Το σχήμα και η αρχή της λειτουργίας των διαφόρων ψυγείων

Η οικιακή άνεση ενός σύγχρονου ατόμου δεν μπορεί να φανταστεί χωρίς ψυγείο. Προορίζεται για μακροχρόνια αποθήκευση προϊόντων. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, κάθε μέλος της οικογένειας ανοίγει την πόρτα μέχρι και 40 φορές την ημέρα. Εξετάζουμε το εσωτερικό χωρίς να σκεφτόμαστε πώς λειτουργεί το ψυγείο μας.

Στο άρθρο μας θα εξετάσουμε λεπτομερώς τη συσκευή και την αρχή λειτουργίας διαφόρων ψυγείων.

Πώς είναι το ψυγείο

Κάθε μοντέρνο ψυγείο αποτελείται από τις ακόλουθες κύριες μονάδες:

1. Ο κινητήρας.
2. Πυκνωτής.
3. Εξατμιστής.
4. Τριχοειδής σωλήνας.
5. Φίλτρο αποστράγγισης.
6. Dokupatel.

Το σχέδιο του ψυγείου

Ηλεκτροκινητήρας

Ο κινητήρας είναι η κύρια μονάδα της οικιακής συσκευής. Σχεδιασμένο για την κυκλοφορία ψυκτικού (freon) μέσω των σωλήνων.

Ο κινητήρας αποτελείται από δύο μονάδες:

• ηλεκτρικό μοτέρ;
• συμπιεστή

Ένας ηλεκτρικός κινητήρας μετατρέπει το ηλεκτρικό ρεύμα σε μηχανική ενέργεια. Η μονάδα αποτελείται από δύο μέρη - τον στροφέα και τον στάτορα.

Το περίβλημα του στάτορα αποτελείται από πολλά πηνία χαλκού. Ο ρότορας έχει την εμφάνιση ενός χαλύβδινου άξονα. Ο ρότορας συνδέεται στο σύστημα εμβόλου του κινητήρα.

Όταν ο κινητήρας είναι συνδεδεμένος στην τροφοδοσία ρεύματος, υπάρχει ηλεκτρομαγνητική επαγωγή στα πηνία. Προκαλεί ροπή. Η φυγόκεντρη δύναμη οδηγεί τον ρότορα σε περιστροφική κίνηση.

Γνωρίζατε ότι το ψυγείο αντιπροσωπεύει το 10% της συνολικής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας. Η ανοικτή πόρτα της συσκευής αυξάνει την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας πολλές φορές.

Όταν περιστρέφεται ο ρότορας του κινητήρα, το έμβολο κινείται γραμμικά. Το εμπρόσθιο τοίχωμα του εμβόλου συμπιέζει και εκκενώνει το λειτουργικό ρευστό σε κατάσταση λειτουργίας.

Θέση του ψυγείου κινητήρα

Στις σύγχρονες εγκαταστάσεις ψύξης, ο ηλεκτροκινητήρας βρίσκεται στο εσωτερικό του συμπιεστή. Αυτή η διάταξη εμποδίζει τη διαδρομή αερίου για αυθόρμητη διαρροή.

Για τη μείωση των κραδασμών, ο κινητήρας τοποθετείται σε ελατηριωτή μεταλλική ανάρτηση. Το ελατήριο μπορεί να βρίσκεται έξω ή μέσα στη συσκευή. Στις σύγχρονες μονάδες, το ελατήριο βρίσκεται μέσα στο περίβλημα του κινητήρα. Αυτό σας επιτρέπει να εμποδίζετε αποτελεσματικά τους κραδασμούς κατά τη λειτουργία της συσκευής.

Πυκνωτής

Είναι ένας ελικοειδής αγωγός με διάμετρο μέχρι 5 χιλιοστά. Σχεδιασμένο για να απομακρύνει τη θερμότητα από το υγρό εργασίας στο περιβάλλον. Ο πυκνωτής βρίσκεται στην πίσω εξωτερική επιφάνεια της συσκευής.

Εξατμιστής

Αντιπροσωπεύει ένα σύστημα λεπτού σωλήνα. Σχεδιασμένο για την εξάτμιση του υγρού εργασίας και την ψύξη του περιβάλλοντος χώρου. Βρίσκεται μέσα ή έξω από την κατάψυξη.

Συσκευή συμπιεστή

Τριχοειδής σωλήνας

Σχεδιασμένο για τη μείωση της πίεσης του αερίου. Έχει διάμετρο 1,5 έως 3 χιλιοστόμετρα. Βρίσκεται μεταξύ του εξατμιστή και του συμπυκνωτή.

Φίλτρο στεγνωτήρα

Σχεδιασμένο για να καθαρίζει το αέριο εργασίας από την υγρασία. Έχει την εμφάνιση ενός χάλκινου σωλήνα διαμέτρου 10 έως 20 mm. Τα άκρα του σωλήνα είναι επιμήκεις και συγκολλούνται ερμητικά στον τριχοειδή σωλήνα και τον πυκνωτή.

Προσοχή! Ο ξηραντήρας φίλτρων έχει μια αρχή μονής κατεύθυνσης. Η συσκευή δεν προορίζεται για αντίστροφη λειτουργία. Εάν το φίλτρο είναι εγκατεστημένο λανθασμένα, η εγκατάσταση ενδέχεται να αποτύχει.

Μέσα στον σωλήνα είναι ο ζεόλιθος - ένα ανόργανο πληρωτικό με εξαιρετικά πορώδη δομή. Τα δίχτυα φραγής τοποθετούνται και στα δύο άκρα του σωλήνα.

Φίλτρο στεγνωτήρα

Ένα μεταλλικό πλέγμα με μέγεθος ματιών έως 2 mm είναι τοποθετημένο στην πλευρά του πυκνωτή. Συνθετικό πλέγμα τοποθετείται στην πλευρά του τριχοειδούς σωλήνα. Τα μεγέθη κυψελίδων ενός τέτοιου πλέγματος είναι δέκατα του χιλιοστού.

Dokipatel

Είναι ένα μεταλλικό δοχείο. Τοποθετείται στην περιοχή μεταξύ του εξατμιστή και της εισόδου του συμπιεστή. Σχεδιασμένο για να φέρει τον Freon σε βρασμό, ακολουθούμενο από εξάτμιση.

Χρησιμεύει στην προστασία του κινητήρα από το υγρό. Η εισροή του υγρού εργασίας μπορεί να οδηγήσει σε βλάβη.

Πώς λειτουργεί το ψυγείο

Η βασική αρχή λειτουργίας κάθε ψυγείου βασίζεται σε δύο εργασίες:

1. Η αφαίρεση της θερμικής ενέργειας από τη συσκευή στον περιβάλλοντα χώρο.
2. Συγκέντρωση του κρύου μέσα στη συσκευή.

Για την επιλογή της θερμότητας, χρησιμοποιείται ένα ψυκτικό που ονομάζεται φρέον. Είναι μια αέρια ουσία που βασίζεται σε αιθάνιο, φθόριο και χλώριο. Ο Freon έχει τη μοναδική ικανότητα μετάβασης από μια αέρια κατάσταση σε μια υγρή κατάσταση και αντίστροφα. Η μετάβαση από μια κατάσταση στην άλλη συμβαίνει όταν αλλάζει η πίεση.

Η λειτουργία του συστήματος ψύξης έχει ως εξής. Ο συμπιεστής αναρροφά freon προς τα μέσα. Ένας ηλεκτροκινητήρας λειτουργεί μέσα στη συσκευή. Ο κινητήρας οδηγεί το έμβολο. Όταν το έμβολο κινείται, το αέριο συμπιέζεται.

Σχηματικό διάγραμμα του ψυγείου

Η διαδικασία συμπίεσης αερίου χωρίζεται σε δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο, το έμβολο κινείται πίσω. Όταν το έμβολο μετατοπιστεί, ανοίγει η βαλβίδα εισαγωγής. Μέσω μιας ανοιχτής οπής, το freon εισέρχεται στο θάλαμο αερίου.

Στο δεύτερο στάδιο, το έμβολο κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση. Κατά την αντίστροφη κίνηση, το έμβολο συμπιέζει το αέριο. Συμπιεσμένα πρεσαριστά φρέον στην πλάκα της βαλβίδας εξαγωγής. Η πίεση στο θάλαμο αυξάνεται έντονα. Καθώς αυξάνεται η πίεση, το αέριο θερμαίνεται μέχρι θερμοκρασία 100 ° C. Η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει και απελευθερώνει αέριο προς τα έξω.

Ο θερμαινόμενος freon από το θάλαμο εισέρχεται σε έναν εξωτερικό εναλλάκτη θερμότητας (συμπυκνωτής). Στο δρόμο κατά μήκος του συμπυκνωτή, το freon εκπέμπει θερμότητα προς τα έξω. Στο τελικό σημείο του συμπυκνωτή, η θερμοκρασία του αερίου μειώνεται στους 55 ° C.

Ξέρατε ότι τα πρώτα ψυγεία χρησιμοποιούσαν διοξείδιο του θείου ως ψυκτικό μέσο; Τέτοιες συσκευές ήταν πολύ επικίνδυνες λόγω της υψηλής πιθανότητας αποσυμπίεσης του συστήματος.

Στη διαδικασία μεταφοράς θερμότητας, συμβαίνει συμπύκνωση αερίου. Το φρέον από την αέρια κατάσταση μετατρέπεται σε υγρό.

Από τον συμπυκνωτή, το υγρό freon εισέρχεται στον ξηραντήρα φίλτρου. Εδώ, η υγρασία απορροφάται από ένα ειδικό ροφητικό. Από το φίλτρο εισέρχεται αέριο φρέον στον τριχοειδή σωλήνα.

Ο τριχοειδής σωλήνας παίζει το ρόλο ενός τύπου βύσματος (εμπόδιο). Στην είσοδο του σωλήνα μειώνεται η πίεση του αερίου. Το ψυκτικό υγρό μετατρέπεται σε υγρό. Από τον τριχοειδή σωλήνα, ο φρέον εισέρχεται στον εξατμιστή. Όταν πέσει η πίεση, ο Freon εξατμίζεται. Μαζί με την πίεση, η θερμοκρασία του αερίου πέφτει επίσης. Κατά τη στιγμή της εισόδου στον εξατμιστή, η θερμοκρασία του φρεονίου είναι - 23 ° C.

Ο Freon διέρχεται μέσω ενός εναλλάκτη θερμότητας μέσα στο ψυγείο. Το ψυγμένο αέριο αφαιρεί τη θερμότητα από το εσωτερικό των σωλήνων εξατμιστή. Όταν απελευθερώνεται θερμότητα, ο εσωτερικός χώρος του ψυγείου ψύχεται.

Μετά τον εξατμιστή, το φρέον αναρροφάται μέσα στον συμπιεστή. Ο κλειστός κύκλος επαναλαμβάνεται.

Οι κύριοι τύποι συστημάτων ψύξης

Σύμφωνα με την αρχή της δράσης, διακρίνονται οι ακόλουθοι τύποι ψυγείων:

• συμπίεση;
• προσρόφηση;
• θερμοηλεκτρική?
• ατμοκαθαριστή.

Στις μονάδες συμπίεσης, η κίνηση του ψυκτικού μέσου γίνεται με αλλαγή της πίεσης στο σύστημα. Ο έλεγχος πίεσης του ρευστού εργασίας εκτελείται από τον συμπιεστή. Τα συστήματα ψύξης του συμπιεστή είναι ο πιο κοινός τύπος συσκευής ψύξης.

Στις μονάδες απορρόφησης, η κίνηση του ψυκτικού μέσου οφείλεται στη θέρμανση του από το σύστημα θέρμανσης. Η αμμωνία χρησιμοποιείται ως μίγμα εργασίας. Το μειονέκτημα του συστήματος είναι ο υψηλός κίνδυνος και η πολυπλοκότητα της συντήρησης. Αυτός ο τύπος οικιακής συσκευής είναι παρωχημένος και έχει διακοπεί σήμερα.

Γνωρίζατε ότι το πρώτο ψυγείο ξεκίνησε από την αμερικανική εταιρεία General Electric το 1911. Η συσκευή ήταν κατασκευασμένη από ξύλο. Το διοξείδιο του θείου χρησιμοποιήθηκε ως ψυκτικό μέσο.

Η κύρια αρχή λειτουργίας των θερμοηλεκτρικών ψυγείων βασίζεται στην απορρόφηση της θερμότητας κατά τη διάρκεια της αλληλεπίδρασης δύο αγωγών κατά τη διέλευση του ηλεκτρικού ρεύματος μέσω αυτών. Αυτή η αρχή είναι γνωστή ως το φαινόμενο Peltier. Το πλεονέκτημα της συσκευής είναι η υψηλή αξιοπιστία και ανθεκτικότητα. Το μειονέκτημα είναι το υψηλό κόστος των συστημάτων ημιαγωγών.

Οι εγκαταστάσεις εκτόξευσης ατμού χρησιμοποιούν νερό. Ο ρόλος του συστήματος πρόωσης εκτελείται από τον εκτοξευτήρα. Το υγρό εργασίας εισέρχεται στον εξατμιστή. Εδώ, ο βρασμός του υγρού συμβαίνει με το σχηματισμό υδρατμών. Κατά τη δημιουργία θερμότητας, η θερμοκρασία του νερού πέφτει απότομα.

Το κρύο νερό χρησιμοποιείται για την ψύξη των τροφίμων. Ο υδρατμός εκκενώνεται από τον εκτοξευτήρα στον συμπυκνωτή. Στον συμπυκνωτή, ο υδρατμός ψύχεται, μετατρέπεται σε συμπύκνωμα και τροφοδοτείται και πάλι στον εξατμιστή. Το πλεονέκτημα αυτών των εγκαταστάσεων είναι η απλότητα της συσκευής, η ασφάλεια, η φιλικότητα προς το περιβάλλον. Το μειονέκτημα του συστήματος εκτόξευσης ατμού είναι η σημαντική κατανάλωση νερού και ηλεκτρικού ρεύματος για τη θέρμανση του.

Η αρχή της λειτουργίας των ψυγείων απορρόφησης

Η λειτουργία των συσκευών απορρόφησης βασίζεται στην κυκλοφορία και την εξάτμιση του υγρού ψυκτικού μέσου. Η αμμωνία χρησιμοποιείται ως ψυκτικό μέσο. Ο ρόλος του απορροφητικού υλικού (απορροφητής) εκτελείται με διάλυμα αμμωνίας με βάση το νερό.

Το σχέδιο λειτουργίας της διάταξης απορρόφησης

Υδρογόνο και χρωμικό νάτριο προστίθενται στο σύστημα ψύξης της συσκευής. Το υδρογόνο έχει σχεδιαστεί για να ελέγχει την πίεση του συστήματος. Το χρωμικό νάτριο προστατεύει τα εσωτερικά τοιχώματα των σωλήνων από τη διάβρωση.

Γνωρίζατε ότι τα παλιά σοβιετικά ψυγεία χρησιμοποιούν δροσμό R12 με βάση το χλώριο ως μίγμα ψύξης. Το κύριο μειονέκτημα είναι η καταστρεπτική επίδρασή του στο στρώμα του όζοντος της Γης.

Όταν συνδέεται στην τροφοδοσία στο λέβητα γεννήτριας, το υγρό εργασίας θερμαίνεται. Το μείγμα εργασίας είναι ένα υδατικό διάλυμα αμμωνίας. Το διάλυμα αμμωνίας βρίσκεται σε ειδική δεξαμενή.

Η θέρμανση του ψυκτικού μέσου οδηγεί στην εξάτμιση της αμμωνίας. Οι ατμοί αμμωνίας εισέρχονται στον συμπυκνωτή. Εδώ, η αμμωνία συμπυκνώνεται και μετατρέπεται σε υγρό.

Η υγροποιημένη αμμωνία εισέρχεται στον εξατμιστή. Από εδώ, η υγρή αμμωνία αναμιγνύεται με υδρογόνο. Η διαφορά πίεσης των δύο ουσιών οδηγεί στην εξάτμιση της αμμωνίας. Η διαδικασία εξάτμισης συνοδεύεται από θερμική και ψυκτική αμμωνία στους -4 ° C. Μαζί με την αμμωνία, ο εξατμιστής ψύχεται.

Ένας ψυχρός εξατμιστής παίρνει τη θερμότητα της γύρω περιοχής. Μετά την εξάτμιση, η αμμωνία εισέρχεται στον προσροφητή. Υπάρχει καθαρό νερό στον προσροφητή. Εδώ η αμμωνία αναμειγνύεται με νερό. Το διάλυμα της αμμωνίας εισέρχεται στη δεξαμενή. Το διάλυμα αμμωνίας από τη δεξαμενή εισέρχεται στη γεννήτρια λέβητα και ο κλειστός κύκλος επαναλαμβάνεται.

Ως υποκατάστατο της αμμωνίας, μπορούν να χρησιμοποιηθούν υδατικά διαλύματα ακετόνης, βρωμιούχου λιθίου, ακετυλενίου.

Το πλεονέκτημα των συσκευών απορρόφησης είναι η αθόρυβη λειτουργία των μονάδων.

Η αρχή της λειτουργίας του ψυγείου

Η διαδικασία απόψυξης σε εγκαταστάσεις με σύστημα αυτόματης κατάψυξης εμφανίζεται αυτόματα.

Υπάρχουν δύο τύποι συστημάτων αυτοψύξης:

1. Σταγόνα.
2. Ανεμος (χωρίς παγετό).

Σε συσκευές με σύστημα σταλάγματος, ο εξατμιστής βρίσκεται στο πίσω μέρος της συσκευής. Κατά τη λειτουργία, ο παγετός σχηματίζεται στον οπίσθιο τοίχο. Κατά την απόψυξη, ο παγετός ρέει μέσω ειδικών υδρορροών στο κάτω μέρος της συσκευής. Ο θερμαινόμενος σε συμπιεστή υψηλής θερμοκρασίας εξατμίζει το υγρό.

Σε εγκαταστάσεις με αιολικό σύστημα, ο ψυχρός αέρας από τον εξατμιστή στον οπίσθιο τοίχο διοχετεύεται από ειδικό ανεμιστήρα στο εσωτερικό του περιβλήματος. Κατά τη διάρκεια του κύκλου απόψυξης, ο παγετός ρέει κάτω από τις αυλακώσεις σε μια ειδική οπή.

Βιομηχανικά ψυγεία

Οι βιομηχανικές συσκευές διαφέρουν από τις οικιακές συσκευές με την ικανότητα εγκατάστασης και το μέγεθος των θαλάμων ψύξης. Η ισχύς του κινητήρα φτάνει σε αρκετές δεκάδες κιλοβάτ. Η θερμοκρασία λειτουργίας των καταψυκτών κυμαίνεται από + 5 έως - 50 ° C.

Γνωρίζατε ότι το μεγαλύτερο βιομηχανικό ψυγείο καταλαμβάνει έκταση 24 km2. Αυτός ο γίγαντας βρίσκεται στη Γενεύη (Ελβετία) και χρησιμεύει για επιστημονικούς σκοπούς στον επιταχυντή αδρονίων.

Οι βιομηχανικές εγκαταστάσεις είναι σχεδιασμένες για ψύξη και βαθιά κατάψυξη μεγάλου αριθμού προϊόντων. Ο όγκος των καταψυκτών είναι από 5 έως 5000 τόνους. Χρησιμοποιείται στις επιχειρήσεις προμήθειας και μεταποίησης.

Η αρχή λειτουργίας του ψυγείου αναστροφέα

Οι συμπιεστές αντιστροφέα έχουν σχεδιαστεί για τη συσσώρευση και μετατροπή συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο ρεύμα με τάση 220 V. Η αρχή της λειτουργίας βασίζεται στην ικανότητα ομαλής ρύθμισης της ταχύτητας του άξονα του κινητήρα.

Συσκευή κινητήρα μετατροπέα

Όταν είναι ενεργοποιημένη, ο μετατροπέας επιτυγχάνει γρήγορα την απαιτούμενη ταχύτητα για να δημιουργήσει την απαιτούμενη θερμοκρασία μέσα στο περίβλημα. Μόλις επιτευχθούν οι καθορισμένες παράμετροι, η συσκευή μεταβαίνει σε κατάσταση αναμονής. Μόλις η θερμοκρασία μέσα στο περίβλημα αυξηθεί, ο αισθητήρας θερμοκρασίας ενεργοποιείται και οι στροφές του κινητήρα αυξάνονται.

Συσκευή θερμοστάτη ψυγείου

Ο ρυθμιστής θερμοκρασίας έχει σχεδιαστεί για να διατηρεί μια προκαθορισμένη θερμοκρασία μέσα στο σύστημα. Η συσκευή είναι συγκολλημένη ερμητικά από το ένα άκρο του τριχοειδούς σωλήνα. Στο άλλο άκρο, ο τριχοειδής σωλήνας συνδέεται με τον εξατμιστή.

Το κύριο στοιχείο της συσκευής ελέγχου θερμοκρασίας οποιουδήποτε ψυγείου είναι ένα θερμικό ρελέ. Ο σχεδιασμός του θερμικού ρελέ αποτελείται από έναν φυσητήρα και έναν μοχλό ισχύος.

Συσκευή θερμοστάτη

Ένας φυσητήρας είναι ένα κυματοειδές ελατήριο με φρέον στα δαχτυλίδια του. Ανάλογα με τη θερμοκρασία του φρέον, το ελατήριο είναι συμπιεσμένο ή τεντωμένο. Καθώς πέφτει η θερμοκρασία του ψυκτικού μέσου, η άνοιξη συστέλλεται.

Γνωρίζατε ότι τα σύγχρονα οικιακά ψυγεία χρησιμοποιούν φρέον R600a βασισμένο σε ισοβουτάνιο. Αυτό το ψυκτικό μέσο δεν καταστρέφει τη στιβάδα του όζοντος του πλανήτη και δεν προκαλεί φαινόμενο θερμοκηπίου.

Κάτω από την επίδραση της συμπίεσης, ο μοχλός κλείνει τις επαφές και συνδέει τον συμπιεστή με την εργασία. Με την αύξηση της θερμοκρασίας, το ελατήριο εκτείνεται. Ο μοχλός ισχύος ανοίγει το κύκλωμα και ο κινητήρας σβήνει.

Ένα ψυγείο χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα - είναι αλήθεια ή μυθοπλασία;

Ο Mohammed Ba Abba, κάτοικος Νιγηρίας, έλαβε το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για ψυγείο χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα το 2003. Η συσκευή είναι πήλινα δοχεία διαφόρων μεγεθών. Τα πλοία διπλώνονται μεταξύ τους σύμφωνα με την αρχή της ρωσικής "κούκλας φωλιάσματος".

Ψυγείο χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα

Ο χώρος μεταξύ των δοχείων γεμίζει με υγρή άμμο. Ως κάλυμμα χρησιμοποιείται ένα υγρό πανί. Υπό την επίδραση του θερμού αέρα, η υγρασία από την άμμο εξατμίζεται. Η εξάτμιση του νερού οδηγεί σε μείωση της θερμοκρασίας στα δοχεία. Αυτό σας επιτρέπει να αποθηκεύετε τρόφιμα σε ζεστό κλίμα για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς τη χρήση ηλεκτρικού ρεύματος.

Η γνώση της συσκευής και η αρχή λειτουργίας του ψυγείου θα σας επιτρέψει να εκτελέσετε μια απλή επισκευή της συσκευής με τα δικά σας χέρια. Εάν το σύστημα έχει ρυθμιστεί σωστά, τότε η συσκευή θα λειτουργήσει για πολλά χρόνια. Για πιο πολύπλοκες δυσλειτουργίες, πρέπει να επικοινωνήσετε με τους ειδικούς των κέντρων εξυπηρέτησης.