O esquema e princípio de operação de diferentes geladeiras

O conforto doméstico de uma pessoa moderna não pode ser imaginado sem uma geladeira. Destina-se ao armazenamento de produtos a longo prazo. Segundo os cientistas, cada membro da família abre a porta até 40 vezes por dia. Nós olhamos para dentro sem sequer pensar em como nossa geladeira funciona.

Em nosso artigo, consideraremos detalhadamente o dispositivo e o princípio de operação de vários refrigeradores.

Como está a geladeira

Qualquer geladeira moderna consiste nas seguintes unidades principais:

1. O motor
2. Capacitor.
3. Vaporizador.
4. Tubo capilar.
5. Filtro de drenagem.
6. Dokupatel.

O esquema da geladeira

Motor elétrico

O motor é a unidade principal do aparelho doméstico. Projetado para a circulação de refrigerante (freon) através dos tubos.

O mecanismo consiste em duas unidades:

• motor elétrico;
• compressor

Um motor elétrico converte corrente elétrica em energia mecânica. A unidade consiste em duas partes - o rotor e o estator.

A carcaça do estator é composta por várias bobinas de cobre. O rotor tem a aparência de um eixo de aço. O rotor está conectado ao sistema de pistão do motor.

Quando o motor está conectado à fonte de alimentação, a indução eletromagnética ocorre nas bobinas. Isso causa torque. A força centrífuga aciona o rotor em movimento rotacional.

Você sabia que a geladeira responde por 10% de toda a eletricidade consumida. A porta aberta do aparelho aumenta o consumo de eletricidade várias vezes.

Quando o rotor do motor gira, o pistão se move linearmente. A parede frontal do pistão comprime e descarrega o fluido de trabalho para um estado de trabalho.

Posição do motor do refrigerador

Nas modernas instalações de refrigeração, o motor elétrico está localizado dentro do compressor. Esse arranjo bloqueia o caminho do gás para vazamentos espontâneos.

Para reduzir a vibração, o motor é montado em uma suspensão de metal elástico. A mola pode estar localizada fora ou dentro do dispositivo. Nas unidades modernas, a mola está localizada dentro da carcaça do motor. Isso permite amortecer efetivamente a vibração durante a operação do aparelho.

Capacitor

É um oleoduto serpentino com um diâmetro de até 5 milímetros. Projetado para remover o calor do fluido de trabalho no meio ambiente. O capacitor está localizado na superfície externa traseira do dispositivo.

Vaporizador

Representa um sistema de tubo fino. Projetado para a evaporação do fluido de trabalho e o resfriamento do espaço circundante. Localizado dentro ou fora do freezer.

Dispositivo compressor

Tubo capilar

Projetado para reduzir a pressão do gás. Tem um diâmetro de 1,5 a 3 milímetros. Localizado entre o evaporador e o condensador.

Filtro secador

Projetado para limpar o gás de trabalho da umidade. Tem a aparência de um tubo de cobre com um diâmetro de 10 a 20 mm. As extremidades do tubo são alongadas e soldadas hermeticamente ao tubo capilar e ao capacitor.

Atenção! O secador do filtro possui um princípio de operação unidirecional. O dispositivo não se destina à operação reversa. Se o filtro estiver instalado incorretamente, a instalação poderá falhar.

Dentro do tubo há zeólita - uma carga mineral com uma estrutura altamente porosa. Redes de barreira são instaladas nas duas extremidades do tubo.

Filtro secador

Uma malha de metal com tamanhos de malha de até 2 mm é instalada na lateral do capacitor. Uma malha sintética é instalada na lateral do tubo capilar. O tamanho das células dessa grade é de décimos de milímetro.

Dokipatel

É um recipiente de metal. É instalado na área entre o evaporador e a entrada do compressor. Projetado para ferver Freon, seguido de evaporação.

Serve para proteger o motor de líquidos. A entrada de fluido de trabalho pode levar à falha.

Como a geladeira funciona

O principal princípio de operação de qualquer geladeira é baseado em duas operações de trabalho:

1. A remoção de energia térmica do dispositivo para o espaço circundante.
2. Concentração de frio dentro do dispositivo.

Para a seleção de calor, é usado um refrigerante chamado freon. É uma substância gasosa à base de etano, flúor e cloro. Freon tem a capacidade única de fazer a transição de um estado gasoso para um estado líquido e vice-versa. A transição de um estado para outro ocorre quando a pressão muda.

A operação do sistema de refrigeração é a seguinte. O compressor suga freon para dentro. Um motor elétrico funciona dentro do dispositivo. O motor aciona o pistão. Quando o pistão se move, o gás é comprimido.

Diagrama esquemático da geladeira

O processo de compressão de gás é dividido em duas etapas. Na primeira etapa, o pistão se move para trás. Quando o pistão é deslocado, a válvula de entrada se abre. Através de um buraco aberto, freon entra na câmara de gás.

No segundo estágio, o pistão se move na direção oposta. Durante o movimento reverso, o pistão comprime o gás. O freon comprimido pressiona a placa da válvula de saída. A pressão na câmara aumenta acentuadamente. Com o aumento da pressão, o gás é aquecido a uma temperatura de 100 ° C. A válvula de escape se abre e libera gás para o exterior.

O freon aquecido da câmara entra em um trocador de calor externo (condensador). No caminho ao longo do condensador, Freon emite calor para o exterior. No ponto final do condensador, a temperatura do gás diminui para 55 ° C.

Você sabia que os primeiros refrigeradores usavam dióxido de enxofre como refrigerante? Tais dispositivos eram muito perigosos devido à alta probabilidade de despressurização do sistema.

No processo de transferência de calor, ocorre a condensação do gás. Freon de um estado gasoso se transforma em um líquido.

Do condensador, o líquido freon entra no secador do filtro. Aqui, a umidade é absorvida por um sorvente especial. A partir do filtro, o freon gasoso entra no tubo capilar.

O tubo capilar desempenha o papel de uma espécie de tampão (obstáculo). Na entrada do tubo, a pressão do gás diminui. O refrigerante se transforma em líquido. Do tubo capilar, freon entra no evaporador. Quando a pressão cai, Freon evapora. Juntamente com a pressão, a temperatura do gás também cai. No momento da entrada no evaporador, a temperatura do freon é de - 23 ° C.

Freon passa por um trocador de calor dentro da geladeira. O gás resfriado remove o calor do interior dos tubos do evaporador. Quando o calor é liberado, o espaço interno da geladeira é resfriado.

Após o evaporador, o freon é sugado para o compressor. O ciclo fechado é repetido.

Os principais tipos de sistemas de refrigeração

De acordo com o princípio de ação, os seguintes tipos de refrigeradores são diferenciados:

• compressão;
• adsorção;
• termoelétrico;
• ejetor de vapor.

Nas unidades de compressão, o movimento do refrigerante é realizado alterando a pressão no sistema. O controle de pressão do fluido de trabalho é realizado pelo compressor. Os sistemas de refrigeração do compressor são o tipo mais comum de dispositivo de refrigeração.

Nas instalações de absorção, o movimento do refrigerante é devido ao aquecimento do sistema de aquecimento. A amônia é usada como uma mistura de trabalho. A desvantagem do sistema é o alto perigo e a complexidade da manutenção. Este tipo de eletrodoméstico é obsoleto e foi descontinuado hoje.

Você sabia que o primeiro refrigerador foi lançado pela empresa americana General Electric em 1911. O dispositivo foi feito de madeira. O dióxido de enxofre foi usado como refrigerante.

O principal princípio de operação dos refrigeradores termoelétricos é baseado na absorção de calor durante a interação de dois condutores durante a passagem da corrente elétrica através deles. Esse princípio é conhecido como efeito Peltier. A vantagem do dispositivo é alta confiabilidade e durabilidade. A desvantagem é o alto custo dos sistemas semicondutores.

As plantas ejetoras de vapor usam água. O papel do sistema de propulsão é desempenhado pelo ejetor. O fluido de trabalho entra no evaporador. Aqui, a ebulição do líquido ocorre com a formação de vapor de água. Durante a geração de calor, a temperatura da água cai acentuadamente.

Água gelada é usada para resfriar alimentos. O vapor de água é descarregado pelo ejetor no condensador. No condensador, o vapor d'água é resfriado, convertido em condensado e novamente alimentado ao evaporador. A vantagem de tais instalações é a simplicidade do dispositivo, segurança, respeito pelo meio ambiente. A desvantagem do sistema de ejeção de vapor é o consumo significativo de água e eletricidade para o seu aquecimento.

O princípio de operação dos refrigeradores de absorção

A operação dos dispositivos de absorção é baseada na circulação e evaporação do refrigerante líquido. A amônia é usada como refrigerante. O papel do absorvente (absorvedor) é desempenhado por uma solução de amônia à base de água.

O esquema de operação do dispositivo de absorção

Hidrogênio e cromato de sódio são adicionados ao sistema de arrefecimento do aparelho. O hidrogênio é projetado para controlar a pressão do sistema. O cromato de sódio protege as paredes internas dos tubos contra a corrosão.

Você sabia que os antigos refrigeradores soviéticos usam o freon R12 à base de cloro como uma mistura de resfriamento. A principal desvantagem é o seu efeito destrutivo na camada de ozônio da Terra.

Quando conectado à fonte de alimentação na caldeira do gerador, o fluido de trabalho é aquecido. A mistura de trabalho é uma solução aquosa de amônia. A solução de amônia está localizada em um tanque especial.

O aquecimento do refrigerante leva à evaporação da amônia. O vapor de amônia entra no condensador. Aqui, a amônia se condensa e se transforma em líquido.

A amônia liquefeita entra no evaporador. A partir daqui, a amônia líquida se mistura com o hidrogênio. A diferença de pressão das duas substâncias leva à evaporação da amônia. O processo de evaporação é acompanhado de amônia por calor e resfriamento a -4 ° C. Junto com a amônia, o evaporador esfria.

Um evaporador resfriado absorve o calor da área circundante. Após a evaporação, a amônia entra no adsorvedor. Há água limpa no adsorvedor. Aqui a amônia é misturada com água. A solução de amônia entra no tanque. A solução de amônia do tanque entra no gerador da caldeira e o ciclo fechado é repetido.

Como substituto da amônia, soluções aquosas de acetona, brometo de lítio e acetileno podem ser usadas.

A vantagem dos dispositivos de absorção é a operação silenciosa das unidades.

O princípio de funcionamento do frigorífico com congelação

O processo de degelo em instalações com sistema de congelamento automático ocorre automaticamente.

Existem dois tipos de sistemas de congelamento automático:

1. Gotejamento.
2. Ventoso (sem geada).

Em dispositivos com sistema de gotejamento, o evaporador está localizado na parte traseira do dispositivo. Durante a operação, forma-se gelo na parede traseira. Ao descongelar, o gelo flui através de calhas especiais para o fundo do aparelho. Aquecido a compressor de alta temperatura evapora o líquido.

Em instalações com sistema de vento, o ar frio do evaporador na parede traseira é soprado por um ventilador especial no corpo. Durante o ciclo de descongelamento, a geada flui pelas ranhuras para um buraco especial.

Refrigeradores industriais

Os aparelhos industriais diferem dos aparelhos domésticos na capacidade da instalação e no tamanho das câmaras de refrigeração. A potência do motor do equipamento atinge várias dezenas de quilowatts. A temperatura de operação dos congeladores está na faixa de + 5 a - 50 ° C.

Você sabia que o maior refrigerador industrial ocupa 24 km2 de área. Este gigante está localizado em Genebra (Suíça) e serve para fins científicos no colisor de hádrons.

As plantas industriais são projetadas para resfriamento e congelamento profundo de um grande número de produtos. O volume de freezers é de 5 a 5000 toneladas. Utilizado em empresas de compras e processamento.

O princípio de operação do refrigerador inversor

Os compressores inversores são projetados para o acúmulo e conversão de corrente contínua em corrente alternada com uma tensão de 220 V. O princípio de operação baseia-se na capacidade de controlar suavemente a velocidade do eixo do motor.

Dispositivo do motor inversor

Quando ligado, o inversor ganha rapidamente a velocidade necessária para criar a temperatura necessária dentro da caixa. Quando os parâmetros definidos são atingidos, o dispositivo entra no modo de espera. Assim que a temperatura no interior da caixa aumenta, o sensor de temperatura é ativado e a velocidade do motor aumenta.

Dispositivo de termostato de geladeira

O controlador de temperatura foi projetado para manter uma temperatura predeterminada dentro do sistema. O dispositivo é soldado hermeticamente a partir de uma extremidade do tubo capilar. Na outra extremidade, o tubo capilar é conectado ao evaporador.

O elemento principal do dispositivo de controle de temperatura de qualquer refrigerador é um relé térmico. O design do relé térmico consiste em um fole e uma alavanca de força.

Dispositivo termostato

Um fole é uma mola ondulada com freon em seus anéis. Dependendo da temperatura do freon, a mola é comprimida ou esticada. À medida que a temperatura do refrigerante cai, a mola se contrai.

Você sabia que os refrigeradores domésticos modernos usam o R600a freon à base de isobutano. Este refrigerante não destrói a camada de ozônio do planeta e não causa efeito estufa.

Sob a influência da compressão, a alavanca fecha os contatos e conecta o compressor ao trabalho. Com o aumento da temperatura, a mola se estende. A alavanca de força abre o circuito e o motor desliga.

Uma geladeira sem eletricidade - é verdade ou ficção?

Mohammed Ba Abba, morador da Nigéria, recebeu uma patente para uma geladeira sem eletricidade em 2003. O dispositivo é uma panela de barro de tamanhos diferentes. Os vasos são dobrados entre si de acordo com o princípio dos “bonecos de nidificação” russos.

Geladeira sem eletricidade

O espaço entre os vasos é preenchido com areia molhada. Como cobertura, é usado um pano úmido. Sob a influência do ar quente, a umidade da areia evapora. A evaporação da água leva a uma diminuição da temperatura no interior dos vasos. Isso permite que você armazene alimentos em um clima quente por um longo tempo sem o uso de eletricidade.

Conhecer o dispositivo e o princípio de operação do refrigerador permitirá que você execute um reparo simples do dispositivo com suas próprias mãos. Se o sistema estiver configurado corretamente, o dispositivo funcionará por muitos anos. Para avarias mais complexas, entre em contato com os especialistas dos centros de serviço.