Το σχήμα και η αρχή λειτουργίας διαφορετικών ψυγείων

Είναι αδύνατο να φανταστεί κανείς την άνεση στο σπίτι ενός σύγχρονου ατόμου χωρίς ψυγείο. Προορίζεται για μακροχρόνια αποθήκευση προϊόντων. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, κάθε μέλος της οικογένειας ανοίγει την πόρτα έως και 40 φορές την ημέρα. Κοιτάζουμε μέσα, χωρίς καν να σκεφτούμε πώς λειτουργεί το ψυγείο μας.

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

Πώς είναι το ψυγείο

Κάθε σύγχρονο ψυγείο αποτελείται από τις ακόλουθες κύριες μονάδες:

1. Μηχανή.
2. Πυκνωτής.
3. Αποστακτήρας.
4. Τριχοειδή σωλήνα.
5. Αποστραγγίστε το φίλτρο.
6. Ντοκουπάτελ.

Το σχήμα του ψυγείου

Ηλεκτρικός κινητήρας

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

Ο κινητήρας αποτελείται από δύο μονάδες:

• ηλεκτρικός κινητήρας;
• συμπιεστής.

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

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

Όταν ο κινητήρας είναι συνδεδεμένος στο δίκτυο τροφοδοσίας, τα πηνία δημιουργούν ηλεκτρομαγνητική επαγωγή. Είναι η αιτία της ροπής. Η φυγοκεντρική δύναμη οδηγεί τον ρότορα σε περιστροφική κίνηση.

Γνωρίζατε ότι το ψυγείο αντιστοιχεί στο 10% του συνόλου της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας. Η ανοιχτή πόρτα της συσκευής αυξάνει την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας πολλές φορές.

Όταν ο ρότορας του κινητήρα περιστρέφεται, το έμβολο κινείται γραμμικά. Το μπροστινό τοίχωμα του εμβόλου συμπιέζει και εκκενώνει το υγρό εργασίας σε κατάσταση λειτουργίας.

Θέση κινητήρα ψυγείου

Στις σύγχρονες εγκαταστάσεις ψύξης, ο ηλεκτρικός κινητήρας βρίσκεται μέσα στο συμπιεστή. Αυτή η διάταξη εμποδίζει τη διαδρομή αερίου για αυθόρμητη διαρροή.

Για τη μείωση των δονήσεων, ο κινητήρας είναι τοποθετημένος σε μια ελαστική 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 μειώσετε αποτελεσματικά τους κραδασμούς κατά τη λειτουργία της συσκευής.

Πυκνωτής

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

Αποστακτήρας

Αντιπροσωπεύει ένα σύστημα λεπτών σωλήνων. Σχεδιασμένο για εξάτμιση του υγρού εργασίας και ψύξη της γύρω περιοχής. Βρίσκεται μέσα ή έξω από τον καταψύκτη.

Συσκευή συμπιεστή

Τριχοειδή σωλήνα

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

Στεγνωτήριο φίλτρου

Σχεδιασμένο για να καθαρίζει το αέριο εργασίας από την υγρασία. Έχει την εμφάνιση ενός χαλκού σωλήνα με διάμετρο 10 έως 20 mm. Τα άκρα του σωλήνα είναι επιμήκη και συγκολλούνται ερμητικά στον τριχοειδή σωλήνα και στον πυκνωτή.

Προσοχή! Το στεγνωτήριο φίλτρου έχει μια μονόδρομη αρχή λειτουργίας. Η συσκευή δεν προορίζεται για αντίστροφη λειτουργία. Εάν το φίλτρο δεν έχει εγκατασταθεί σωστά, η εγκατάσταση ενδέχεται να αποτύχει.

Μέσα στο σωλήνα βρίσκεται ο ζεόλιθος - ένα ορυκτό πληρωτικό με πολύ πορώδη δομή.Τα δίχτυα φραγμού είναι εγκατεστημένα και στα δύο άκρα του σωλήνα.

Στεγνωτήριο φίλτρου

Στο πλάι του πυκνωτή τοποθετείται μεταλλικό πλέγμα με μεγέθη ματιών έως 2 mm. Ένα συνθετικό πλέγμα είναι εγκατεστημένο στην πλευρά του τριχοειδούς σωλήνα. Τα μεγέθη των κυψελών ενός τέτοιου πλέγματος είναι τα δέκατα του χιλιοστού.

Ντοκιπάτελ

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

Χρησιμεύει στην προστασία του κινητήρα από υγρό. Η είσοδος υγρού εργασίας μπορεί να οδηγήσει σε αποτυχία.

Πώς λειτουργεί το ψυγείο

Η κύρια αρχή λειτουργίας οποιουδήποτε ψυγείου βασίζεται σε δύο εργασίες:

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

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

Η λειτουργία του συστήματος ψύξης έχει ως εξής. Ο συμπιεστής απορροφά το φρέον προς τα μέσα. Ένας ηλεκτρικός κινητήρας 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 μετατοπίζεται, ανοίγει η βαλβίδα εισαγωγής. Μέσω μιας ανοιχτής τρύπας, 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. Συμπιεσμένες πρέσες φρέον στην πλάκα βαλβίδας εξόδου. Η πίεση στον θάλαμο αυξάνεται απότομα. Με αυξανόμενη πίεση, το αέριο θερμαίνεται σε θερμοκρασία 100 ° C. Η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει και απελευθερώνει αέριο προς τα έξω.

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

Γνωρίζατε όμως ότι τα πρώτα ψυγεία χρησιμοποίησαν το διοξείδιο του θείου ως ψυκτικό; Τέτοιες συσκευές ήταν πολύ επικίνδυνες λόγω της μεγάλης πιθανότητας αποσυμπίεσης του συστήματος.

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

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

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

Ο Freon περνά μέσα από έναν εναλλάκτη θερμότητας μέσα στο ψυγείο. Το ψυχρό αέριο απομακρύνει τη θερμότητα από το εσωτερικό των σωλήνων του εξατμιστή. Όταν απελευθερώνεται θερμότητα, ο εσωτερικός χώρος του ψυγείου ψύχεται.

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

Οι κύριοι τύποι συστημάτων ψύξης

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

• συμπίεση;
• προσρόφηση;
• θερμοηλεκτρικό;
• εκτοξευτής ατμού.

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

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

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

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

Τα εργοστάσια εκτόξευσης ατμού χρησιμοποιούν νερό. Ο ρόλος του συστήματος πρόωσης εκτελείται από τον εκτοξευτή. Το υγρό εργασίας εισέρχεται στον εξατμιστή. Εδώ, ο βρασμός του υγρού συμβαίνει με το σχηματισμό υδρατμών. Κατά την παραγωγή θερμότητας, η θερμοκρασία του νερού μειώνεται απότομα.

Το κρύο νερό χρησιμοποιείται για την ψύξη των τροφίμων. Οι υδρατμοί εκκενώνονται από τον εκτοξευτή στον συμπυκνωτή. Στον συμπυκνωτή, ο υδρατμός ψύχεται, μετατρέπεται σε συμπύκνωμα και τροφοδοτείται πάλι στον εξατμιστή. Το πλεονέκτημα αυτών των εγκαταστάσεων είναι η απλότητα της συσκευής, η ασφάλεια, η φιλικότητα προς το περιβάλλον. Το μειονέκτημα του συστήματος εξαγωγής ατμού είναι η σημαντική κατανάλωση νερού και ηλεκτρικής ενέργειας 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. Η αμμωνία χρησιμοποιείται ως ψυκτικό. Ο ρόλος του απορροφητικού (απορροφητή) εκτελείται από ένα υδατικό διάλυμα αμμωνίας.

Το σχήμα λειτουργίας της συσκευής 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 Ron freon με βάση το χλώριο ως ψυκτικό μείγμα. Το κύριο μειονέκτημα είναι η καταστροφική του επίδραση στο στρώμα του όζοντος της Γης.

Όταν συνδέεται με την τροφοδοσία του 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 οδηγεί στην εξάτμιση της αμμωνίας. Ο ατμός αμμωνίας εισέρχεται στον συμπυκνωτή. Εδώ, η αμμωνία συμπυκνώνεται και μετατρέπεται σε υγρό.

Η υγροποιημένη αμμωνία μπαίνει 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 παραγωγή θερμότητας και ψύξη αμμωνίας στους -4 ° C. Μαζί με την αμμωνία, ο εξατμιστής ψύχεται.

Ένας παγωμένος εξατμιστής παίρνει τη θερμότητα της γύρω περιοχής. Μετά την εξάτμιση, η αμμωνία εισέρχεται στον προσροφητή. Υπάρχει καθαρό νερό στον προσροφητήρα. Εδώ η αμμωνία αναμιγνύεται με νερό. Το διάλυμα αμμωνίας μπαίνει 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 αυτοψύξης

Η διαδικασία απόψυξης σε εγκαταστάσεις με σύστημα αυτοψύξης πραγματοποιείται αυτόματα.

Υπάρχουν δύο τύποι συστημάτων αυτοψύξης:

1. Σταγόνα.
2. Θυελλώδης (Χωρίς παγετό).

Σε συσκευές με σύστημα στάγδην, ο εξατμιστής βρίσκεται στο πίσω μέρος της συσκευής. Κατά τη λειτουργία, σχηματίζεται παγετός στον πίσω τοίχο. Κατά την απόψυξη, ο παγετός ρέει μέσω ειδικών υδρορροών στο κάτω μέρος της συσκευής. Θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία, ο συμπιεστής εξατμίζει το υγρό.

Σε εγκαταστάσεις με σύστημα ανέμου, ο κρύος αέρας από τον εξατμιστή στο πίσω τοίχωμα διοχετεύεται από έναν ειδικό ανεμιστήρα μέσα στο περίβλημα.Κατά τη διάρκεια του κύκλου απόψυξης, ο παγετός ρέει κάτω από τις αυλακώσεις σε μια ειδική τρύπα.

Βιομηχανικά ψυγεία

Οι βιομηχανικές συσκευές διαφέρουν από τις οικιακές συσκευές ως προς την χωρητικότητα της εγκατάστασης και το μέγεθος των θαλάμων ψύξης. Η ισχύς του κινητήρα του εξοπλισμού φτάνει 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 αλεξίπτωτο.

Τα βιομηχανικά εργοστάσια έχουν σχεδιαστεί για ψύξη και κατάψυξη μεγάλου αριθμού προϊόντων. Ο όγκος των καταψυκτών είναι από 5 έως 5000 τόνους. Χρησιμοποιείται σε επιχειρήσεις προμηθειών και μεταποιήσεων.

Η αρχή της λειτουργίας του ψυγείου μετατροπέα

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

Συσκευή κινητήρα μετατροπέα

Όταν είναι ενεργοποιημένος, ο μετατροπέας αποκτά γρήγορα την απαιτούμενη ταχύτητα για να δημιουργήσει την απαιτούμενη θερμοκρασία μέσα στη θήκη. Όταν επιτευχθούν οι καθορισμένες παράμετροι, η συσκευή τίθεται σε κατάσταση αναμονής. Μόλις αυξηθεί η θερμοκρασία μέσα στο περίβλημα, ο αισθητήρας θερμοκρασίας ενεργοποιείται και η ταχύτητα του κινητήρα αυξάνεται.

Συσκευή θερμοστάτη ψυγείου

Ο ελεγκτής θερμοκρασίας έχει σχεδιαστεί για να διατηρεί μια προκαθορισμένη θερμοκρασία μέσα στο σύστημα. Η συσκευή συγκολλάται 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 φυσητήρα και μοχλό ισχύος.

Συσκευή θερμοστάτη

Το φυσητήρα είναι ένα κυματοειδές ελατήριο με φρέον στους δακτυλίους του. Ανάλογα με τη θερμοκρασία του freon, το ελατήριο συμπιέζεται ή τεντώνεται. Καθώς η θερμοκρασία ψυκτικού μειώνεται, το ελατήριο συστέλλεται.

Γνωρίζατε ότι τα σύγχρονα οικιακά ψυγεία χρησιμοποιούν freon R600a με βάση ισοβουτάνιο. Αυτό το ψυκτικό δεν καταστρέφει τη στιβάδα του όζοντος του πλανήτη και δεν προκαλεί φαινόμενο του θερμοκηπίου.

Υπό την επίδραση της συμπίεσης, ο μοχλός κλείνει τις επαφές και συνδέει τον συμπιεστή για να λειτουργήσει. Με την αύξηση της θερμοκρασίας, το ελατήριο εκτείνεται. Ο μοχλός τροφοδοσίας ανοίγει το κύκλωμα και ο κινητήρας σβήνει.

Ψυγείο χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα - είναι αλήθεια ή μυθοπλασία;

Ο Mohammed Ba Abba, κάτοικος της Νιγηρίας, έλαβε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για ψυγείο χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα το 2003. Η συσκευή είναι πήλινα δοχεία διαφορετικών μεγεθών. Τα αγγεία διπλώνονται το ένα στο άλλο σύμφωνα με την αρχή των ρωσικών «κούκλες φωλιάσματος».

Ψυγείο χωρίς ηλεκτρικό ρεύμα

Ο χώρος ανάμεσα στις γλάστρες είναι γεμάτος 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 μέσα στα δοχεία. Αυτό σας επιτρέπει να αποθηκεύετε τρόφιμα σε ζεστό κλίμα για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας.

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