элементы. Так, в агрегате обязательно есть:

• . Поддерживает температуру в камере на заданном уровне. Когда она уже достаточно низкая, терморегулятор размыкает электрическую цепь, отключая компрессор от питания. Охлаждение прекращается. Как только температура снова повышается до максимально допустимого значения, терморегулятор замыкает цепь. Компрессор снова начинает работать, охлаждая воздух в камере.
• . Запускает двигатель компрессора при включении холодильника и замыкании цепи терморегулятором. Отключает мотор при перегреве.

Отличия моделей с системой и без нее

В обычном холодильнике влага, попадающая в камеру, постоянно на стенках испарителя. Образуется иней, который мешает свободному доступу воздуха и нормальному охлаждению. Хладагент в системе циркулирует, но не может поглощать тепло из камеры из-за толстой снежной шубы. Результат - повышенная температура, которая приводит сразу к двум проблемам:

1. Продукты портятся гораздо быстрее, чем должны.
2. На повышенную температуру в камере реагирует терморегулятор. Он не приостанавливает охлаждение, заставляя компрессор работать непрерывно. А это приводит к его быстрому износу. Поэтому холодильники с капельными испарителями необходимо периодически размораживать.

Система No Frost позволяет избежать намерзания и постоянных разморозок. В нее входят:

• электрический ТЭН;
• таймер;
• вентилятор;
• система отвода талой воды.

В морозилке холодильника с No Frost испаритель расположен не в виде змеевика под каждой полкой, как обычно, а в виде компактного радиатора. Он может размещаться в любой части камеры. Чтобы устройство эффективно поглощало тепло из всей морозилки, используют вентилятор. Он стоит позади испарителя и постоянно прогоняет воздух через него. Холодный воздушный поток направляется на продукты и охлаждает их.

При этом вся влага из воздуха конденсируется на испарителе, и со временем на нем образуется иней. Но таймер системы No Frost не позволяет шубе стать слишком толстой. В нужный момент он запускает оттаивание: просто включает ТЭН, который размораживает иней. Оттаявшая вода стекает по трубкам в специальный поддон за пределами камеры. Оттуда она испаряется в воздух помещения.

Как правило, в бытовых холодильниках систему No Frost устанавливают только для морозилки. Реже встречаются модели, у которых ею оснащена также холодильная камера. Благодаря работе системы за холодильником нужно меньше ухаживать. Но постоянная циркуляция воздуха и интенсивное выведение влаги наружу приводят к тому, что продукты в камере с No Frost высыхают быстрее, чем в обычной.

Плачущий испаритель

No Frost - не единственное решение проблемы с лишней влагой в камере. Есть совсем простая конструкция - плачущий испаритель. Он используется даже в недорогих современных холодильниках. С точки зрения эффективности и экономии энергии в холодильной камере такая система более выгодна, чем No Frost.

Плачущий испаритель спрятан за задней стенкой камеры. Пока компрессор работает, и происходит охлаждение, стенка становится очень холодной. На ней конденсируется лишняя влага, и образуется тонкий слой инея. Когда температура в камере падает до нужного значения, компрессор отключается, и стенка нагревается, поглощая тепло из воздуха. Иней на ней тает.

Оттаявшая вода стекает капельками по задней стенке камеры (отсюда и название плачущей системы). Внизу для нее предусмотрено специальное дренажное отверстие, через которое конденсат попадает в дренажный шланг. Последний выводит влагу наружу, в специальную широкую емкость (обычно она расположена на корпусе компрессора). Там конденсат испаряется.

Что из этого следует: советы по разумной эксплуатации холодильника

1. Для нормальной работы прибора необходимо, чтобы конденсатор хорошо охлаждался. Поэтому холодильник нельзя ставить возле нагревательных приборов и под прямые солнечные лучи. Также стоит следить за чистотой конденсатора, ведь толстый слой пыли на «решетке» мешает теплообмену точно так же, как и снежная шуба на испарителе.
2. Вовремя размораживайте холодильник. Не допускайте образования толстой наледи и инея.
3. При размораживании не используйте острые предметы, чтобы отколоть лед. Так можно повредить трубки испарителя, что приведет к утечке фреона. Ремонтировать такие повреждения дорого, а иногда вовсе невозможно. Максимум, что можно сделать для ускорения процесса разморозки, - поставить на полки кастрюли или бутылки с теплой водой.
4. После размораживания и мытья камеры вытрите все ее поверхности насухо и досушите при комнатной температуре еще около двух часов. Затем закройте дверцы, включите пустой холодильник, дождитесь, пока он отработает один цикл и отключится. Только теперь загружайте продукты.
5. Не включайте надолго функции быстрой заморозки (суперзаморозки) и суперохлаждения. Их кнопки замыкают контакты терморегулятора и не позволяют ему периодически отключать компрессор. В результате мотор перегружается и быстро изнашивается.
6. Также не стоит устанавливать терморегулятор на максимум. Оптимальный вариант - около середины шкалы. При более интенсивном охлаждении температура в камерах снижается очень незначительно, зато компрессор работает на износ.
7. У Вас холодильник с плачущим испарителем? Не ставьте продукты вплотную к задней стенке камеры и постоянно следите за состоянием дренажного отверстия, через которое стекает конденсат. Иначе частички пищи забивают дренажный шланг, вода в нем застаивается, и возникает неприятный запах.
8. По возможности не ставьте на холодильник тяжелых предметов. У современных моделей верхняя крышка изготовлена из пластика и не рассчитана на весовые нагрузки. Если поставить прямо на нее микроволновку или тяжелый комбайн, она просто треснет. В крайнем случае используйте дополнительные опоры для равномерного распределения нагрузки.
9. Не стелите на холодильник покрывал и клеенок. Они могут съехать назад, накрыть конденсатор и вызвать перегрев.
10. Следите, чтобы дверцы работающего холодильника были всегда плотно закрыты. Чем больше теплого воздуха попадет в камеру, тем труднее придется компрессору. Кроме того, снаружи влажность несколько выше. Если дверца морозилки закрыта неплотно, на испарителе быстрее образуется наледь.

И главное правило: заподозрив неисправность, не откладывайте ремонт холодильника в долгий ящик. Часто случается так, что изначальная поломка совсем незначительна. Но если ее сразу не устранить, со временем ломается компрессор. А это очень дорогой узел. Поэтому при самых маленьких неполадках звоните мастеру - так Вы продлите срок службы своей техники на годы.

Ремонт холодильника своими руками имеет под собой прежде всего экономическое обоснование. Библия очень любит объяснять все притчами, а в научных кругах ходит следующий исторический анекдот:

Старший Капица, Петр Леонидович, еще в начале своей научной деятельности, в 20-е годы прошлого века, проходил стажировку в США. В городе, где он стажировался, на заводе какой-то фирмы монтировали тогда одну из первых в то время автоматических линий. Собрали, включили – а ее клинит. Вызвали специалистов изготовителя, мучались они, мучались, а ее клинит и клинит. До того дело дошло, что владельцы дали в местной газете объявление: $10 000 любому, кто запустит. Сумма по тем временам, до Великой Депрессии, отчаянно огромная.

Пошел Петр Леонидович по объявлению. Попросил несколько раз включить-выключить, присматривался внимательно. Потом сильно пнул куда-то там ногой: «Включайте!» Включили – работает! Выключили, включили – работает!! Загрузили сырье, включили – продукция идет!!! Взяли образцы, проверили – ТУ соответствует.

Глава фирмы тогда: «Мистер Капица, слово американского бизнесмена дороже его жизни. Вот ваш чек. Но скажите по-правде, 10 000 баксов за пинок ногой – не многовато ли?» – «Пинок ногой стоит 1 доллар.» – «А остальное за что??!» – «За то, что знал, куда и как пнуть».

Примечание: на все полученные шальные деньги П. Л. Капица закупил научное оборудование для АН СССР.

С бытовыми холодильниками история несколько подобная. Напр., среди определенной категории мастеров-индивидуалов холодильники «Индезит» с капельной саморазморозкой (т. наз. «плачущие», см. далее) известны как «сладкие». Ремонт холодильника Индезит такого типа в 6 случаях из 10 (!) сводится к замене некоего модуля на глазах у хозяина (хозяйки). Размер оплаты назначается «по психологии», насколько, на взгляд мастерового, данный клиент богат и разводим. Еще и сверху дают на радостях.

Далее тот же «мастак» производит со снятой запчастью некоторые простые манипуляции отверткой прямо на колене, в своей машине, и едет на следующий вызов, где починенная часть ставится взамен негодной. Затем история повторяется и повторяется. Модуль стоимостью ок. 250 руб. так и ходит по кругу, принося каждый раз более 1000 руб. Предъявления претензий по закону или неформальным образом этот специалист не боится: после экспресс-ремонта на ходу снятый узел становится работоспособным и вполне надежным. Пяток таких вызовов в день – и зачем куда-то там баллотироваться, нервы трепать и бояться потом, что где-то на чем-то попадешься?

Материал данной статьи предназначен в первую очередь для начинающих любителей помастерить:

• Его главная цель – объяснить, что, где, как и для чего в холодильнике, а также – где и как его можно «пинать» своими руками, не рискуя испортить серьезнее и нарваться на более дорогостоящий ремонт специалистом.
• Вторая – дать знания, которые позволят правильно проконтролировать качество работы специалиста в случае, когда самостоятельный ремонт невозможен. 1000 руб. за ремонт в описанной эпопее (мы об этом еще вспомним) цена в общем-то справедливая, учитывая возможные потери от простоя холодильника и расходы по доставке его в сервисный центр и обратно. Главное, чтобы мастер был мастером, а не халтурщиком или недоучкой; за скорую хорошую работу и сверху от души не жалко.

О марках холодильников

В тексте далее будут упоминаться бренды (торговые марки) холодильников, но это не значит, что они ломаются чаще других. Те же Индезиты совсем не плохие холодильники. Но судить о характерных неисправностях можно только по их статистике, а она, понятное дело, тем достовернее, чем больше изделий данного типа находится в эксплуатации. Напр., есть такие швейцарско-китайские чудеса – Liberton. В них, как говорится, поломка на поломке сидит и поломкой погоняет. Но ввиду своей прочнейшей, в определенном специфическом смысле, репутации, Либертонов продается и покупается мало. Если брать только по количеству поломок, то сей бренд, глядишь, и в неубиваемые выйдет.

Во-вторых, для примеров типичных поломок нужно брать изделия типичного для данного клона марок устройства, которые могут быть и надежнее собратьев. В целом, конструкция бытовых холодильников давно устоялась и при правильной эксплуатации до мелкого ремонта дело доходит не чаще, чем раз в 5 лет, а общий срок их службы превышает 20 лет. В распоряжении автора имеется армянский Арагац выпуска 1964 г (!), используется как резервный и в качестве испытательного стенда. Обшарпан – на свалку краше кладут, но морозит исправно. Даже уплотнения двери (простые резиновые, немагнитные) до сих пор родные.

Что где можно самому?

В любом бытовом холодильнике можно выделить следующие конструктивные системы (контуры):

1. Собственно холодильную – самому сюда лезть можно только в исключительных случаях, напр., если холодильник в глухой глубинке и вызвать мастера нет возможности. Но знать, что к чему в холодильном контуре, необходимо, т.к. именно здесь неквалифицированный и/или небрежный ремонт способен в дальнейшем причинить наибольший ущерб, вплоть до необходимости покупки нового холодильника;
2. Систему терморегуляции – это самый активный источник поломок. Самостоятельный ремонт возможен довольно часто, если есть некоторые технические знания и навыки. Однако прежде необходимо сопоставить стоимость вызова специалиста и покупки в розницу элементов на замену, плюс потери от их ожидания: в хозмагах запчасти для холодильников продаются только в больших городах, заказывать скорее всего придется по интернету;
3. Электросистему – ремонт своими руками возможен почти всегда, если есть тестер, умение паять и начальные навыки электрика или радиолюбителя;
4. Механическую систему – подвес дверей, компрессора, крепления крышек/полок, уплотнения и т.п. Самостоятельный ремонт возможен в отдельных случаях, но какой-либо особой квалификации не требует.

Как морозит холодильник?

По способам охлаждения содержимого бытовые холодильники делятся на 3 типа:

• Испарительные компрессионные, или просто компрессионные, или просто испарительные.
• Испарительные абсорбционные (абсорбционные, попросту).
• Термоэлектрические (полупроводниковые).

В первых 2-х используется сжижаемый в нормальных условиях теплоноситель – хладоагент или хладагент. Последние – чисто электрические, без трубопроводов, клапанов и т.п. В быту используются холодильники всех 3-х типов, но наиболее распространены испарительные компрессионные. Они же отличаются наибольшим разнообразием конструкций.

Примечание: «в нормальных условиях» значит, что данное вещество способно переходить из жидкой в газообразную фазу и обратно при температуре комнатной и несколько выше только под воздействием давления. У «настоящих» газов (кислород, азот, водород и др.) т. наз. тройная точка лежит на температуре много ниже комнатной и превратить их в жидкость без охлаждения до температуры ниже нее, только давлением, невозможно.

Компрессионные

Принцип действия компрессионного испарительного холодильника показан слева на рис. Хладагент под давлением впрыскивается в змеевик-испаритель через узкое сопло – фильеру. От бытовых холодильников требуется относительно невысокая производительность по холоду, поэтому в них применяются непрофилированные фильеры в виде отрезка капиллярной трубки с внутренним диаметром ок. 0,8 мм. В испарителе хладагент резко расширяется, мгновенно вскипает и испаряется, поглощая количество тепла, равное его теплоте парообразования. Испаритель помещен в термоизолированную холодильную камеру; температура в ней падает и продукты охлаждаются.

Чтобы давление в испарителе не повысилось и хладагент не перестал испаряться, его пары непрерывно откачивает компрессор. Их температура при этом повышается. Для охлаждения пар хладагента поступает в другой змеевик (радиатор) – конденсатор. Посредством него теплота конденсации, в точности равная теплоте парообразования, плюс теплота, соответствующая мощности, потребляемой компрессором от электросети, и совсем малость, равная теплопотерям в системе, выделяется в окружающую среду. Хладагент при этом остывает, сжижается под давлением, создаваемым компрессором, и через капилляр поступает снова в испаритель, холодильный цикл повторяется. Капилляр, испаритель, компрессор, конденсатор и соединяющие их трубопроводы составляют холодильный контур.

Главные достоинства компрессионных холодильников – экономичность и возможность использования химически нейтральных и безвредных хладагентов, а также довольно быстрая заморозка. Энергия со стороны потребляется только на перекачку хладагента, тепловой КПД холодильного контура близок к 100% Скорость заморозки определяется теплотой парообразования хладагента и скоростью его циркуляции в контуре; то и другое поддается увеличению чисто конструктивными и производственно-технологическими способами.

Основной недостаток компрессионных холодильников – наличие в конструкции движущихся частей, разъемных соединений и механических связей холодильного контура с внешней средой (вал мотора компрессора и др.), требующих применения уплотнений. Однако более чем за столетие технического развития конструкция компрессионных холодильников доведена до высокой надежности; это живой пример того, как сложнейшие в принципе проблемы решаются путем множества отдельных усовершенствований.

В настоящее время вершиной эволюции компрессионной системы являются холодильники типа No Frost (без инея), не требующие останова на разморозку и не образующие (в исправном состоянии) внутри холодильной камеры ледяной шубы. Холодильники No Frost сложны по устройству (см. схему справа на рис.), но, как ни странно на первый взгляд, именно они лучше всего поддаются ремонту своими руками в домашних условиях. Как работает холодильник No Frost, см. след. видео, а мы вернемся к ним детальнее, когда дело дойдет до ремонта.

Видео: как работает No Frost + о его ремонте

Существенный с точки зрения пользователя недостаток компрессионных холодильников – их нельзя очень долго держать выключенными в заправленном состоянии. В «протепленном» холодильнике давление в контуре возрастает в несколько раз, ускоряется уставание металла и резко растет вероятность возникновения микротрещин, через которые хладагент вытечет вон.

Об этой особенности часто не знают и продавцы с мастерами: товара на годы вперед сейчас никто не закупает и холодильники продаются много скорее, чем истечет допустимый срок их хранения в заправленном виде. Но, если вы бросите компрессионный холодильник на зиму в нежилом помещении, то от скачка давления при включении трубки могут полопаться, и – дорогой ремонт с перезаправкой. Которая по всем правилам (см. далее) удовольствие тоже не из дешевых.

Об одной несостоявшейся теории

В качестве хладагента в компрессионных холодильниках чаще всего используются органические легкокипящие вещества – фреоны. То, что фреоны дырявят озоновый слой атмосферы и вообще почти что Чернобыль, известно всем. Так вот, это неправда. Более того, преднамеренная, тщательно спланированная и организованная коммерчески направленная ложь.

Дыры в озоновом слое были обнаружены в конце 60-х. В обширный перечень веществ, способных их вызвать, попали и фреоны. Это было замечено руководителями всемирного монстра под названием DuPont, крупнейшего химического концерна. Компания Дюпон тут же, трубя вовсю, взялась финансировать исследования по влиянию фреонов на озон. Выборочно, гранты выделялись специалистам, фанатически стремящимся доказать губительное действие фреонов в ущерб научной объективности.

Одновременно и еще щедрее, но очень тихо, финансировались собственные исследования по поиску заменителей фреонов; в сегменте хладагентов DuPont давно и чувствительно жали конкуренты. В итоге DuPont стал монопольным владельцем всех патентов на альтернативные хладагенты и «снял бабла немеряно» на волне антифреоновой истерии: к 80-м DuPont «пробил» Монреальские конвенции, по которым использование фреонов было ограничено, а некоторые страны сгоряча вообще их запретили. Да и сейчас еще стрижет неплохие барыши на пене от нее.

Тем временем к началу нулевых группами независимых исследователей в Японии, США, а затем и в России было доказано, что:

• Озоновые дыры много большего, чем сейчас, размера на протяжении геологической истории Земли возникали многократно.
• Озоновые дыры четко привязаны к районам повышенной тектонической активности и совершенно не кореллируются с местами выбросов фреонов и путями их миграции в атмосфере.
• Озоновые дыры однозначно вызваны истекающим из земной коры водородом и легкими неорганическими водородсодержащими соединениями.
• Земля на нижайшем из возможных минимуме тектоники «газит» водородом в 10 000 раз больше, чем выбрасывалось фреонов на пике их неконтролируемого использования, а на максимуме тектоники естественный выход водорода превосходит выброс фреона в 1 млн. и более раз.

В общем, не бойтесь фреона и холодильников на фреоне. В целом фреоны экологичнее и безопаснее своих заменителей.

Абсорбционные

Хладагент абсорционного холодильника – легкокипящее вещество, хорошо растворимое в достаточно высококипящей жидкости – абсорбере. Абсорбером называется и сосуд в холодильном контуре, в котором содержится расходный запас концентрированного раствора хладагента, см. рис.

Термонасос (просто вертикальная медная трубка, подогреваемая электроспиралью, не путать с тепловым насосом!) гонит раствор в парогенератор, также подогреваемый электричеством. Избыток слабого раствора из парогенератора стекает обратно в абсорбер по другой трубке, это т. наз. малый контур.

Смесь паров хладагента и абсорбера поступает в дефлегматор – радиатор с внутренним лабиринтом. Здесь абсорбер конденсируется и стекает обратно в парогенератор, а пары хладагента идут к конденсатор, роль которого идентична таковой в компрессионном холодильнике. Затем жидкий хладагент течет самотоком в испаритель, где и холодит точно так же. Пары поглотившего тепло хладагента вместо компрессора с насосом высасывает абсорбер, жадно их поглощающий.

Достоинство абсорбционных холодильников – полное отсутствие движущихся частей и разъемных соединений с уплотнениями, вследствие чего срок их службы в принципе неограничен. Другое следствие – невысокая стоимость; оба контура это просто трубопроводы между резервуарами безо всякой сложной механики. Однако, т.к. в холодильный контур ответвляется только часть общего потока, то на единицу производимого холода абсорбционный холодильник потребляет в 1,2-3 раза больше электричества, чем компрессионный.

Примечание: абсорционные холодильные системы превосходят по экономике компрессионные при относительно небольшом охлаждении больших объемов, напр. овощехранилищ или в качестве кондиционеров больших зданий.

Другой недостаток – у подходящих к данной системе по теплотехнике хладагентов малая теплоемкость, теплота парообразования и не очень низкие температуры кипения при атмосферном давлении. Поэтому абсорбционные холодильники морозят плохо и медленно. Стандартная температура в морозилке абсорбционного холодильника –6 Цельсия, т.е. мороженое там растает. В отечественных Кристалл-9 и 12-18 температуру морозилки довели до –18, но морозят они все равно долго.

Важный момент также безопасность. Обычный хладагент в абсорционной системе – аммиак; растворитель – вода. Т.е., в контурах циркулирует нашатырный спирт крепче того, что в аптечном пузырьке. Что будет, если в квартиру вытечет несколько литров такой амброзии, пояснять не надо.

Несколько фирм (Exmork, Samsung и др.) выпускают абсорционные холодильники на хладагенте пропане или изобутане и с органическим абсорбером, но редька пропановая оказывается горше хрена аммиачного. Добавить отдушку в горючий газ – хладагент по техническим причинам невозможно, и холодильник становится взрывоопасным. Если запах аммиака чувствуется в малейших концентрациях и у пользователя при аварии есть время, чтобы принять меры или просто выбежать, то утечка чистых насыщенных углеводородов в воздух никак себя не проявит, пока кто-то не щелкнет выключателем и не проскочит искра. Поэтому легального импорта абсорбционных холодильников на горючих газах в РФ и многие другие страны нет.

Тем не менее, у абсорбционных холодильников есть своя устойчивая и вполне обоснованная ниша применения: они могут неограниченно долго храниться выключенными и заправленными. Избыток паров хладагента поглощает абсорбер и давление в контурах держится в допустимых пределах. Поэтому абсорбционные холодильники чаще всего покупают на дачу или для сезонно обитаемых помещений.

Полупроводниковые

Действие полупроводникового термоэлектрического холодильника основано на прямом и обратном эффекте Пельтье: при пропускании электротока через спай разнородных полупроводников в одном направлении он разогревается сверх джоулева тепла, а в обратном – охлаждается до полной его компенсации и заморозки, см. рис. Эффект Пельтье позволяет получать температуры до –40 Цельсия и ниже, но термоэлектрические холодильники еще прожорливее абсорбционных, а элементы Пельтье вследствие диффузии неосновных носителей заряда сквозь спай под действием электрического тока подвержены деградации и ресурс их ограничен.

Достоинства термоэлектрических холодильников, во-первых, очень малая чувствительность к механическим воздействиям: толчкам, ударам, тряске. Лопаться, трескаться и вытекать из них просто нечему. Во-вторых, переключив направление тока, холодильник можно превратить в нагреватель и быстро разморозить содержимое. Поэтому термоэлектрические холодильники применяются преимущественно как автомобильные и возимые для временного использования на пикниках и т.п. мероприятиях. Из бытовых термоэлектрических холодильников в РФ продается несколько видов холодильных баров, а также корпусные напольно-настольные Холодок и Чайка.

Как ремонтировать холодильник?

Абсорционные холодильники самостоятельному ремонту не подлежат вследствие опасности и высокой сложности такого рода работ. Термоэлектрические или не ломаются, или нужно менять батарею термоэлементов, что при покупке ее в розницу обойдется дороже ремонта в сервисном центре. Изредка в них обгорают контакты (ток через термобатарею большой при низком напряжении); с этой поломкой справится начинающий электрик-любитель. Поэтому далее мы сосредоточимся на ремонте компрессионных холодильников, тем более что в быту они абсолютно доминируют и неисправностям подвержены более прочих систем.

Самые простые

В компрессионный холодильный контур достаточно ввести терморегулятор, чтобы превратить его в холодильник, поддерживающий в камере относительно стабильную минусовую температуру. Поскольку самым дешевым и надежным приводом компрессора будет однофазный асинхронный электромотор с магнитным запуском, для него понадобятся пусковое и защитное, на случай аварии пусковой цепи, устройства, см. схему на рис справа. Если пусковую обмотку оставить под током на рабочем ходу, двигатель разогреется до обгорания изоляции обмоток, КЗ в электроцепи и, возможно, загорания. По такой схеме построены холодильники «старого времени» и теперешние с ручной разморозкой. Характерные их неисправности следующие:

• Холодильник не включается – виновата или цепь подачи электропитания (сетевой шнур, вилка, розетка, разъемные контакты в отсеке компрессора), или термостат (не звонится тестером), или, опционально, защитное реле (тоже не звонится). Ремонт своими руками возможен.
• Цепь подачи электропитания проверена, исправна. Компрессор не включается или, издав звук, глохнет. Возможно неоднократное самопроизвольное повторение описанной ситуации. Неисправно пускозащитное реле. Ремонт своими руками возможен.
• Запуск компрессора продолжается более 3-5 с или происходит не с первой попытки. Барахлит пусковое реле. Наладить его своими руками чаще всего возможно.
• Компрессор запускается, но сильно шумит и спустя 30 с – 5 мин холодильник выключается. Снова включается не ранее чем через 10-15 мин и так же сам выключается. Разрегулировалось или вышло из строя токовое защитное реле, см. далее. Ремонт своими силами возможен, в т.ч. и без покупки нового на замену.
• Холодильник морозит плохо, но на терморегулятор реагирует четко. Компрессор греется, уходит в защиту по перегреву, трясется. Реле пусковое и термозащиты исправны. Диагностика мотора компрессора на межвитковое короткое замыкание в рабочей обмотке и, скорее всего, его замена.
• Компрессор не запускается, урчит. Реле пусковое и термозащиты исправны. Витковое КЗ скорее всего в пусковой обмотке. Результат тот же, что и в пред. случае.
• То же, но компрессор на ощупь заметно греется после выдержки под напряжением 10-30 с (не более!). Внутренняя неисправность компрессора. Ремонт иногда возможен в специализированной мастерской.
• То же, но мотор компрессора с комбинированным магнитно-емкостным запуском, см. далее, о холодильниках No Frost. Проверить рабочий электрический конденсатор, также см. далее. Если негодный – повезло, ремонт своими руками несложен и недорог.
• Холодильник сильно морозит. Компрессор работает или непрерывно, или до срабатывания теплозащиты. Терморегулятор (термостат) заморозку регулирует, но еле-еле; фактически им можно только остановить компрессор, поставив ручку на 0. Шум компрессора сильнее обычного. Расход электричества по счетчику завышенный. Залипло пусковое реле. Опасно, может сгореть компрессор, что при теперешних расценках равносильно покупке нового холодильника. Самостоятельный ремонт возможен.
• Холодильник при правильно выставленном терморегуляторе плохо морозит, морозилка обмерзает равномерно. Конденсатор к моменту выключения компрессора нагрет нормально: на ощупь горячий, рука отдергивается. Скорее всего, неисправен терморегулятор. Ремонт своими руками возможен при условии покупки нового на замену. В отдельных случаях, см. далее, возможно починить старый.
• Холодильник включается, морозит слишком сильно или, наоборот, слишком слабо. Степень заморозки от положения терморегулятора не зависит. Звук компрессора, нагрев конденсатора и обмерзание морозилки нормальные. Неисправен терморегулятор. Ремонт – как и в пред. случае.

• Холодильник морозит плохо и работает на коротком цикле: компрессор часто выключается, конденсатор к тому моменту еле теплый. Морозилка обмерзает слабо, но равномерно. Неисправен термостат или теплозащитное реле, ремонт своими руками возможен почти всегда.
• То же самое, но компрессор работает подолгу (длинный цикл); возможно, непрерывно. Морозилка обмерзает в районе подводящей хладоагент трубки. С противоположной стороны остается чистой от наледи, даже если с другой намерз толстый слой льда. Ситуация стабильна. Причина – убыль фреона в системе вследствие самозатянувшейся микроутечки или, если холодильнику не более года, его абсорбции низкокачественными конструкционными материалами. Нужна диагностика системы на утечку и перезаправка фреоном; в исключительных случаях – его долив. Самостоятельно делать это настоятельно не рекомендуется.
• Холодильник работает на длинном цикле. Температура внутри него меняется в больших пределах, что заметно по примерзанию продуктов в морозилке к ее дну или стенам. Разрегулировался термостат. Ремонт возможен без его замены, если работать очень аккуратно.
• Холодильник не морозит. Компрессор включается, работает со стуком и звоном. Ощутима вибрация корпуса холодильника. Полная утечка фреона. Вызов мастера для диагностики, устранения утечки и заправки. При вызове обязательно описать ситуацию и спросить: во что обойдется ремонт? Возможно, дороже нового холодильника.
• Компрессор работает на коротком цикле, но холодильник морозит сильно. Звук компрессора громкий, натужный, чавкающий или со всхлипами. Перезалив фреона при неквалифицированном обслуживании. Холодильный контур на влажном ходу: в компрессор поступают не пары хладоагента, а фреоновый туман. Немедленно остановить холодильник и вызвать квалифицированного мастера для диагностики и перезаправки. Иначе пойдут вразнос компрессор и трубки, что значит – новый холодильник без вариантов.
• Летом, в жару, холодильник морозит так, что термостат приходится ставить в положение от 1 до 3-4. Компрессор греется, шумит. Иногда чувствуется запах подгоревшей изоляции; при осмотре обнаруживаются пригоревшие контакты. Ослабла биметаллическая пластина теплозащитного реле, см. далее. Ремонт своими силами возможен иногда без затрат и серьезных затруднений.
• Все нормально, но морозилка обмерзает слишком быстро. Возможные причины, кроме теплых влажных продуктов – неисправность уплотнений дверцы, ее перекос, неисправность выключателя подсветки или нарушение некачественной теплоизоляции камеры. В первых 3-х случаях ремонт своими руками возможен и несложен; в последнем – дешевле новый холодильник купить.
• Все нормально, но компрессор слишком шумит, чувствуется вибрация корпуса. Проверить и отрегулировать подвес компрессора (см. далее). Не помогло – причина механический износ компрессора, нужно просчитывать по деньгам вариант замены.

Давать подробные пошаговые инструкции по ремонту для каждого из описанных случаев было бы делом совершенно безответственным. Фирменное руководство по поиску и устранению характерных неполадок одной конкретной модели или группы сходных моделей представляет собой толстенькую книжку, напечатанную убористым шрифтом на тонкой бумаге, а моделей в продаже сотни. Кроме того, каждый ремонтник знает, как часто случаются неисправности «невозможные» и нехарактерные. Поэтому далее мы опишем типичное устройство наиболее подверженных поломкам узлов во взаимодействии с сопряженными и способы их ремонта. А дальше смотрите: самому соображать или звать того, кто на этом собаку съел и котом закусил. И разговаривать с ним уже со знанием дела.

Компрессор и подвес

Как устроен устанавливаемый в подавляющем большинстве компрессионных холодильников компрессор-«котелок» показано на рис.:

Находятся отчаянные техноголовы, разбирающие его, перематывающие обмотки и т.п., но потом все равно приходится покупать новый: попадание воздуха с парами влаги и пылью внутрь компрессора недопустимо. Однако, если вы, к примеру, перебирали мотор автомобиля, то, руководствуясь этой схемой, по звуку сможете определить, стоит ли в данном конкретном случае грешить на компрессор или нужно копаться где-то еще.

С подвесом компрессора дело легче. Нужно проверить упругий ход его установочных лап вниз и вверх. На рис. справа стрелками показаны 2 лапы, но проверять нужно все 4. Их ход на амортизаторах должен быть не менее 8-10 мм. Замена изношенных амортизаторов дело недорогое и несложное, но перед съемом подвесов компрессор необходимо надежно закрепить в рабочем положении, и домашним сказать, чтобы обходили холодильник далеко и не дыша: своим весом компрессор способен надломить трубку, а это дорогой ремонт и перезаправка.

Заодно, и даже прежде, отодвинув холодильник, нужно прислушаться к шуму и определить: а точно ли это компрессор шумит? Может быть, бьется о корпус какая-то трубка? В таком случае лучше не подгибать ее, а обернуть соотв. участок войлоком или сукном и закрепить обвязку х/б или шерстяной ниткой. Поролон или синтетика и резинка не годятся, на холодной трубке они станут хрупкими, а на горячей спадутся и слипнутся. Мелочь с трубками, кстати, совсем не мелочь: если трубка протрется или устанет и треснет, ремонт обойдется дорого.

Заправка и дозаправка

В рунете и на ютубе показано немало способов заправки холодильников хладагентом типа «гвоздь забить сложнее». Но достоверных результатов – а сколько потом этот холодильник проработал? – что-то не видно. Дело в том, что при заправке холодильника дилетантскими способами в холодильный контур неизбежно попадает воздух с парами воды и пылью, а закачка фреона штатным компрессором означает его принудительную работу на влажном ходу. Вода в системе замерзнет, по закону Мерфи, именно там, где лед способен причинить наибольший ущерб, а пылинки, по тому же закону, осядут на трущихся частях компрессора, изготавливаемых с прецизионной точностью.

Заправка/дозаправка холодильника фреоном правильно осуществляются от специальной заправочной станции, см. рис. справа, в ходе чего на отключенном холодильнике производятся следующие операции:

1. Закачка в систему чистого сухого воздуха (опционально – азота или инертного газа) для испытания на герметичность под давлением.
2. Опционально – продувка (прокачка) таким же газом/воздухом для удаления возможных следов влаги и пыли.
3. Откачка системы до технического вакуума.
4. Заполнение системы фреоном в заданном для данной модели объеме.
5. Проверка давления в теплой системе и, опционально, долив/выпуск части фреона.

Самому тут можно, во-первых, проследить, чтобы марка закачиваемого хладагента (напр. R12, R13, R126 и т.п.) и его объем соответствовали указанным на корпусе компрессора. Во-вторых, проследить, чтобы давление в системе контролировалось не сразу же после закачки, а спустя некоторое время, когда контур прогреется. Иначе избыток фреона и влажный ход компрессора гарантированы.

А в-третьих, и самое главное, удостовериться, что мастер зарегистрирован как ИП или представляет легальный сервисный центр, что его контактные данные достоверны, местонахождение известно и что он дает гарантию. Полгода вполне хватит, за такое время все возможные огрехи заправки проявятся. Но, кстати, не думайте, что в эти полгода можно будет валить на него все прочие неисправности. Хорошие мастера своим трудом живут и знают не только свое дело, но и все каверзы чересчур хитроумных заказчиков. В том числе и такие, о которых вы, возможно, и представления не имеете.

Пуск и защита

Пусковое и теплозащитное реле конструктивно объединяются в один узел. Типичная его конструкция и схема включения показаны на примере холодильника Орск-7, см. рис. ниже. Работает пускозащитное реле следующим образом:

• Сразу по включении, пока ротор мотора не раскрутился, он потребляет пусковой ток в 3-7 раз больше номинального. Кстати, утверждения, что пусковой ток соответствует указанной в паспорте холодильника его номинальной потребляемой мощности – просто невежество. Номинальная потребляемая мощность холодильника определяется как средняя долговременная, при +25 снаружи, среднем положении терморегулятора и некоторых усредненных условиях эксплуатации: степени загрузки продуктами заданной влажности, частоте и продолжительности открывания двери и пр.
• От пускового тока срабатывает пусковой контактор ПК (пускатель), подавая ток на пусковую обмотку.
• Мотор раскручивается, потребляемый ток падает.
• ПК отпускает, обесточивая пусковую обмотку, мотор переходит в рабочий режим.
• Вдруг ПК неисправен и пусковая обмотка запитана постоянно, включается в работу защитное реле: его обмотка нагревается током пусковой обмотки, биметаллическая пластина выгибается и размыкает общую цепь питания.

В некоторых моделях холодильников токовое защитное реле дополняют таким же, но без обмотки, теплозащитным реле. Его ставят прямо на корпус компрессора. Не лучший вариант, надо сказать. Надежность всей цепи питания компрессора уменьшается, а если он пошел греться чрезмерно сам по себе, то его термозащита от дорогого ремонта не спасает.

Вскрыть пускозащиту можно, аккуратно высверлив развальцованные алюминиевые пистоны в монтажных отверстиях. При обратной сборке крышку лучше приклеить не особо прочным пластичным клеем, напр. ПВА. «Наглухо» ее прихватят штатные установочные винты.

Где и как можно «вразумить» негодную пускозащиту, не прибегая к замене? Кроме очевидного – чистки подгоревших или загрязненных контактов – там есть еще 3 слабых места, которые можно поправить самому. Кстати, очевидное в данном случае не столь уж очевидное. Если контакты пускателя оплавлены и спаялись, нужно проверить на витковое КЗ пусковую обмотку, что чревато заменой компрессора со всем вытекающим.

Но не будем о плохом. Во-первых, нужно осмотреть канал якоря (сердечника) пускателя. В него, бывает, набивается пыль, контакты пускателя залипают и компрессор все время уходит в защиту. А оказывается, что хвататься за сердце рано, достаточно прочистить.

Во-вторых (это касается и термозащитного реле) если биметаллическая пластина в холодном состоянии заметно выгнута, но еще пружинит, ее можно аккуратно подогнуть обратно, и пускозащита еще послужит. В-третьих, если регулировочные винты 13 ослабли и сошлись, компрессор будет вести себя так, будто у него витковое КЗ в обеих обмотках сразу. Тогда, отвернув правый (по схеме) винт до начального зазора 1,5-2,5 мм и почистив контакты токовой защиты, опять-таки хвататься за сердце нет нужды.

В современных холодильниках общую исправность пускозащиты можно проверить гораздо быстрее:

• Вынимаем вилку питания из розетки.
• Отодвигаем холодильник и снимаем крышку компрессорного отсека.
• Находим вводный разъем (контактную группу), к нему подходит шнур питания, поз. 1 и 2 на рис. ниже.
• В разъеме находим 2 провода, не замкнутые наглухо. Обычно они в разных сочетаниях или коричневые (поз. 3), или красные, или красные с коричневой полосой.
• Готовим технологическую перемычку из провода сечением не менее 1 кв. мм, поз. 4.
• Плотно, чтобы был хороший контакт, ставим перемычку в гнезда незамкнутых проводов, поз. 5.
• Кратковременно, не более чем на 3-5 с, включаем холодильник. Если завелся – виновата пускозащита.

Примечание: если у вас двухкамерный холодильник с раздельными компрессорами, то проверить пускозащиту еще проще – меняем вводные разъемы местами. Вдруг, допустим, неработавшая общая камера ожила, а ранее исправный морозильник заглох, или наоборот, дело в соотв. пускозащите.

В обратной установке пускозащитного реле есть нюанс. Якорь пускателя тяжелый, а пружина его сердечника (поз. 5 на рис. выше) слабая. Так нужно, чтобы контакты пускателя замыкались/размыкались резче и меньше искрили. Но тогда, если пускозащиту поставить на место вверх ногами, ярмо подвижных контактов 7 упадет на неподвижные 8 и пускатель окажется все время замкнут. От этого мотор, едва запустившись, будет все время уходить в защиту по току. Поэтому перед тем, как снять пускозащитное реле, отметьте на его основании (не на крышке) чем-нибудь верх. Если пускозащита совмещена с термозащитой и замонтирована непосредственно на корпусе компрессора, проблема отпадает, т.к. при установке наоборот контактные штыри просто не войдут в гнезда.

Терморегулятор

Термостаты холодильников бывают термомеханическими и электронными, в холодильниках с электронным управлением. В последнем случае термостата как отдельного узла нет: датчик(и)-терморезистор(ы) связаны с общей платой управления проводами. Самостоятельный ремонт «умных» холодильников требует основательной квалификации электронщика. На такой случай: цепи термодатчиков аналоговые. Сопротивление термистора, если в спецификации холодильника не указано иного, при +20 должно быть не более 2 кОм, а при –15 не менее 100 кОм. Мы же вернемся к традиционным конструкциям.

Термостат обычного холодильника (см. рис.) действует на основе сосуда переменного объема из растяжимого металлического меха – сильфона – и капиллярной термотрубки. Емкость эта частично заполнена фреоном, а 5-15 см конца термотрубки закрепляются на испарителе так, чтобы был обеспечен хороший тепловой контакт; эта часть термотрубки служит датчиком температуры. При ее изменениях фреон частично сжижается или испаряется, давление в сосуде меняется, сильфон растягивается либо сжимается под давлением возвратной пружины и электроконтакт, через который подается питание на компрессор, соответственно замыкается или размыкается.

Однако в «чистом виде», как слева на рис., такой терморегулятор неработоспособен. Сильфон сжимается-растягивается медленно, между контактами при первом же размыкании потянется дуга и они или обгорят (холодильник не включается), или сплавятся (морозит непрерывно). Поэтому действующие термостаты дополняют механическим триггером, мгновенно перебрасывающим контакт при изменении баланса давлений от сильфона и возвратной пружины.

Типичная рабочая схема термостата холодильника показана справа на рис. Триггер составляют отгиб-толкатель рычага сильфона 11 и Ω-образная перебрасывающая пружина 9. Перебрасывающая пружина сама по себе стремится развести контактную пару, поэтому, если она сломалась, холодильник начнет непрерывно морозить при любом положении ручки регулировки и даже пробитом сильфоне или переломленной термотрубке.

Рычаг сильфона давит на перебрасывающую пружину, не давая ей разомкнуть цепь. Когда от холода сильфон сжимается, пружина 9 в определенный момент срывается и размыкает контакты. Если винт 13 самозавернулся и зазор между разомкнутыми контактами менее 2-2,5 мм, возможно возникновение дуги и обгорание или сплавление контактов. Еще возможный случай – летом, в жару, регулятор слабого холодильника выкручивают на максимум до отказа. Контакты греются, от циклического нагрева пружина постепенно теряет упругость. Осенью пытаются уменьшить заморозку, но термостат уже не может «отпустить».

Термомеханический регулятор температуры обязательно имеет гистерезис, или дифференциал: температуры размыкания и обратного замыкания контактов различаются. В простых холодильниках с ручной разморозкой их значения составляют соотв. –(11-15) и –(6-9) Цельсия. Иногда находятся желающие ради лучшего холода уменьшить дифференциал, завернув винт 8. Делать так не надо, можно загнать вразнос компрессор. В лучшем случае между слишком близко сведенными контактами при размыкании потянется дуга, что означает замену термостата. Регулировочный винт возвратной пружины 5 вообще трогать не надо, он законтрен при сборке у производителя.

Термостат считается неразборным и неремонтопригодным, и в целом это правильно. Дело в том, во-первых, что конец термотрубки клеится к испарителю специальным теплопроводящим клеем, поверх склейки заливается также специальным герметиком и только тогда закрывается защитным кожухом. Отделить термотрубку от испарителя, не повредив то и/или другое, без специнструмента и навыков практически невозможно, особенно если морозилка запенена, а пробитый испаритель равнозначен покупке нового холодильника. Во-вторых, с самой термотрубкой обращаться нужно крайне осторожно: радиус ее изгиба должен быть не менее 6-10 ее же наружных диаметров.

Тем не менее, поковыряться в термостате можно на весу, не извлекая его из холодильника. Для этого нужно осторожно отвести защелки (показано красной стрелкой на врезке справа внизу), тогда снимется контактная колодка. Можно будет осмотреть и при необходимости почистить контакты, проверить винт-отбойник и перебрасывающую пружину. Новую взамен лопнувшей или ослабшей можно сделать из обломка часовой пружины или пружинной стали, толкатель сильфона давит очень сильно. При обратной сборке нужно следить, чтобы язык подвижного контакта вошел в свое окно и перебрасывающая пружина встала на место как надо.

«Плачущие»

На только что просмотренной врезке видны 2 вроде бы лишних контакта. На самом деле они задействованы и нужны для холодильников с капельной саморазморозкой, т.наз. плачущих. Они предоставляют пользователям в общем те же удобства, что и холодильники No Frost, но гораздо дешевле.

Типовая электросхема холодильника с капельной саморазморозкой дана на рис. на примере холодильника Стинол 101. Как видим, в терморегуляторе там появился в дополнение к рабочему термостату р термостат оттаивания о; он неразборный и неремонтопригоден, действует от биметаллической пластины.

Принцип действия

Для капельной саморазморозки в испарителе конструктивно выделяют секцию в виде алюминиевой пластины, имеющую хороший тепловой контакт с общей камерой – пароулавливатель или просто улавливатель. Улавливатель помещают на задней стенке камеры на пути подъема вверх менее холодного воздуха.

При первом запуске плачущий холодильник вначале работает как простой под управлением рабочего термостата; контакты термостата оттаивания нормально замкнуты. Пары воды оседают на улавливателе и замерзают. Когда температура на «колбасной» полке упадет до прим. +2 или до +4 в овощном отделении, срабатывает термостат оттаивания и обесточивает всю схему, кроме лампы подсветки. Биметаллический контакт остывает и замыкается обратно медленно, его дифференциал больше, чем у рабочего: иней на улавливателе успевает растаять, а конденсат стечь по дренажу в сливной поддон, потом цикл повторяется.

Характерные неисправности

Поскольку в плачущих холодильниках часть производимого холода используется для улавливания паров влаги, мощность компрессора для них требуется большая. Поэтому защитное реле схемы его запуска нередко отделяют от пускового и крепят непосредственно на корпусе компрессора, теперь оно срабатывает и от пускового тока, и от перегрева компрессора. Из-за этого летом в жару, если поставить термостат на максимум, холодильник может начать выключаться, наоборот, слишком рано. Если вернуть регулятор в среднее положение, его работоспособность восстанавливается.

Также, если неисправен термостат оттаивания, компрессор не включится, хотя индикатор и подсветка работают. Тестером обнаруживается, что в теплом холодильнике контакты термостата оттаивания не звонятся. Кроме этого, возможны и другие типичные для данного класса холодильников неисправности:

• Все исправно, но слишком морозит: в морозилке Антарктида, и овощи замерзают.
• Образуется ледяная (снежная) шуба.
• Из холодильника воняет, на полках вода.

Все эти неполадки взаимосвязаны: при появлении одной из них нужно проверить и то, что касается прочих.

Переморозка

Наиболее вероятная причина – выход из строя того же термостата оттаивания, но теперь его контакты звонятся на сильном холоде. Проверять нужно, едва открыв дверцу и как можно быстрее, чтобы блок управления не успел нагреться. Ремонт – замена всего терморегулятора. Ледяная шуба образуется обязательно.

Снежная шуба

Ледяная шуба в плачущих холодильниках образуется точно так же, как ледники в природе: не от мороза зимой, а от избытка влаги прохладным летом. Очагом шубы является не успевший стечь конденсат на улавливателе, а дальше процесс идет по нарастающей, пока инеем не обрастет вся камера. Вывод: если причина шубы найдена и устранена, сама собой шуба скорее всего не рассосется. Нужно разгрузить холодильник, полностью его затеплить и запустить с нуля, т.е. с комнатной температуры.

В холодильниках Атлант возможно образование снежной шубы при неисправности термостата оттаивания и без «Антарктиды», их конструкторы постарались, чтобы картошка не превращалась в булыжник, а морковка в колья. Этому примеру ныне наследуют и другие производители, поэтому при поиске причин шубы нужно прежде всего проверить термостат оттаивания.

Примечание: по статистике более чем в 80% случаев причина шубы в плачущих холодильниках все-таки перегрузка теплыми паркими продуктами. Пароулавливатель не система No Frost, его возможности в отношении саморазморозки ограничены. Но это уже не техническая неисправность, а результат небрежного/неграмотного использования.

Другая техническая причина шубы – постоянно горящая лампа подсветки, она сбивает внутреннюю конвекцию. Этим «славны» холодильники Самсунг и «сладкие» Индезиты, о которых речь шла в начале. Чтобы проверить выключатель подсветки, не надо городить самодельные световоды из обрезков пластиковых бутылок и применять другие любительские хитрости. Достаточно прижать пальцем флажок выключателя подсветки, см. рис. Лампа должна выключаться, когда он утоплен не более чем на 1/3; наполовину это уже плохо. Сняв крышку блока управления, выключатель можно прозвонить и/или пододвинуть к флажку, если он на винтах. Выключатели, закрепленные наглухо, подсветку выключают исправно.

Индезит и некоторые другие производители отдельные модели своих плачущих холодильников с претензией на «крутизну» No Frost снабжают выключателем быстрой заморозки. Он может быть вполне исправен, но, если им пользуются часто или однажды надолго забыли выключить, процесс внутреннего оледенения запустится. Возможности плачущих холодильников ограничены и в этом аспекте.

Следующая по частоте причина шубы – перекос двери и нарушение ее уплотнения, что характерно для холодильников Норд. Регулируется дверь чуть ли не в каждой модели по-своему, органы ее регулировки показаны в руководстве пользователя. Но относительно уплотнений можно дать общие рекомендации.

Первое, проверить их складки на трещины, по всему контуру, поз. 1 на рис. Затем купить ремкомплект подходящего размера. В составе комплекта, кроме 2-х Г-образных заготовок собственно уплотнения, обязательно должны быть пара соединительных плоских уголков и тюбик спецклея. При склеивании стыков случайным клеем неизбежно образование рубца, что сведет ремонт насмарку, также как сборка без проклеивания.

Далее из «родного» уплотнения извлекаются магнитные полоски, поз. 2. Затем заготовки обрезаются в размер под 45 градусов по шаблону или угольнику, поз. 3 и 4, и собираются на уголках с проклеиванием, поз. 5. Готовый уплотнитель ставится на дверь штатным крепежом (чаще всего на мелких винтах или саморезах).

Примечание: кстати еще анекдот. Лекция по физике в пехотном военном училище (ныне – институте). «Товарищи курсанты, температура кипения воды составляет 90 градусов» — «Товарищ полковник, 100 градусов.» — «Аудитория, встать! Сесть! Встать! Сесть! Сколько градусов, товарищ курсант?» — «С…с…сто градусов…». Лектор роется в своем конспекте, затем – «Товарищи курсанты, прошу прощения, я ошибся. Температура кипения воды действительно 100 градусов. 90 градусов это прямой угол».

Вода

Причина появления жидкой воды в холодильнике чаще всего неисправный дренаж. В плачущих холодильниках его делают непременно с гидрозатвором, т.к, в отличие от No Frost в данной системе конденсат высыхает долго и в него неизбежно попадание органики с продуктов. Неисправность дренажа также вызывает зарождение снежной шубы, но первопричина причина в этом случае не переморозка и нарушение конвекции, а избыточная влажность воздуха.

Типичная схема дренажа холодильника с гидрозатвором показана на рис. для отечественного Бирюса. Лоток-улавливатель конденсата переполняется точно так же, как унитаз или раковина, от засора гидрозатвора. Засоряется он чем угодно, от пыли с картошки до червячков из яблок и редиски. Но пробивать гидрозатвор тонким сантехническим тросиком нельзя, дренаж весь пластиковый.

Для прочистки дренажа холодильника нужно взять толстую, от 1 мм, рыболовную леску с оплавленным до округлости и гладкости концом. После прочистки сливной канал промывают 1,5-2 литрами воды с добавкой моющего для посуды. Лить раствор нужно довольно толстой струей, чтобы он держался в лотке, полностью покрывая сточное отверстие. После промывки слив точно так же прополаскивают чистой водой.

No Frost

Повторим видеоурок в начале, пользуясь теперь электросхемой не электронного холодильника No Frost клона Вирпул, см. рис., это типичное и одно из наиболее простых и надежных ее построение. Общий термостат t работает как и во всех прочих компрессионных холодильниках. В электромеханическом таймере 4 первоначально замкнуты контакты (2-3). Пускозащитное устройство PTC Relay Module обычного типа.

Одновременно с компрессором включается вентилятор обдува испарителя 1, нагнетающий холодный воздух в морозильник и камеру. Если он неисправен, то, когда испаритель остынет до прим. –(25-35), сработает нормально замкнутый термостат перегрузки p и выключит компрессор; о роли опционального рабочего электроконденсатора вспомним ниже. На включенном холодильнике спустя некоторое время попытка запуска повторится. Внешне это выглядит как «включается, выключается, но не холодит».

При нормальной работе, когда испаритель охладится до рабочей температуры, биметаллический контакт 3 на нем включит микромотор таймера. Тестовые открытые контакты 3а предназначены для проверки микромотора, т.к. иным способом это очень сложно.

Компрессор и вентилятор испарителя тем временем будут включаться-выключаться от общего термостата. Кулачковый барабан таймера будет потихоньку вращаться, но контакты (2-3) все еще замкнуты. Когда они разомкнутся, в холодильнике будет достигнута нужная температура. Одновременно подвижный контакт (3) перебросится на контакт (4). Компрессор с вентилятором испарителя остановятся, и включится ТЭН подогрева испарителя. Иней на нем будет таять, а талая вода по дренажу потечет в сливной лоток. Если ТЭН пробит на корпус или вследствие неисправности таймера перегреется, плавкий термопредохранитель 2 (фьюзер, фузер) его отключит.

Моторчик таймера еще крутится! Он получает питание на нижний по схеме конец по независимой внутренней цепи! Выключить таймер может только биметаллический термостат 3. Что и произойдет, с задержкой и дифференциалом, когда испаритель прогреется и просохнет от остатков конденсата. Поэтому появление снежной шубы в холодильниках No Frost почти всегда вызвано только неправильным пользованием. Теперь в таймере снова замкнуты контакты (2-3), цикл повторяется и повторяется.

О рабочем конденсаторе

От компрессора холодильника No Frost требуется еще больший избыток мощности, чем для плачущего холодильника. Поэтому cos φ мотора в рабочем ходу на одной обмотке оказывается слишком малым; cos φ для электрических машин примерно аналогичен механическому КПД, но характеризует и электрическую реактивность установки. В ряде стран, в т.ч. в РФ, требования к реактивности потребителей электроэнергии очень жесткие. В таком случае cos φ до нормы дотягивается рабочим фазосдвигающим конденсатором, как и в обычном асинхронном электромоторе с конденсаторным запуском. Потеря емкости рабочим конденсатором проявляется в тяжелом нестабильном запуске компрессора и/или в загорании на электросчетчике индикатора «Возврат», а его пробой – срабатыванием квартирного защитного автомата или пробок

Проверяют рабочий конденсатор тестером и лампочкой накаливания на 15-25 Вт (контролькой). Брать для контрольки люминесцентные лампы-экономки, светодиодные и др. со встроенной электроникой нельзя ни в коем случае! Тестером кондесатор проверяют на короткий пробой. Если конденсатор исправен, тестер должен, показав кратковременно некоторое сопротивление, тут же «уйти в бесконечность», т.е. показать обрыв.

Потеря емкости и пробой под напряжением проверяются контролькой, включенной последовательно с конденсатором в сеть. Лампа должна светиться вполнакала или еле-еле (ток через конденсатор емкостью 1 мкФ при напряжении 200 В 50 Гц составляет ок. 30 мА). Если контролька совсем не светит, то это потеря емкости. Если полыхает в полный накал, то пробой под наряжением.

Вентилятор, таймер и фузер

Эта троица составляет специфическую ахиллесову пяту холодильников No Frost, что, между прочим, не исключает и возникновения в них «простецких» неисправностей. Но сначала нужно определиться, где эта специфика в вашем.

Вентилятор доступен для осмотра из морозилки. Он может быть открытым (поз. 1 на рис.) или упрятанным под крышкой, поз. 2. В холодильнике с электронным управлением морозилка как правило без съемных панелей. Тогда и таймер электронный, в общем блоке управления (красная стрелка на поз. 1). Без специальных знаний и опыта туда лучше не лезть.

Если таймер электромеханический, то тут в общем возможны 2 варианта: типа Самсунг и типа Вирпул. В самсунговском клоне после съема решетчатой панели в морозилке видны и ветилятор, и, справа от него, таймер (красная стрелка на поз. 3). В вирпуловской конструкции под каналом холодного воздуховода глухая съемная панель, а под ней справа – таймер (красная стрелка на поз. 4 и общий термостат (зеленая стрелка там же).

Крыльчатку вентилятора нужно сразу попробовать провернуть пальцем. Если идет туго или заело, то на оси спереди или сзади обнаружится пластиковая пробка; возможно, под фирменной наклейкой. Сразу драть наклейку не надо, достаточно потереть пальцем, чтобы пробка обрисовалась.

Вынув пробку, обнаружим стальную или пластиковую разрезную шайбу. Стальная снимается специнструментом или плоскогубцами-утконосами с острыми концами. Пластиковая разводится и снимается парой швейных иголок. Под разрезной шайбой окажутся 1 или несколько обычных тефлоновых, их нужно снять пинцетом и сохранить.

Теперь можно вынуть ротор с крыльчаткой, почистить в нем канал оси и самую ось, и смазать. Смазка нужна низкотемпературная на –(35-45) или ниже. Другая в этом месте загустеет. После обратной сборки холодильник проверяется, может быть, в засорившемся вентиляторе все и дело было.

Вдруг придется идти дальше, нужно будет вскрывать холодильник сзади. Вентилятор включен через какую-то черную коробочку. Если он на 220 В, то это сетевой фильтр, если низковольтный – маленький импульсный блок питания вроде телефонной зарядки, только на другое напряжение и помощнее. Для проверки нужно вентилятор подключить к его штатным узким клеммам, а на стандартные широкие (показаны красными стрелками на поз. I рис.) подать сеть.

Не крутится? Возможно, сам вентилятор в порядке, а дело в коробочке. Тогда смотрим: в холодильниках No Frost чаще всего есть еще вентилятор обдува компрессора. Он может быть другим, но его «коробочка» почти наверняка однотипная подозрительной, что определяется по надписям на их шильдиках. Меняем «коробочки» местами и окончательно убеждаемся, что и как с вентилятором.

Следующий шаг – термичка запуска таймера и фузер. Они расположены в отсеке испарителя рядом (зеленая стрелка на поз. II). Контрольные гнезда термички выведены, как правило, в сторону (отмечено красным и красной стрелкой там же). Фузер в разъемном пластиковом корпусе свободно висит (пп. 2 на поз III), а термичка приклеена к испарителю, пп. 3 там же.

Сначала вынимаем фузер из разъема и звоним тестером, он должен показать КЗ, т.е. ноль сопротивления. Нет – нужен новый фузер, он одноразовый. Но предварительно нужно проверить ТЭН испарителя на пробой.

Далее собираем все разобранное, на выключенном холодильнике замыкаем перемычкой из провода контрольные гнезда термички и пробуем включить холодильник. Он должен работать ненормально, на коротком цикле, т.к. таймер включается сразу. Альтернатива – отключив компрессор, включить холодильник разобранным и прислушаться к таймеру, должно быть слышно легкое жужжание моторчика. Есть – дело в термичке. Она очень редко выходит из строя, но ремонту не подлежит, нужно покупать на замену. И – внимание! – на проверку термички замыканием тестовых гнезд у нас есть не более 3-4 с, иначе собьется регулировка таймера!

Не зажужжал таймер? Что ж, больше ничего и не остается. Но теперь, по указанной выше причине, снова внимание и внимание. Если вы прочли предыдущее, то вам ясно, что таймер не имеет обратных связей с остальными узлами. Он тупо перебрасывает и перебрасывает контакты, пока его мотор под током. Налаживать же сбитый таймер наобум – процедура долгая и мучительная, а мастер за это если и возьмется, то возьмет от души. Своей.

Крышка таймера снимается легко, но перед этим нужно на его корпусе отметить маркером цвета подходящих проводов, поз. IV. Вскрыв таймер, вы увидите зубчатую передачу, кулачковый барабан и контакты, поз. V. Здесь возможно или заклинивание какой-то из шестеренок, или застревание кулачка под подвижным контактом. В последнем случае ТЭН испарителя будет все время греться, но на ощупь по неразобранному холодильнику определить это трудно, ТЭН маломощный.

Зубчатку таймера проверяют, поочередно шевеля шестерни тонкой плоской отверткой. Шевелить нужно осторожно, проворачивая шестерни не более чем на 1 зуб. Как правило, из втулки какой-то шестеренки при этом выталкивается пылинка и зубчатка оживает. Если же сразу видно, что замкнуты не те контакты, то таким же способом сталкивают с мертвой точки кулачок. Нужно только осмотреть его под лупой – не износился ли? Не слизался ли, не выело ли контактами канавку? Если да, то нужно менять таймер, после запуска холодильника на следующем цикле оттаивания кулачок снова застрянет.

Трудно представить себе современную квартиру без холодильника. Все знают, что холодильник сохраняет холод внутри себя, поэтому продукты, хранящиеся в нем, не портятся долгое время. Как же устроен холодильник?

В холодильнике 4 основных составляющих части:

1. Хладагент - вещество, которое ходит по кругу и переносит тепло.В качестве хладагента используется газ фреон.

2. Компрессор - мотор, который работает по принципу насоса и гонит хладагент по кругу.

3. Конденсатор - через него тепло уходит наружу, в окружающую среду. Конденсатор - это решетка на задней стенке холодильника.

4. Испаритель - в нем тепло забирается из холодильника. Обычно испарителем служит внутренняя стенка холодильника

Основные части бытового холодильника:
1 - испаритель, 2 - конденсатор, 3 - фильтр-осушитель, 4 - капилляр, 5 - компрессор

Компрессор засасывает хладагент из испарителя. Хладагент в этот момент находится в состоянии пара. Компрессор под давлением закачивает его в конденсатор. Хладагент под давлением сжимается, то есть из газообразного состояния переходит в жидкое. При этом его температура повышается. Горячий газ, проходя по трубам конденсатора, отдает тепло в окружающее пространство и в результате остывает до комнатной температуры.

Затем через очень узкое отверстие (капилляр) хладагент поступает в испаритель. Его давление резко уменьшается, и за счет этого происходит испарение хладагента - он вскипает, превращаясь в пар. При этом он сильно охлаждается. В результате он отнимает тепло у стенок испарителя, а испаритель, в свою очередь, охлаждает внутреннее пространство холодильника и продукты, содержащиеся в нем.

Таким образом, хладагент работает по циклу: в конденсаторе он под воздействием высокого давления конденсируется и переходит в жидкое состояние, выделяя тепло, а в испарителе под воздействием низкого давления вскипает и переходит в газообразное состояние, поглощая тепло.

Схема работы компрессионного холодильника
1 - конденсатор, 2 - капилляр, 3 - испаритель, 4 - компрессор

Холодильник обязательно имеет терморегулятор, с помощью которого задается температура охлаждения холодильной камеры. Когда эта температура достигается, терморегулятор размыкает электрическую цепь, и компрессор останавливается.

Через некоторое время температура в холодильнике начинает снова повышаться (под воздействием окружающей среды). Тогда контакты терморегулятора замыкаются и электродвигатель мотор-компрессора запускается с помощью защитно-пускового реле. Весь цикл повторяется сначала, пока температура в холодильнике снова не понизится до нужного значения.

Вот почему мы слышим, как холодильник время от времени начинает «урчать», а потом снова затихает - это включается и выключается электродвигатель компрессора.

В схеме циркуляции хладагента на самом первом рисунке вы, наверно, заметили еще одно звено - фильтр-осушитель. Он нужен для очистки и осушения хладагента, который проходит через него. Фильтр-осушитель представляет собой цилиндр, заполненный веществом, поглощающим влагу (силикагель или цеолит).

Итак, холодильник устроен таким образом, что он не охлаждает воздух в камере, а забирает из него тепло и отдает его в окружающую среду. Обеспечивается это разницей давления в конденсаторе и испарителе холодильника. Хладагент идет от участка с высоким давлением, где он обращается в жидкость (конденсируется), к участку с низким давлением, где давление хладагента понижается и он превращается в пар (испаряется).

В статье использованы материалы с сайта secureforms.danfoss.com и

Сегодня в охлаждении нуждается огромное количество продуктов, а еще без холода невозможно реализовать многие технологические процессы. То есть с необходимостью применения холодильных установок мы сталкиваемся в быту, в торговле, на производстве. Далеко не всегда удается использовать естественное охлаждение, ведь оно сможет понизить температуру лишь до параметров окружающего воздуха.

На выручку приходят холодильные установки. Их действие основано на реализации несложных физических процессов испарения и конденсации. К преимуществам машинного охлаждения относится поддержание в автоматическом порядке постоянных низких температур, оптимальных для определенного вида продукта. Также немаловажными являются незначительные удельные эксплуатационные, ремонтные затраты и расходы на своевременное техническое обслуживание.

Для получения холода используется свойство холодильного агента корректировать собственную температуру кипения при изменении давления. Чтобы превратить жидкость в пар, к ней подводится определенное количество теплоты. Аналогично конденсация парообразной среды наблюдается при отборе тепла. На этих простых правилах и основывается принцип работы холодильной установки.

Это оборудование включает в себя четыре узла:

• компрессор
• конденсатор
• терморегулирующий вентиль
• испаритель

Между собой все эти узлы соединяются в замкнутый технологический цикл при помощи трубопроводной обвязки. По этому контуру подается холодильный агент. Это вещество, наделенное способностью кипеть при низких отрицательных температурах. Этот параметр зависит от давления парообразного хладагента в трубках испарителя. Более низкое давление соответствует низкой температуре кипения. Процесс парообразования будет сопровождаться отнятием тепла от той окружающей среды, в которую помещено теплообменное оборудование, что сопровождается ее охлаждением.

При кипении образуются пары хладагента. Они поступают на линию всасывания компрессора, сжимаются им и поступают в теплообменник-конденсатор. Степень сжатия зависит от температуры конденсации. В данном технологическом процессе наблюдается повышение температуры и давления рабочего продукта. Компрессором создают такие выходные параметры, при которых становится возможным переход пара в жидкую среду. Существуют специальные таблицы и диаграммы для определения давления, соответствующего определенной температуре. Это относится к процессу кипения и конденсации паров рабочей среды.

Конденсатор – это теплообменник, в котором горячие пары хладагента охлаждаются до температуры конденсации и переходят из пара в жидкость. Это происходит путем отбора от теплообменника тепла окружающим воздухом. Процесс реализуется при помощи естественной или же искусственной вентиляции. Второй вариант зачастую применяется в промышленных холодильных машинах.

После конденсатора жидкая рабочая среда поступает в терморегулирующий вентиль (дроссель). При его срабатывании давление и температура понижается рабочих параметров испарителя. Технологический процесс вновь идет по кругу. Чтобы получить холод необходимо подобрать температуру кипения хладагента, ниже параметров охлаждаемой среды.

На рисунке представлена схема простейшей установки, рассмотрев которую можно наглядно представить принцип работы холодильной машины. Из обозначений:

• «И» — испаритель
• «К» -компрессор
• «КС» — конденсатор
• «Д» — дроссельный вентиль

Стрелочками указано направление технологического процесса.

Помимо перечисленных основных узлов, холодильная машина оснащается приборами автоматики, фильтрами, осушителями и иными устройствами. Благодаря им установка максимально автоматизируется, обеспечивая эффективную работу с минимальным контролем со стороны человека.

В качестве холодильного агента сегодня в основном используются различные фреоны. Часть из них постепенно выводится из употребления ввиду негативного воздействия на окружающую среду. Доказано, что некоторые фреоны разрушают озоновый слой. Им на смену пришли новые, безопасные продукты, такие как R134а, R417а и пропан. Аммиак применяется лишь в масштабных промышленных установках.

Теоретический и реальный цикл холодильной установки

На этом рисунке представлен теоретический цикл простейшей холодильной установки. Видно, что в испарителе происходит не только непосредственно испарение, но и перегрев пара. А в конденсаторе пар превращается в жидкость и несколько переохлаждается. Это необходимо в целях повышения энергоэффективности технологического процесса.

Левая часть кривой – это жидкость в состоянии насыщения, а правая – насыщенный пар. То, что между ними – паро-жидкостная смесь. На линии D-A` происходит изменение теплосодержания холодильного агента, сопровождающееся выделением тепла. А вот отрезок В-С` наоборот, указывает на выделение холода в процессе кипения рабочей среды в трубках испарителя.

Реальный рабочий цикл отличается от теоретического ввиду наличия потерь давления на трубопроводной обвязке компрессора, а также на его клапанах.

Чтобы компенсировать данные потери работа сжатия должна быть увеличена, что снизит эффективности цикла. Данный параметр определяется отношением холодильной мощности, выделяемой в испарителе к мощности, потребляемой компрессором и электрической сети. Эффективность работы установки – это сравнительный параметр. Он не указывает непосредственно на производительность холодильника. Если данный параметр 3,3, это будет указывать, что на единицу электроэнергии, потребляемой установкой, приходится 3,3 единицы произведенного ею холода. Чем больше этот показатель, тем выше эффективность установки.

Устройство и принцип работы холодильной установки