Pohodlie domova moderného človeka si nemožno predstaviť bez chladničky. Je určený na dlhodobé skladovanie výrobkov. Podľa vedcov každý člen rodiny otvára dvere až 40-krát denne. Pozeráme sa dovnútra bez premýšľania, ako funguje naša chladnička.
V našom článku sa podrobne zaoberáme zariadením a princípom činnosti rôznych chladničiek.
Aká je chladnička
Každá moderná chladnička sa skladá z týchto hlavných jednotiek:
- Motor.
- Kondenzátor.
- Výparník.
- Kapilárna trubica.
- Vypúšťací filter.
- Dokipatel.
Schéma chladničky
Elektrický motor
Motor je hlavnou jednotkou domáceho spotrebiča. Určené na cirkuláciu chladiaceho média (freón) trubicami.
Motor sa skladá z dvoch jednotiek:
- elektrický motor;
- kompresor.
Elektrický motor prevádza elektrický prúd na mechanickú energiu. Jednotka sa skladá z dvoch častí - rotora a statora.
Teleso statora je tvorené niekoľkými medenými cievkami. Rotor má vzhľad oceľového hriadeľa. Rotor je spojený s piestovým systémom motora.
Ak je motor pripojený k napájaciemu zdroju, v cievkach nastane elektromagnetická indukcia. To spôsobuje krútiaci moment. Odstredivá sila poháňa rotor do rotačného pohybu.
Vedeli ste, že chladnička predstavuje 10% všetkej spotrebovanej elektriny. Otvorené dvierka spotrebiča niekoľkokrát zvyšujú spotrebu elektrickej energie.
Keď sa rotor motora otáča, piest sa pohybuje lineárne. Predná stena piestu stlačuje a vypúšťa pracovnú tekutinu do prevádzkového stavu.
Poloha motora chladničky
V moderných chladiacich zariadeniach je elektrický motor umiestnený vo vnútri kompresora. Toto usporiadanie blokuje dráhu plynu pre spontánny únik.
Na zníženie vibrácií je motor namontovaný na pružinovom kovovom zavesení. Pružina môže byť umiestnená zvonka alebo vo vnútri zariadenia. V moderných jednotkách je pružina umiestnená vo vnútri krytu motora. To vám umožní efektívne tlmiť vibrácie počas prevádzky prístroja.
kondenzátor
Je to hadovité potrubie s priemerom do 5 milimetrov. Určené na odvádzanie tepla z pracovnej tekutiny do životného prostredia. Kondenzátor je umiestnený na zadnej vonkajšej ploche zariadenia.
výparník
Predstavuje tenkovrstvový systém. Určené na odparovanie pracovnej tekutiny a chladenie okolitého priestoru. Nachádza sa vo vnútri alebo mimo mrazničky.
Kompresorové zariadenie
Kapilárna trubica
Navrhnuté na zníženie tlaku plynu. Má priemer 1,5 až 3 milimetre. Nachádza sa medzi výparníkom a kondenzátorom.
Sušička filtra
Určené na čistenie pracovného plynu od vlhkosti. Má vzhľad medenej trubice s priemerom 10 až 20 mm. Konce rúrky sú podlhovasté a hermeticky spájkované s kapilárnou rúrkou a kondenzátorom.
Varovanie! Sušička filtra má princíp jednosmernej prevádzky. Zariadenie nie je určené na spätnú prevádzku. Ak je filter nainštalovaný nesprávne, inštalácia môže zlyhať.
Vo vnútri trubice je zeolit - minerálne plnivo s vysoko pórovitou štruktúrou. Na obidvoch koncoch trubice sú nainštalované bariérové siete.
Sušička filtra
Na boku kondenzátora je nainštalovaná kovová sieť s veľkosťou ôk do 2 mm. Na boku kapilárnej rúrky je nainštalovaná syntetická sieť. Veľkosti buniek takejto mriežky sú desatiny milimetra.
Dokipatel
Je to kovový kontajner. Inštaluje sa v oblasti medzi výparníkom a vstupom do kompresora. Navrhnuté tak, aby priviedli Freona do varu a následne odparili.
Slúži na ochranu motora pred kvapalinou. Vniknutie pracovnej tekutiny môže viesť k zlyhaniu.
Ako funguje chladnička
Hlavný princíp činnosti každej chladničky je založený na dvoch pracovných operáciách:
- Odstránenie tepelnej energie zo zariadenia do okolitého priestoru.
- Koncentrácia chladu vo vnútri zariadenia.
Na výber tepla sa používa chladivo nazývané freón. Je to plynná látka na báze etánu, fluóru a chlóru. Freón má jedinečnú schopnosť prechodu z plynného stavu do kvapalného stavu a naopak. K prechodu z jedného stavu do druhého dochádza pri zmene tlaku.
Prevádzka chladiaceho systému je nasledovná. Kompresor nasáva freón dovnútra. Vo vnútri zariadenia pracuje elektrický motor. Motor poháňa piest. Keď sa piest pohybuje, je stlačený plyn.
Schematická schéma chladničky
Proces kompresie plynu je rozdelený do dvoch stupňov. V prvej fáze sa piest pohybuje späť. Keď je piest posunutý, vstupný ventil sa otvorí. Otvoreným otvorom vstupuje freón do plynovej komory.
V druhej fáze sa piest pohybuje opačným smerom. Počas spätného pohybu stlačuje piest plyn. Stlačené freónové lisy na výstupnej ventilovej doske. Tlak v komore prudko stúpa. Pri zvyšujúcom sa tlaku sa plyn zohreje na teplotu 100 ° C. Odpadový ventil sa otvára a uvoľňuje plyn von.
Vyhrievaný freón z komory vstupuje do externého výmenníka tepla (kondenzátora). Na ceste pozdĺž kondenzátora uvoľňuje freón teplo von. V koncovom bode kondenzátora teplota plynu klesne na 55 ° C.
Vedeli ste, že úplne prvé chladničky používali ako chladivo oxid siričitý? Takéto zariadenia boli veľmi nebezpečné kvôli vysokej pravdepodobnosti odtlakovania systému.
V procese prenosu tepla dochádza ku kondenzácii plynu. Freón z plynného stavu sa mení na kvapalinu.
Z kondenzátora vstupuje kvapalný freón do sušičky filtra. Vlhkosť tu absorbuje špeciálny sorbent. Z filtra vstupuje plynný freón do kapilárnej trubice.
Kapilárna trubica zohráva úlohu druhu zátky (prekážky). Na vstupe do rúrky tlak plynu klesá. Chladivo sa zmení na kvapalné. Z kapilárnej trubice vstupuje freón do výparníka. Keď tlak klesne, Freon sa odparí. Spolu s tlakom tiež klesá teplota plynu. V čase vstupu do výparníka je teplota freónu - 23 ° C.
Freón prechádza cez výmenník tepla vo vnútri chladničky. Chladený plyn odvádza teplo z vnútra rúrok výparníka. Po uvoľnení tepla sa vnútorný priestor chladničky ochladí.
Po odparení sa freón nasáva do kompresora. Uzatvorený cyklus sa opakuje.
Hlavné typy chladiacich systémov
Podľa princípu činnosti sa rozlišujú tieto typy chladničiek:
- kompresia;
- adsorpcia;
- termoelektrický;
- parný ejektor.
V kompresných jednotkách sa pohyb chladiva vykonáva zmenou tlaku v systéme. Regulácia tlaku pracovnej tekutiny sa vykonáva kompresorom. Chladiace systémy kompresorov sú najbežnejším typom chladiaceho zariadenia.
V absorpčných zariadeniach je pohyb chladiva spôsobený jeho zahrievaním z vykurovacieho systému. Amoniak sa používa ako pracovná zmes. Nevýhodou systému je vysoké nebezpečenstvo a zložitosť údržby. Tento typ domáceho spotrebiča je zastaraný a dnes bol ukončený.
Vedeli ste, že úplne prvá chladnička bola uvedená na trh americkou spoločnosťou General Electric už v roku 1911. Zariadenie bolo vyrobené z dreva. Oxid siričitý sa použil ako chladivo.
Hlavný princíp činnosti termoelektrických chladničiek je založený na absorpcii tepla počas interakcie dvoch vodičov pri priechode elektrického prúdu cez ne. Tento princíp je známy ako Peltierov efekt. Výhodou zariadenia je vysoká spoľahlivosť a životnosť. Nevýhodou sú vysoké náklady na polovodičové systémy.
Parné ejektorové zariadenia využívajú vodu. Úlohu pohonného systému plní vyhadzovač. Pracovná tekutina vstupuje do výparníka. Tu dochádza k varu kvapaliny za vzniku vodnej pary. Počas generovania tepla prudko klesá teplota vody.
Chladená voda sa používa na chladenie potravín. Vodná para sa z ejektora vypúšťa do kondenzátora. V kondenzátore sa vodná para ochladzuje, premieňa na kondenzát a znova sa privádza do odparky. Výhodou takýchto inštalácií je ich jednoduchosť zariadenia, bezpečnosť, šetrnosť k životnému prostrediu. Nevýhodou systému na odvádzanie pary je značná spotreba vody a elektriny na jeho ohrev.
Princíp činnosti absorpčných chladničiek
Činnosť absorpčných zariadení je založená na cirkulácii a odparovaní tekutého chladiva. Ako chladivo sa používa amoniak. Úloha absorbentu (absorbéra) sa vykonáva pomocou roztoku amoniaku na báze vody.
Schéma činnosti absorpčného zariadenia
Vodík a chróman sodný sa pridávajú do chladiaceho systému zariadenia. Vodík je určený na reguláciu tlaku v systéme. Chróman sodný chráni vnútorné steny rúrok pred koróziou.
Vedeli ste, že staré sovietske chladničky používajú ako chladiacu zmes freón R12 na báze chlóru. Hlavnou nevýhodou je jej deštruktívny účinok na ozónovú vrstvu Zeme.
Po pripojení na zdroj energie v generátorovom kotli sa pracovná tekutina zohreje. Pracovná zmes je vodný roztok amoniaku. Roztok amoniaku je umiestnený v špeciálnej nádrži.
Zahrievanie chladiva vedie k odparovaniu amoniaku. Pary amoniaku vstupujú do kondenzátora. Čpavok tu kondenzuje a mení sa na tekutinu.
Skvapalnený amoniak vstupuje do odparovača. Odtiaľ sa kvapalný amoniak mieša s vodíkom. Tlakový rozdiel týchto dvoch látok vedie k odparovaniu amoniaku. Proces odparovania je sprevádzaný zahrievaním a ochladzovaním amoniaku na -4 ° C. Spolu s amoniakom sa výparník ochladí.
Chladené výparník berie teplo okolitej oblasti. Po odparení vstupuje amoniak do adsorbéra. V adsorbéri je čistá voda. Tu sa amoniak zmieša s vodou. Roztok amoniaku vstupuje do nádrže. Roztok amoniaku z nádrže vstupuje do generátora kotla a uzavretý cyklus sa opakuje.
Ako náhradu za amoniak sa môžu použiť vodné roztoky acetónu, bromidu lítneho a acetylénu.
Výhodou absorpčných zariadení je tichá prevádzka jednotiek.
Princíp činnosti samozmrazovacej chladničky
Proces rozmrazovania v inštaláciách so samočinne zamrznutým systémom nastáva automaticky.
Existujú dva typy samozmrazovacích systémov:
- Drip.
- Vietor (bez námrazy).
V zariadeniach s odkvapkávacím systémom je výparník umiestnený na zadnej strane zariadenia. Počas prevádzky sa na zadnej stene vytvára námraza. Pri rozmrazovaní tečie mráz cez špeciálne žľaby na spodok spotrebiča. Zahrievaný kompresor s vysokou teplotou odparuje kvapalinu.
V inštaláciách s veterným systémom je do tela fúkaný špeciálny ventilátor studeným vzduchom z výparníka na zadnej stene. Počas cyklu rozmrazovania mráz tečie po drážkach do špeciálneho otvoru.
Priemyselné chladničky
Priemyselné spotrebiče sa líšia od domácich spotrebičov, pokiaľ ide o kapacitu inštalácie a veľkosť chladiacich komôr. Výkon motora zariadenia dosahuje niekoľko desiatok kilowattov. Prevádzková teplota mrazničiek je v rozsahu od + 5 do - 50 ° C.
Vedeli ste, že najväčšia priemyselná chladnička má rozlohu 24 km2. Tento gigant sa nachádza v Ženeve (Švajčiarsko) a slúži na vedecké účely v hadronovom zrážači.
Priemyselné závody sú určené na chladenie a hlboké mrazenie veľkého množstva výrobkov. Objem mrazničiek je od 5 do 5 000 ton. Používa sa v obstarávacích a spracovateľských podnikoch.
Princíp činnosti invertorovej chladničky
Invertorové kompresory sú určené na akumuláciu a premenu jednosmerného prúdu na striedavý prúd s napätím 220 V. Princíp činnosti je založený na schopnosti plynule regulovať rýchlosť hriadeľa motora.
Invertorové motorové zariadenie
Keď je menič zapnutý, rýchlo získa požadovanú rýchlosť na vytvorenie požadovanej teploty vo vnútri skrinky. Po dosiahnutí nastavených parametrov zariadenie prejde do pohotovostného režimu. Hneď ako teplota vo vnútri krytu stúpne, aktivuje sa snímač teploty a otáčky motora sa zvýšia.
Termostat chladničky
Regulátor teploty je určený na udržiavanie vopred určenej teploty vo vnútri systému. Zariadenie je hermeticky spájkované z jedného konca kapilárnej rúrky. Na druhom konci je kapilárna rúrka spojená s výparníkom.
Hlavným prvkom zariadenia na reguláciu teploty každej chladničky je tepelné relé. Konštrukcia tepelného relé pozostáva z vlnovca a silovej páky.
Termostat
Vlnovec je vlnitá pružina s freónom v prstencoch. V závislosti od teploty freónu je pružina stlačená alebo napnutá. Keď teplota chladiva klesá, jar sa zmenšuje.
Vedeli ste, že moderné domáce chladničky používajú freón na báze izobutánu R600a. Toto chladivo nezničuje ozónovú vrstvu planéty a nespôsobuje skleníkový efekt.
Pod vplyvom stlačenia páka uzavrie kontakty a pripojí kompresor k činnosti. Pri zvyšujúcej sa teplote sa pružina napína. Elektrická páka otvára obvod a motor sa vypne.
Chladnička bez elektriny - je to pravda alebo fikcia?
Mohammed Ba Abba, obyvateľ Nigérie, dostal v roku 2003 patent na chladničku bez elektriny. Zariadenie je hlinené hrnce rôznych veľkostí. Plavidlá sú zložené do seba podľa zásady ruských „hniezdnych bábik“.
Chladnička bez elektriny
Priestor medzi kvetináčmi je vyplnený vlhkým pieskom. Ako kryt sa používa vlhká handrička. Pod vplyvom horúceho vzduchu sa vlhkosť z piesku vyparuje. Odparovanie vody vedie k zníženiu teploty vo vnútri nádob. To vám umožní dlhodobo skladovať jedlo v horúcom prostredí bez použitia elektrickej energie.
Poznanie zariadenia a princíp činnosti chladničky vám umožní vykonať jednoduchú opravu zariadenia vlastnými rukami. Ak je systém nakonfigurovaný správne, zariadenie bude fungovať mnoho rokov. V prípade komplexnejších porúch by ste sa mali obrátiť na špecialistov servisných stredísk.
