Холодильник - на самом деле, это домашний насос тепла, который переносит тепло из внутренней части своего корпуса, к внешней. В качестве теплоносителя используется смесь газов, которую называют «фреон», у каждого теплоносителя есть свои свойства и условное обозначение( см. раздел 2 Хладагенты).
Состав холодильника
Компрессор - сердце любого холодильника, заставляющее циркулировать хладагент по системе и перемещать тепло, по своей сути это электрический насос, расположенный в герметичном корпусе и работающий с среде хладагента
Испаритель – алюминиевый лист с трубками или просто трубки приклеенный к задней части холодильной камеры. Выполняет роль поглотителя тепла
Конденсатор –железные трубки на задней части холодильника или за боковыми стенками, отделен теплоизолирующим корпусом от внутренней части холодильника. Нужен для отвода тепла из хладагента, за счет контакта с окружающим воздухом и естественной его циркуляцией.
Система контроля цикла – если холодильник будет работать постоянно, то заморозит все продукты, молока замерзнет, сосиска превратиться в камень, да и приведет к перерасходу электроэнергии, поэтому во всех бытовых холодильниках есть система контроля цикла, которая регулирует цикл работы относительно заданной температуры, при её наборе происходит отключение компрессора, а как только температура поднимется снова включается. Так же данная система, может контролировать не только температуру, но и время работы, устраивая периодически разморозку, для увеличения коэффициента поглощения тепла испарителем и предотвращая большое льдообразование, которое нужно потом оттаивать вручную (см. раздел 4, системы контроля цикла)
Капиллярная трубка – искусственное сужение проходного сечение контура до 0.63-0.8 мм, для создания разности давления.
Порядок работы
Перед рассмотрением основного принципа работы холодильника нужно дать определение двум основным процессам протекающих в любой холодильнике или тепловом насосе
Испарение — процесс перехода жидкого вещества в газообразное, который происходит на поверхности вещества из-за того, что молекулы(в нашем случае хладагента) начинают набирать энергией, достаточной для преодоления силы притяжения со стороны других молекул и отделяются от основной части вещества, при этом энергия оставшихся молекул становится меньше и жидкость остывает. Данный процесс является обратным процессом конденсации
Конденсация — процесс перехода из газообразного состояния в жидкое, где стоит отметить такое понятие как точка росы это значение температуры газа при которой начинается образование росы
A-B Компрессор накачивает в конденсатор хладагент, но из-за небольшого проходного сечения капиллярной трубки большая его часть начинает скапливаться в конденсаторе, а не идет прямиком в испаритель, при этом начинает расти давление и газообразный хладагент начинает сначала конденсироваться на стенках, затем полностью превращается в жидкость.
B-C При переходе хладагента из одного агрегатного состояния в другое начинается выделение тепла и конденсатор начинает греться.
C-D При выходе из капиллярной трубки парожидкостная смесь хладагент получает объем больший чем был до входа в и начинается понижение концентрации и давления
D-A С понижением давления начинается кипение хладагента и он превращается из жидкости обратно в газ, при этом начинает поглощать тепло из холодильной камеры
Такой цикл длится до достижения заданных параметров температуры в камере и называется циклом Карно
Принцип по которому работают большинство холодильных машин называется цикл Карно
Системы распределения температуры
В некоторых моделях холодильников используется принцип естественной конвекции (1) (перемешивания воздуха и распределение температуры), за счет которого холодный воздух сужается и становится более тяжелым по сравнению с нагретым и если поставить источник холода сверху, то с него будет постепенно поступать более холодные воздушные массы, которые будет вытеснять более теплые, поднимающееся вверх, где и стоит испаритель, который начинает их охлаждать и так происходит пока идет цикл охлаждения
Помимо естественной конвекции, очень часто в современных холодильниках применяется принцип искусственного перемешивания воздуха(3), при такой системе, источник холода может стоять снизу(как правило это морозилка) и вентилятором нагоняется холодный воздух вверх в холодильное отделение. Очень часто этот канал имеет перегородку, которая и регулирует распределение тепла между отделениями, данная система называется NO FROST и имеет много особенностей, о чем мы поговорим в разделе 1(Системы контроля цикла работы). Бывают модели холодильников, где совмещают две этих системы(2), при этом, испаритель холодильного отделения плачущего типа, т. е. не имеет принудительного источника конвекции, а морозильник No Frost (имеет вентилятор, тэн оттайки, датчики и таймер).
