Hladnjak je složen električni aparat koji u svom radu kombinira mehaničke i elektroničke komponente. Njegova je glavna svrha nakupljanje hladnoće i održavanje zadane temperature. Jedinice se međusobno razlikuju u vrsti kompresora koji se koristi. Za hladnjak, kompresor je poput srca osobi, čije tehničko stanje uređaja u cjelini ovisi o njegovom radu.
Dizajn rashladne jedinice
U radnom stanju, hladnjak je spojen na 220 voltnu mrežu i počinje dobivati unaprijed određenu temperaturu, nakon čega se isključuje. Kad se temperatura počne razlikovati od zadane temperature, uređaj se ponovo uključuje i spušta na zadanu vrijednost. To se događa u ciklusu. Prosječno trajanje motora je 10-25 minuta .
Djelovanje jedinice temelji se na svojstvu rashladnog sredstva da brzo promijeni svoje fazno stanje. Rashladno sredstvo je tvar koja prenosi toplinu kroz kapilarne cijevi. Plin se koristi kao rashladno sredstvo. Kada dosegne tačku ključanja, sredstvo uzima toplinu iz predmeta s kojim je u kontaktu, a kad se ohladi, zbog kondenzacije ga prenosi u okoliš.
Uređaj hladnjaka sastoji se od četiri glavne komponente koje čine njegov rad:
- kompresor;
- kondenzator;
- isparivač;
- termostat.
Kada se pokreće kompresor (pumpa), rashladni plin se pumpa iz isparivača i pumpa u kondenzator. U njemu dolazi do hlađenja plina, njegove kondenzacije i prijelaza u tekuće stanje. Sredstvo ulazi u filter u kojem se odvodi, a zatim u isparivač, gdje se stvara sniženi tlak. Jednom u isparivaču, koji je u tekućem stanju, rashladno sredstvo ključa, uzimajući iz njega toplinu. To vam omogućuje hlađenje unutarnje površine komore hladnjaka i predmeta u njoj.
Ciklus kretanja ponavlja se sve dok termostat ne isključi, primajući podatke o vrijednosti temperature iz termoelementa koji se nalazi u hladnjaku. Nakon rada, termostat isključuje kompresor. Kako temperatura raste, termostat ponovno pokreće kompresor. Da bi se smanjio kondenzat nastao zbog temperaturne razlike, koristi se kapilarna cijev. Kad jedinica radi, ona se zagrijava, prenoseći toplinu u usisnu cijev. U najnovijim rashladnim modelima kapilarna cijev nalazi se unutar cjevovoda.
U jednokomornim jedinicama za kontrolu sile hlađenja ugrađuje se paleta s malim otvorom, neposredno ispod isparivača. Kroz ovu rupu hladni zrak ulazi u rashladnu komoru. Promjenom veličine rupe regulira se temperatura u odjeljku hladnjaka, dok u zamrzivaču ostaje nepromijenjena. Zamrzivač u jednokomornim hladnjacima nalazi se iznad hladnjaka.
Dvokomorni hladnjaci koriste vlastiti isparivač . Isparivač zamrzivača u početku se hladi. Nakon što postigne negativnu temperaturu, rashladno sredstvo u tekućem stanju šalje se u isparivač hladnjaka. Sam isparivač je dvije vrste: plač i sustav No Frost.
Plačući isparivač
Ova vrsta isparivača je metalna ploča koja se nalazi na stražnjoj strani hladnjaka. Kad se postigne željena temperatura, a kompresor isključi, započinje proces otapanja i na zidu isparivača formira se voda. Ta voda teče nizvodno u posebno smješten pladanj. Obično se ta ladica nalazi iznad kompresora, čija temperatura dovodi do postupnog isparavanja tekućine.
Kad se snaga snage kompresora promijeni, vrijednost temperature u obje komore se postavlja istovremeno. Termoelement se nalazi u odjeljku hladnjaka. Na primjer, smanjenje temperature u odjeljku hladnjaka za dva stupnja dovest će do smanjenja temperature za istu količinu u zamrzivaču. Treba napomenuti da je zamrzivač dizajniran tako da i kada je termostat u najnižem položaju, temperatura u njemu ne može porasti iznad postavljenog, oko minus 18 stupnjeva.
Nema sustava za hlađenje od smrzavanja
Sustav No Frost djeluje na drugačiji način od tipa plača. U njemu se isparivač nalazi u blizini zamrzivača i po svom izgledu podsjeća na radijator. Plin se distribuira pomoću ventilatora koji pumpa zrak iz odjeljaka za zamrzavanje i hladnjaka.
U takvom sustavu nema smrzavanja, a na rashladnoj jedinici ne formira se ledeni sloj s mrazom. Princip rada sličan je klasičnim modelima. Čim temperatura dosegne zadane vrijednosti, motor se isključuje i uključuje kad se podigne.
No, u stvari se i dalje pojavljuje mraz, iako nije vidljiv, budući da je sam isparivač skriven od potrošača. Hrast, koji se pretvara u vodu, otapa se od vrućine koja dolazi iz motora uređaja. U zamrzivaču se temperatura održava održavanjem uključivanja i isključivanja kompresora, a u hladnjaku prigušivačem. Njegov je položaj postavljen u ručnom ili automatskom načinu rada. Osim prigušivača, koristi se ventilator koji izvlači hladni zrak iz zamrzivača u odjeljak za hlađenje.
Od pojave rashladne opreme, princip njenog rada nije pretrpio značajne promjene. Izmjene oblika, broja i mjesta kamera, a sve ostalo je ostalo nepromijenjeno.
Razvojem elektroničkih uređaja usmjerenih na uštedu energije, izumljeni su kompresori drugačije vrste djelovanja od prethodno korištenih. Postoje dvije vrste kompresora:
- linearan;
- Pretvarača.
U posljednje vrijeme sve više proizvođača prelazi na modele s inverterskim uređajem za kompresor hladnjaka. No, nedostaci u njima, koji su posebno karakteristični za uporabu na teritoriju zemalja bivšeg SSSR-a, ne odustaju u potpunosti od korištenja linearnih vrsta uređaja.
Linijski uređaji
Ako vizualno pogledate takav kompresor, možete vidjeti malu bačvu, koja se sastoji od dvije polovice spojene zavarivanjem. Cijevi izlaze iz njegove sredine, a na kućištu su terminali za opskrbu njima električnom energijom. Princip rada linearnih uređaja temelji se na radu crpke. Ova vrsta kompresora za hladnjake podijeljena je u sljedeće vrste:
- centrifugalna;
- klip;
- kružan.
Ova klasifikacija razdvaja uređaje ne samo prema principu djelovanja, već i važnije u pogledu snage, kao i vrijednosti koeficijenta učinkovitosti (COP). U hladnjacima s ovom vrstom kompresora motor uvijek radi maksimalnom snagom. Ovakav pristup upotrebi opterećuje električnu mrežu i rashladni sustav. Pokretanje i zaustavljanje motora uvijek je praćeno smetnjama u mreži napajanja koje se događaju kada se relej prebaci.
Centrifugalni motor
Centrifugalni ili dinamički kompresori slični su u radu s centrifugalnim crpkama. Sastoje se od jednog ili više propelera smještenih u spiralno kućište. Kad se kotač okreće, nastaje centrifugalna sila koja u kiselom stanju prenosi kinetičku energiju u rashladno sredstvo. Ta se energija tada pretvara u tlak.
Dakle, sav rad na kretanju plina događa se zbog ventilatora. Može biti: centrifugalni i aksijalni. Osim rotora, centrifugalni ventilator u svom dizajnu ima mlaznice za usisavanje i pražnjenje. Aksijalni se sastoji od propelera s lopaticama.
Nedostaci ove vrste uključuju: nemogućnost postizanja visokog tlaka zbog niskog omjera kompresije. Ali njihova je prednost jednostavnost izrade.
Tip klipa
Glavni dio dizajna kompresora, uz radni cilindar, je klip. Klipni motor djeluje analogno s jednocilindričnim motorom s unutarnjim izgaranjem. U poklopcu cilindra postoje dva ventila: pražnjenje i usisavanje. Mehanizam radilice i radilica odgovorni su za kretanje klipa.
Izravni pogon ovog mehanizma pokreće klip, a za vrijeme obrnutog pokreta komprimira plin, istiskujući ga. Najčešće se u dva hoda klipa događa jedan okret osovine. Kad klip krene udesno, stvara se vakuum u kondenzatoru, a rashladni plin se usisava u cilindar. Kada se klip pomiče natrag, tlak raste. Usisni ventil se zatvara i plin se pod pritiskom gura u kondenzator. Čim klip promijeni smjer, ventil za pražnjenje se zatvara i kompresor ponovo počinje ispumpavati plinsku paru.
Slobodni volumen nastao spuštanjem klipa prazni komoru, a nakon prelaska točke koja odgovara najvećem volumenu kompresije, zatvara ispušni ventil. Povećava se porast tlaka plina. Da bi se smanjilo trošenje zidova, ulje se unosi u cilindar. Da biste se riješili njegovih čestica, u rashladno sredstvo je ugrađen separator.
Prosječna produktivnost takvih kompresora ne prelazi sto litara u minuti. Pozitivni aspekti uključuju jednostavan proizvodni postupak, a negativni: nisku učinkovitost, visoku buku i vibracije.
Rotacijsko načelo djelovanja
Kada u kontekstu razmatrate rotacijski kompresor, možete vidjeti dva vijka između kojih i tijelo ima rashladno sredstvo. Stoga se ova vrsta često naziva vijkom. Jedan rotor je vodeći, a drugi je pogonjeni. Ne postoji fizički kontakt među njima. U kućištu su napravljena dva otvora - ulaz i izlaz. Kada plin uđe kroz ulazni otvor, on se komprimira između vijaka, a njegov volumen se smanjuje, a zatim se kroz kapilarne cijevi šalje u rashladnu jedinicu. Kućište se hladi tekućinom kako bi se izbjeglo zagrijavanje.
Na ovaj način rotirajući kompresor odlikuju se niskim troškovima proizvodnje, lakoćom demontaže i popravljanja, kao i niskim gubicima zbog dinamike plina. Među nedostacima su niska učinkovitost i nizak tlak, koji ne prelazi 1 MPa.
Inverterski kompresor
Značajka takvog uređaja je da kada se temperatura promijeni ili dosegne željenu vrijednost u komorama hladnjaka, on ne prestaje raditi, već samo smanjuje njegovu snagu. Stoga se načelo rada inverterskog kompresora hladnjaka temelji na promjeni broja okretaja motora pomoću posebne upravljačke ploče.
Upravljačka jedinica pretvara izmjeničnu struju koja dolazi iz mreže u istosmjernu struju, a potom ponovo u izmjeničnu struju, ali s većom frekvencijom. Zahvaljujući tome, postaje moguće glatko kontrolirati rotaciju motora kompresora i postizati brzine veće od 3000 o / min. Kao motor koristi se motor bez četkica. Kada je kompresor uključen, njegova brzina počinje do svoje maksimalne vrijednosti, a nakon hlađenja komore, ona se postepeno smanjuje na minimum, te se u tom načinu održava temperatura.
Nedvojbene prednosti upotrebe inverterskog kompresora uključuju:
- ušteda energije;
- produženi život motora;
- niska razina buke;
- duga garancija.
Povećani radni vijek proizlazi iz činjenice da motor pri radu s malim brzinama gotovo da ne doživljava unutarnje trenje, što znači manje trošenja njegovih dijelova. Stoga proizvođač jamči rok od deset godina. S niskim brzinama motora povezanima s niskom potrošnjom energije i niskom razinom buke. Vrijedno je napomenuti da je postavljena temperatura u komorama hladnjaka gotovo dvostruko brža u odnosu na linearni tip kompresora.
Od minusa ističe se cijena. Hladnjak koji koristi takav kompresor koštat će puno više od klasičnog. Pa ipak, njegova upravljačka jedinica je previše osjetljiva na naponske udare zbog korištenja složenih elektroničkih punjenja.
Utvrđivanjem vrste kompresor hladnjaka je bolji, možemo pouzdano reći da je inverter, ali to uzima u obzir samo tehničku stranu problema. Općenito, često se prilikom odabira uređaja za hlađenje u domaćinstvu prednost daje linearnim vrstama.
A to zbog ne toliko cijene, koliko kvalitete električnih vodova. Zapravo, iako proizvođači daju dug jamstveni rok za proizvod, oni određuju da kvar invertirane pločice zbog prenapona nije slučaj jamstva, ali skupo je promijeniti takvu pločicu.
Do neke mjere uređaj možete osigurati pomoću stabilizatora napona, ali to će dodatno povećati troškove hladnjaka.