Schema und Funktionsprinzip verschiedener Kühlschränke

Es ist unmöglich, sich den Wohnkomfort eines modernen Menschen ohne Kühlschrank vorzustellen. Es ist zur Langzeitlagerung von Produkten vorgesehen. Laut Wissenschaftlern öffnet jedes Familienmitglied die Tür bis zu 40 Mal am Tag. Wir schauen hinein, ohne darüber nachzudenken, wie unser Kühlschrank funktioniert.

In unserem Artikel werden wir das Gerät und das Funktionsprinzip verschiedener Kühlschränke im Detail betrachten.

Wie ist der Kühlschrank

Jeder moderne Kühlschrank besteht aus folgenden Haupteinheiten:

1. Motor.
2. Kondensator.
3. Verdampfer.
4. Kapillarrohr.
5. Filter ablassen.
6. Dokupatel.

Das Schema des Kühlschranks

Elektromotor

Der Motor ist die Haupteinheit des Haushaltsgeräts. Entwickelt für die Zirkulation von Kühlmittel (Freon) durch die Rohre.

Der Motor besteht aus zwei Einheiten:

• Elektromotor;
• Kompressor.

Ein Elektromotor wandelt elektrischen Strom in mechanische Energie um. Die Einheit besteht aus zwei Teilen - dem Rotor und dem Stator.

Das Statorgehäuse besteht aus mehreren Kupferspulen. Der Rotor hat das Aussehen einer Stahlwelle. Der Rotor ist mit dem Kolbensystem des Motors verbunden.

Wenn der Motor an das Stromversorgungsnetz angeschlossen ist, erzeugen Spulen eine elektromagnetische Induktion. Es ist die Ursache des Drehmoments. Die Zentrifugalkraft treibt den Rotor in einer Drehbewegung an.

Wussten Sie, dass der Kühlschrank 10% des gesamten Stromverbrauchs ausmacht? Die offene Tür des Geräts erhöht den Stromverbrauch um ein Vielfaches.

Wenn sich der Rotor des Motors dreht, bewegt sich der Kolben linear. Die Vorderwand des Kolbens komprimiert das Arbeitsfluid und gibt es in einen Arbeitszustand ab.

Position des Kühlmotors

In modernen Kühlanlagen befindet sich der Elektromotor im Kompressor. Diese Anordnung blockiert den Gasweg für spontane Leckage.

Um Vibrationen zu reduzieren, befindet sich der Motor auf einer federnden Metallfederung. Die Feder kann sich außerhalb oder innerhalb des Geräts befinden. Bei modernen Einheiten befindet sich die Feder im Motorgehäuse. Auf diese Weise können Sie Vibrationen während des Betriebs des Geräts effektiv dämpfen.

Kondensator

Es ist eine Serpentinenleitung mit einem Durchmesser von bis zu 5 Millimetern. Entwickelt, um Wärme aus dem Arbeitsmedium an die Umgebung abzugeben. Der Kondensator befindet sich an der hinteren Außenfläche des Geräts.

Verdampfer

Repräsentiert ein dünnes Rohrsystem. Entwickelt für die Verdampfung des Arbeitsmediums und die Kühlung der Umgebung. Befindet sich innerhalb oder außerhalb des Gefrierschranks.

Kompressorvorrichtung

Kapillarrohr

Entwickelt, um den Gasdruck zu reduzieren. Es hat einen Durchmesser von 1,5 bis 3 Millimetern. Befindet sich zwischen Verdampfer und Kondensator.

Filtertrockner

Entwickelt, um das Arbeitsgas von Feuchtigkeit zu reinigen. Es hat das Aussehen eines Kupferrohrs mit einem Durchmesser von 10 bis 20 mm. Die Enden der Röhre sind länglich und hermetisch mit der Kapillarröhre und dem Kondensator verlötet.

Beachtung! Der Filtertrockner hat ein Einweg-Funktionsprinzip. Das Gerät ist nicht für den Rückwärtsbetrieb vorgesehen. Wenn der Filter falsch installiert ist, schlägt die Installation möglicherweise fehl.

Im Inneren des Rohrs befindet sich Zeolith - ein mineralischer Füllstoff mit einer hochporösen Struktur.Barrierenetze sind an beiden Enden des Rohrs installiert.

Filtertrockner

An der Seite des Kondensators ist ein Metallgitter mit Maschenweiten bis zu 2 mm angebracht. Ein synthetisches Netz ist an der Seite des Kapillarröhrchens angebracht. Die Zellengrößen eines solchen Gitters betragen Zehntel Millimeter.

Dokipatel

Es ist ein Metallbehälter. Es wird im Bereich zwischen Verdampfer und Kompressoreinlass installiert. Entwarf, Freon zum Kochen zu bringen, gefolgt von Verdunstung.

Dient zum Schutz des Motors vor Flüssigkeit. Das Eindringen von Arbeitsflüssigkeit kann zum Versagen führen.

Wie der Kühlschrank funktioniert

Das Hauptprinzip des Betriebs eines Kühlschranks basiert auf zwei Arbeitsvorgängen:

1. Die Entfernung von Wärmeenergie aus dem Gerät in den umgebenden Raum.
2. Die Kältekonzentration im Gerät.

Für die Auswahl der Wärme wird ein Kältemittel namens Freon verwendet. Es ist eine gasförmige Substanz auf der Basis von Ethan, Fluor und Chlor. Freon hat die einzigartige Fähigkeit, von einem gasförmigen in einen flüssigen Zustand und umgekehrt zu wechseln. Der Übergang von einem Zustand in einen anderen erfolgt, wenn sich der Druck ändert.

Der Betrieb des Kühlsystems ist wie folgt. Der Kompressor saugt Freon nach innen. Ein Elektromotor arbeitet im Gerät. Der Motor treibt den Kolben an. Wenn sich der Kolben bewegt, wird Gas komprimiert.

Schematische Darstellung des Kühlschranks

Der Gaskompressionsprozess ist in zwei Stufen unterteilt. In der ersten Stufe bewegt sich der Kolben zurück. Wenn der Kolben verschoben wird, öffnet sich das Einlassventil. Durch ein offenes Loch gelangt Freon in die Gaskammer.

In der zweiten Stufe bewegt sich der Kolben in die entgegengesetzte Richtung. Während der Rückwärtsbewegung komprimiert der Kolben das Gas. Komprimiertes Freon drückt auf die Auslassventilplatte. Der Druck in der Kammer steigt stark an. Mit zunehmendem Druck wird das Gas auf eine Temperatur von 100 ° C erhitzt. Das Auslassventil öffnet und gibt Gas nach außen ab.

Erwärmtes Freon aus der Kammer tritt in einen externen Wärmetauscher (Kondensator) ein. Auf dem Weg entlang des Kondensators gibt Freon Wärme nach außen ab. Am Endpunkt des Kondensators sinkt die Gastemperatur auf 55 ° C.

Aber wussten Sie, dass die ersten Kühlschränke Schwefeldioxid als Kältemittel verwendeten? Solche Geräte waren aufgrund der hohen Wahrscheinlichkeit einer Druckentlastung des Systems sehr gefährlich.

Bei der Wärmeübertragung tritt Gaskondensation auf. Freon aus einem gasförmigen Zustand verwandelt sich in eine Flüssigkeit.

Vom Kondensator gelangt das flüssige Freon in den Filtertrockner. Hier wird Feuchtigkeit von einem speziellen Sorptionsmittel aufgenommen. Vom Filter gelangt gasförmiges Freon in das Kapillarröhrchen.

Das Kapillarröhrchen spielt die Rolle einer Art Stopfen (Hindernis). Am Einlass zum Rohr nimmt der Gasdruck ab. Das Kältemittel wird flüssig. Aus dem Kapillarröhrchen gelangt Freon in den Verdampfer. Wenn der Druck abfällt, verdunstet Freon. Mit dem Druck sinkt auch die Gastemperatur. Zum Zeitpunkt des Eintritts in den Verdampfer beträgt die Temperatur von Freon - 23 ° C.

Freon passiert einen Wärmetauscher im Kühlschrank. Gekühltes Gas entzieht dem Inneren der Verdampferrohre Wärme. Wenn Wärme freigesetzt wird, wird der Innenraum des Kühlschranks gekühlt.

Nach dem Verdampfer wird Freon in den Kompressor gesaugt. Der geschlossene Zyklus wird wiederholt.

Die Haupttypen von Kühlsystemen

Nach dem Wirkprinzip werden folgende Kühlschranktypen unterschieden:

• Kompression;
• Adsorption;
• thermoelektrisch;
• Dampfausstoßer.

In Kompressionseinheiten wird die Bewegung des Kältemittels durch Ändern des Drucks im System ausgeführt. Die Druckregelung des Arbeitsmediums erfolgt durch den Kompressor. Kompressorkühlsysteme sind die gebräuchlichste Art von Kühlgeräten.

In Absorptionsanlagen ist die Bewegung des Kältemittels auf seine Erwärmung durch das Heizsystem zurückzuführen. Ammoniak wird als Arbeitsgemisch verwendet.Der Nachteil des Systems ist die hohe Gefahr und Komplexität der Wartung. Diese Art von Haushaltsgeräten ist veraltet und wurde heute eingestellt.

Wussten Sie, dass der erste Kühlschrank bereits 1911 von der amerikanischen Firma General Electric auf den Markt gebracht wurde? Das Gerät bestand aus Holz. Als Kältemittel wurde Schwefeldioxid verwendet.

Das Hauptprinzip des Betriebs von thermoelektrischen Kühlschränken basiert auf der Absorption von Wärme während der Wechselwirkung zweier Leiter während des Durchgangs von elektrischem Strom durch sie. Dieses Prinzip ist als Peltier-Effekt bekannt. Der Vorteil des Gerätes ist hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit. Der Nachteil sind die hohen Kosten von Halbleitersystemen.

Dampfejektoren verwenden Wasser. Die Rolle des Antriebssystems übernimmt der Auswerfer. Das Arbeitsmedium tritt in den Verdampfer ein. Hier tritt das Kochen der Flüssigkeit unter Bildung von Wasserdampf auf. Während der Wärmeerzeugung fällt die Wassertemperatur stark ab.

Gekühltes Wasser wird zum Kühlen von Lebensmitteln verwendet. Wasserdampf wird vom Ejektor zum Kondensator abgegeben. Im Kondensator wird der Wasserdampf abgekühlt, in Kondensat umgewandelt und erneut dem Verdampfer zugeführt. Der Vorteil solcher Installationen ist die Einfachheit des Geräts, die Sicherheit und die Umweltfreundlichkeit. Der Nachteil des Dampfausstoßsystems ist der erhebliche Verbrauch von Wasser und Strom zum Heizen.

Das Funktionsprinzip von Absorptionskühlschränken

Der Betrieb von Absorptionsvorrichtungen basiert auf der Zirkulation und Verdampfung von flüssigem Kältemittel. Ammoniak wird als Kältemittel verwendet. Die Rolle des Absorptionsmittels (Absorbers) wird von einer wässrigen Ammoniaklösung wahrgenommen.

Das Funktionsschema der Absorptionsvorrichtung

Dem Kühlsystem der Vorrichtung werden Wasserstoff und Natriumchromat zugesetzt. Wasserstoff dient zur Steuerung des Systemdrucks. Natriumchromat schützt die Innenwände der Rohre vor Korrosion.

Wussten Sie, dass alte sowjetische Kühlschränke R12-Freon auf Chlorbasis als Kühlgemisch verwenden? Der Hauptnachteil ist seine zerstörerische Wirkung auf die Ozonschicht der Erde.

Beim Anschluss an die Stromversorgung im Generatorkessel wird das Arbeitsmedium erwärmt. Das Arbeitsgemisch ist eine wässrige Ammoniaklösung. Die Ammoniaklösung befindet sich in einem speziellen Tank.

Das Erhitzen des Kältemittels führt zur Verdampfung von Ammoniak. Ammoniakdampf tritt in den Kondensator ein. Hier kondensiert Ammoniak und wird flüssig.

Verflüssigtes Ammoniak tritt in den Verdampfer ein. Von hier aus mischt sich flüssiges Ammoniak mit Wasserstoff. Die Druckdifferenz der beiden Substanzen führt zur Verdampfung von Ammoniak. Der Verdampfungsprozess wird von der Wärmeerzeugung und Abkühlung von Ammoniak auf -4 ° C begleitet. Zusammen mit Ammoniak wird der Verdampfer gekühlt.

Ein gekühlter Verdampfer nimmt die Wärme der Umgebung auf. Nach dem Verdampfen tritt Ammoniak in den Adsorber ein. Der Adsorber enthält sauberes Wasser. Hier wird Ammoniak mit Wasser gemischt. Ammoniaklösung tritt in den Tank ein. Die Ammoniaklösung aus dem Tank tritt in den Kesselgenerator ein und der geschlossene Kreislauf wird wiederholt.

Als Ersatz für Ammoniak können wässrige Lösungen von Aceton, Lithiumbromid und Acetylen verwendet werden.

Der Vorteil von Absorptionsgeräten ist der geräuschlose Betrieb der Geräte.

Das Funktionsprinzip des selbstgefrierenden Kühlschranks

Der Abtauvorgang bei Anlagen mit Selbstgefriersystem erfolgt automatisch.

Es gibt zwei Arten von selbstgefrierenden Systemen:

1. Tropfen.
2. Windig (kein Frost).

Bei Geräten mit Tropfsystem befindet sich der Verdampfer auf der Rückseite des Geräts. Während des Betriebs bildet sich Frost an der Rückwand. Beim Auftauen fließt Frost durch spezielle Dachrinnen zum Boden des Geräts. Auf hohe Temperatur erhitzt, verdampft der Kompressor die Flüssigkeit.

Bei Installationen mit Windsystem wird kalte Luft aus dem Verdampfer an der Rückwand von einem speziellen Lüfter im Gehäuse geblasen.Während des Auftauzyklus fließt Frost über die Rillen in ein spezielles Loch.

Industriekühlschränke

Industriegeräte unterscheiden sich von Haushaltsgeräten durch die Kapazität der Anlage und die Größe der Kühlkammern. Die Motorleistung der Anlage erreicht mehrere zehn Kilowatt. Die Betriebstemperatur der Gefriergeräte liegt im Bereich von + 5 bis - 50 ° C.

Wussten Sie, dass der größte Industriekühlschrank 24 km2 Fläche einnimmt? Dieser Riese befindet sich in Genf (Schweiz) und dient im Hadron Collider zu wissenschaftlichen Zwecken.

Industrieanlagen sind für die Kühlung und Tiefkühlung einer Vielzahl von Produkten ausgelegt. Das Volumen der Gefrierschränke beträgt 5 bis 5000 Tonnen. Wird in Beschaffungs- und Verarbeitungsunternehmen verwendet.

Das Funktionsprinzip des Wechselrichterkühlschranks

Wechselrichterkompressoren sind für die Akkumulation und Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom mit einer Spannung von 220 V ausgelegt. Das Funktionsprinzip basiert auf der Möglichkeit einer reibungslosen Regelung der Motorwellendrehzahl.

Wechselrichtermotorgerät

Beim Einschalten erreicht der Wechselrichter schnell die erforderliche Geschwindigkeit, um die erforderliche Temperatur im Gehäuse zu erzeugen. Wenn die eingestellten Parameter erreicht sind, wechselt das Gerät in den Standby-Modus. Sobald die Temperatur im Gehäuse steigt, wird der Temperatursensor aktiviert und die Motordrehzahl erhöht.

Kühlschrank Thermostat Gerät

Der Temperaturregler ist so ausgelegt, dass eine vorgegebene Temperatur im System aufrechterhalten wird. Das Gerät ist an einem Ende des Kapillarröhrchens hermetisch verlötet. Am anderen Ende ist das Kapillarrohr mit dem Verdampfer verbunden.

Das Hauptelement des Temperaturregelgeräts eines Kühlschranks ist ein thermisches Relais. Das Design des thermischen Relais besteht aus einem Balg und einem Krafthebel.

Thermostatgerät

Ein Balg ist eine Wellfeder mit Freon in den Ringen. Abhängig von der Temperatur des Freons wird die Feder zusammengedrückt oder gedehnt. Wenn die Kältemitteltemperatur sinkt, zieht sich die Feder zusammen.

Wussten Sie, dass moderne Haushaltskühlschränke R600a freon auf Isobutanbasis verwenden? Dieses Kältemittel zerstört die Ozonschicht des Planeten nicht und verursacht keinen Treibhauseffekt.

Unter dem Einfluss der Kompression schließt der Hebel die Kontakte und verbindet den Kompressor mit der Arbeit. Mit zunehmender Temperatur dehnt sich die Feder aus. Der Krafthebel öffnet den Stromkreis und der Motor schaltet sich aus.

Ein Kühlschrank ohne Strom - ist es wahr oder Fiktion?

Mohammed Ba Abba, ein Einwohner Nigerias, erhielt 2003 ein Patent für einen Kühlschrank ohne Strom. Das Gerät ist ein Tontopf in verschiedenen Größen. Die Gefäße werden nach dem Prinzip der russischen „Nistpuppen“ ineinander gefaltet.

Kühlschrank ohne Strom

Der Raum zwischen den Töpfen ist mit nassem Sand gefüllt. Als Abdeckung wird ein feuchtes Tuch verwendet. Unter dem Einfluss heißer Luft verdunstet Feuchtigkeit aus dem Sand. Das Verdampfen von Wasser führt zu einem Temperaturabfall in den Gefäßen. Auf diese Weise können Sie Lebensmittel lange Zeit ohne Stromverbrauch in einem heißen Klima lagern.

Wenn Sie das Gerät und das Funktionsprinzip des Kühlschranks kennen, können Sie eine einfache Reparatur des Geräts mit Ihren eigenen Händen durchführen. Wenn das System richtig konfiguriert ist, funktioniert das Gerät viele Jahre. Bei komplexeren Störungen wenden Sie sich an die Spezialisten der Service-Center.