Что осуществляет компрессор в холодильнике

Устройство компрессора холодильника

Работа бытового и промышленного холодильного оборудования напрямую зависит от циркуляции хладагента, отвечает за этот процесс компрессорная установка. По сути, это самый важный элемент конструкции, без которого домашний холодильник заинтересует только приемщиков вторсырья. Чтобы произвести ремонт этого устройства или произвести замену, важно понимать принцип его работы. В данной публикации мы расскажем о внутреннем устройстве различных компрессоров бытовых холодильников и их особенностях.

Кратко о типах оборудования

По принципу работы данное оборудование можно разделить на четыре вида:

Именно последний вид оборудования широко используется в бытовых и промышленных агрегатах.

Компрессор для холодильника: принцип работы

Чтобы понять назначения данного аппарата, следует рассмотреть схему работы оборудования. Упрощенный вариант, где указаны только основные элементы конструкции, приведен ниже.

Рис. 1. Принцип работы холодильной установки

Обозначения:

Теперь рассмотрим, алгоритм работы системы:

Далее идет повторение цикла, до установления в камере необходимой температуры, после чего датчик подает сигнал на реле для отключения электроустановки. Как только происходит повышение температуры выше определенного порога, аппарат включается и установка работает по описанному циклу.

Исходя из вышеописанного, можно заключить, что данное устройство представляет собой насос, обеспечивающий циркуляцию хладагента в системе охлаждения.

Классификация компрессоров в холодильном оборудовании

Несмотря на общий принцип работы, конструкция механизмов может существенно отличатся. Классификация производится по принципу действия на три подтипа:

У вторых более высокий КПД за счет роста кинетической энергии, под воздействием центробежной силы.

Центробежный компрессор в разрезе

Основной недостаток таких систем – деформация лопастей вследствие эффекта кручения, возникающего под воздействием крутящего момента. Динамические установки не применяются в бытовом оборудовании, поэтому для нас они не представляет интереса.

Учитывая, что в бытовых устройствах используются два последних подвида, имеет смысл рассмотреть их устройство более подробно.

Устройство поршневого компрессора холодильника

Данный аппарат представляет собой электрический мотор, у которого вертикальный вал, конструкция размещается в герметизированном металлическом кожухе.

Внешний вид поршневого компрессора со снятым верхним кожухом

При включении питания пусковым реле мотор приводит в движение коленчатый вал, благодаря чему закрепленный на нем поршень начинает совершать возвратно-поступательное движение. В результате этого происходит откачка паров фреона из испарительного радиатора (А на рис. 1) и нагнетание хладагента в конденсатор. Данному процессу способствует система клапанов, открывающаяся и закрывающаяся при смене давления. Основные элементы поршневой конструкции представлены ниже.

Конструкция поршневого компрессора в виде схемы

Обозначения:

В зависимости от конструкции поршневой системы данные устройства делятся на два типа:

В более поздних моделях поршень приводится в действие не электродвигателем, а катушкой. Такой вариант реализации более надежен, за счет отсутствия механической передачи, и экономичен, поскольку потребляет меньше электроэнергии.

Обратим внимание, что поршневые аппараты не подлежат ремонту в бытовых условиях, поскольку их разборка приводит к потере герметичности. Теоретически ее можно восстановить, но для этого необходимо специализированное оборудование. Поэтому при выходе аппаратов из строя, как правило, производится их замена.

Устройство роторных механизмов

Если быть точным, то такие устройства необходимо называть двухроторными, поскольку необходимое давление создается благодаря двум роторам со встречным вращением.

Внутри компрессора фреон, попадая в сжимающийся «карман» выталкивается в отверстие небольшого диаметра, чем создается необходимое давление. Несмотря на относительно небольшую скорость вращения роторов, создается необходимый коэффициент сжатия. Отличительные особенности: небольшая мощность, низкий уровень шума. Основные элементы конструкции механизма представлены ниже.

Конструкция линейного роторного компрессора в виде схемы

Обозначения:

Устройство инверторного компрессора холодильника

По сути, это не отдельный вид, а особенность работы. Как уже рассматривалось выше, мотор установки отключается при достижении пороговой температуры. Когда она поднимается выше установленного предела, производится подключение двигателя на полной мощности. Такой режим запуска приводит к снижению ресурса электромеханизма.

Возможность избавиться от такого недостатка появилась с внедрением инверторных установок. В таких системах двигатель постоянно находится во включенном состоянии, но при достижении нужной температуры снижается его скорость вращения. В результате хладагент продолжает циркулировать в системе, но значительно медленней. Этого вполне достаточно для поддержки температуры на заданном уровне. При таком режиме работы продлевается срок службы и меньше потребляется электроэнергии. Что касается остальных характеристик, то они остаются неизменными.

Источник

Как работает холодильное оборудование?

Содержание

Содержание

Вы никогда не задумывались, почему в холодильнике — холодно, и что общего у морозильного шкафа и кондиционера? В этом материале разбираемся, как работает холодильное оборудование.

Замечали, что, когда вы выходите из душа, вам всегда прохладно? Дело в том, что влага при испарении поглощает тепло. А при конденсации, наоборот, тепло выделяется. На этих явлениях и основан принцип действия паровых компрессорных холодильных машин– в них по замкнутому кругу двигается специальная жидкость (хладагент). Хладагент испаряется в испарителе и конденсируется в конденсаторе. При этом испаритель охлаждается, а конденсатор греется.

Чтобы хладагент испарялся и конденсировался в нужных местах, в холодильном контуре должны присутствовать еще два элемента – компрессор и дросселирующее устройство.

Компрессор сжимает газообразный хладагент в конденсаторе, где он под действием высокого давления переходит в жидкую форму, выделяя тепло. А дросселирующее устройство (капиллярная трубка или терморегулирующий вентиль) затрудняет движение хладагента и поддерживает высокое давление в конденсаторе. После дросселя давление в контуре намного ниже, и попавший туда хладагент начинает испаряться внутри испарителя, поглощая тепло. Далее он, уже в газообразном виде, снова попадает в компрессор, и цикл повторяется.

Многие холодильные установки комплектуются дополнительными элементами.

Фильтр-осушитель устанавливается перед дросселирующим устройством. Его задачей является извлечение из хладагента воды и механических частиц. При его отсутствии капилляр может засориться или замерзнуть.

Терморегулятор (термостат) выключает компрессор при достижении необходимой температуры.

Ресивер повышает эффективность холодильной установки. Без терморегулирущего вентиля (с капиллярной трубкой) скорость выработки холода является постоянной. И, если она будет слишком большой, компрессор будет часто включаться–выключаться, а если слишком маленькой — охлаждение будет идти слишком долго. Использование ТРВ позволяет изменять скорость охлаждения в больших пределах, но требует наличия ресивера для компенсирования колебаний расхода хладагента.

Различные датчики температуры и давления, управляемые электроникой регуляторы давления и клапаны используются для повышения эффективности устройства и поддержания специфических режимов работы.

Из холода в жар

Чаще всего холодильная машина используется именно для охлаждения — испаритель расположен в охлаждаемом объеме, а конденсатор вынесен в окружающую среду. Так работают кондиционеры, холодильники и морозильники. Но холодильный контур не только поглощает тепло на испарителе, но и выделяет его на конденсаторе. Нельзя ли использовать холодильную машину «наоборот» — для обогрева, расположив конденсатор в обогреваемом помещении, а испаритель вынеся наружу?

Еще как можно. Холодильная машина использует электроэнергию не для непосредственного нагрева (как ТЭН), а для переноса тепла, поэтому эффективность ее выше, чем у обычного электронагревателя. Многие современные кондиционеры могут работать «наоборот», используя теплообменник внутреннего блока как конденсатор, а теплообменник внешнего блока – как испаритель. В таком режиме на 1 кВт потребленной мощности кондиционер может произвести 2–6 кВт тепла. Греть комнату кондиционером может быть значительно выгоднее, чем электрообогревателем!

В местах с более холодным климатом в последнее время все большую популярность получают тепловые насосы – паровые компрессорные холодильные машины, у которых испаритель помещен под землю на глубину, большую глубины промерзания. Поскольку там всегда сохраняется положительная температура, эффективность теплового насоса не зависит от времени года. Такие устройства намного экономичнее электрических обогревателей и могут использоваться для отопления жилища круглый год при любой температуре. К сожалению, высокая стоимость тепловых насосов пока препятствует их популярности.

Виды компрессоров

Поршневые компрессоры устанавливаются в основном в холодильниках и морозильниках. В большинстве моделей поршень приводится в движение обычным электродвигателем, двигающим поршень через шатунно-кривошипный, кулачковый или кулисный механизм.

Существуют также электромагнитные (линейные) поршневые компрессоры. В них цилиндр расположен внутри катушки, создающей электромагнитное поле, которое приводит в движение поршень.

Поршневые компрессоры способны создавать высокое давление, обеспечивая большой перепад температур на испарителе и конденсаторе. Кроме того, обычный поршневой компрессор имеет достаточно простую конструкцию, не требующую высокой точности изготовления деталей, соответственно стоят они недорого. Однако недостатков у поршневых компрессоров тоже хватает:

Поэтому поршневой компрессор можно повторно запускать только через несколько минут после остановки, когда давление в системе выровняется. Защитой от повторного пуска снабжены далеко не все модели, поэтому холодильное оборудование рекомендуется подключать через реле времени с задержкой включения в 5–10 минут.

Ротационные компрессоры (иногда называемые роторными) создают давление за счет изменяющегося зазора между вращающимся ротором и корпусом компрессора.

Существуют различные модификации этого вида компрессоров — с эксцентричным ротором, с подвижными лепестками, с качающимся ротором, спиральный и т. п.

Все они обладают небольшими габаритами, низким уровнем шума и увеличенным ресурсом за счет снижения количества подвижных деталей. К недостаткам этого вида можно отнести сложность изготовления (ротор и корпус должны быть изготовлены с высокой точностью) и низкое максимальное давление. Такие компрессоры чаще используются в климатической технике, для которой не требуется создавать очень низкую температуру.

Ротационными и поршневыми список компрессоров не исчерпывается — существуют еще центробежные, винтовые, кулачковые и другие. Но в бытовой технике они используются реже.

Вне зависимости от вида компрессор может быть неинверторным (стандартным) или инверторным. У обычных компрессоров скорость вращения двигателя постоянна, для поддержания заданной температуры он периодически включается и выключается. В инверторных компрессорах двигатель подключен через частотный преобразователь (инвертор), с помощью изменения частоты напряжения меняющий скорость вращения электродвигателя. Такой компрессор поддерживает заданную температуру выставлением нужной скорости вращения. Инверторные компрессоры дороже, но экономичнее, эффективнее и имеют больший ресурс.

Типы хладагентов

Чем ниже температура кипения хладагента, тем более низкую температуру можно получить на испарителе холодильной машины. Однако, понизить температуру в морозильнике, просто поменяв фреон на более «холодный», скорее всего, не выйдет — хладагенты с низкой температурой кипения требуют большего давления для конденсации. Компрессор, рассчитанный на фреон с высокой температурой кипения, просто не сможет создать такое давление. Поэтому при замене хладагента следует придерживаться рекомендаций из инструкции, и не заправлять хладагент с характеристиками, сильно отличающимися от рекомендованных.

В бытовых устройствах чаще всего используются следующие хладагенты:

Фреон R22 (хладон 22, хлордифторметан) до недавних пор часто использовался в холодильных и морозильных установках. Обладает достаточно низкой температурой кипения (-40,8°С), при утечке возможна дозаправка системы. Однако из-за вреда, наносимого окружающей среде (разрушение озонового слоя) R22 в последнее время используется редко, а во многих странах вообще запрещен.

R600a (изобутан) все чаще используется в холодильной технике вместо менее экологичного R134. Его преимуществами являются низкое давление конденсации и высокая удельная теплота парообразования – холодильники, использующие этот фреон, дешевле и экономичнее. Однако из-за высокой температуры кипения (-12°С) заправленную им технику нельзя использовать на улице при отрицательных температурах.

Следует также помнить о том, что каждый тип фреона требует использования определенного вида масла для смазки деталей компрессора. Обычно тип (а иногда и марка масла) приводятся в сопроводительной документации к фреону. Использование других масел может привести к поломке компрессора.

Как видно, ничего сложного в холодильной технике нет, а понимание принципов ее работы может значительно продлить жизнь технике, позволить сэкономить на электроэнергии и уберечь от неправильных действий, могущих привести к поломке прибора.

Источник

Какой компрессор в холодильнике лучше: принцип работы, как устроен, что внутри, какие бывают

Приобретая бытовую технику, надо знать, какой компрессор для холодильника лучше. Выход запчасти из строя — наиболее распространенная проблема. Нередко отремонтировать такую комплектующую невозможно, из-за чего нужна ее замена.

Виды компрессоров в холодильнике и принцип их работы

Не все люди знают, что такое компрессор. Так называют устройство, сжимающее хладагент. Чаще остальных встречается фреон. Прибор обеспечивает его движение по системе охлаждения.

Устройство осуществляет отвод теплого воздуха из камер бытового холодильника. В них происходит охлаждение продуктов до нужной температуры или их заморозка.

Бывают различные компрессоры, устанавливаемые в холодильные устройства:

Последние имеют важное отличие от других. Такой тип компрессора работает непрерывно. Он поддерживает в отделениях заданную температуру. Инверторные устройства используются в некоторых моделях современных холодильников. Однако изготовление подобной техники обходится дороже, что приводит к увеличению ее стоимости.

При выборе прибора важно ориентироваться на вид электропитания, к которому будет подключен холодильник.

Если оборудование российского производства, то сложностей не возникает. Американская или японская техника может отличаться, из-за чего следует учитывать некоторые нюансы.

Нередко трудно найти такой компрессор, какой стоит внутри холодильника. Чтобы избежать ошибки при выборе, рекомендуется сверяться с информацией, указанной на шильдике оборудования.

Основные технические характеристики:

Из чего будет состоять прибор, зависит от его вида. Кроме вышеперечисленных видов, существуют другие. У каждого прибора есть свои преимущества и недостатки, которые желательно учитывать при выборе.

Общий принцип работы компрессора:

Циклы повторяются до тех пор, пока в холодильном отделении не установится необходимая температура. В конце датчик посылает сигнал на реле для отключения электрической установки.

Поршневой

Самый распространенный тип компрессора. В отношении его часто используется слово “стандартный”. Узел состоит из цилиндров. Их расположение горизонтальное или вертикальное. В цилиндрах есть поршни, они делают возвратно-поступательные движения благодаря шатунно-кривошипному механизму.

Достоинствами поршневого компрессора являются:

Недостатки — выраженная вибрация и шум, низкий уровень производительности, необходимость регулярного техобслуживания. Дополнительно такой запчасти требуется система фильтров.

Роторный винтовой

Является самым старым, т.к. выпускается с конца позапрошлого века. Чтобы понять, как работает роторный компрессор, нужно знать принцип устройство такого узла. В механизме образуется разновидность давлений из-за вращения ротора и подвижной пластинки. В результате меняется энергия вращения. Винтовые приборы встречаются в некоторых моделях холодильников Indesit.

Отрицательной характеристикой является КПД изменения состояния хладагента в системе. Непрерывная скорость вращения валов образует различную силу сжатия.

Инверторный

Функционирует без выключения, чем отличается от линейного компрессора. После первого запуска система охлаждения понижает температуру до заданного уровня. Потом конденсатор использует только нужную мощность, создавая подходящие условия для сохранения продуктов. Такие узлы устанавливаются в холодильники Samsung.

Основным недостатком считается уязвимость к перепадам напряжения. Перед покупкой инверторного компрессора рекомендуется поменять плохие части провода и подготовить удобное место для холодильника. Иначе запчасть может выйти из строя при скачке напряжения.

Линейный

Не всем понятно, как устроен линейный тип компрессорного устройства. Его работа происходит в 3 стадии: запуск, охлаждение и отключение. Для контроля температуры в отделе холодильника стоит датчик. Когда она превышает нужную, включается компрессор для быстрого понижения температуры. Движения поршня в цилиндре совершаются из-за электромагнитных сил. Энергопотребление и долговечность агрегата высокие. Подобные устройства есть в холодильниках Electrolux.

Динамический

Бывают осевыми и центробежными. Имеют различное давление, количество ступеней сжатия и типы привода. Для динамических приборов характерна несложная конструкция. Компрессоры компактные, долговечные и удобные в использовании. Коэффициент сжатия маленький из-за низкого КПД.

Спиральный

Из чего состоит такой агрегат, можно понять из названия. Конструкция включает в себя 2 спирали — динамическую и статическую. Они осуществляют нагнетание холода. Спирали образуют камеру для перемещения газа. В результате мотор не испытывает повышенных нагрузок, а подача хладагента равномерная. Устройство имеет долгий срок эксплуатации и работает бесшумно. Однако изготавливать такие компрессоры сложно. Они имеют небольшую производительность.

Турбокомпрессоры

Используются в мощных промышленных холодильниках. Центробежные агрегаты с высоким уровнем производительности имеют по несколько отсеков и ступеней. Между камерами расположены патрубки для охлаждения и дросселирования.

Герметичного, полугерметичного и открытого типа

Герметичные компрессоры размещены в корпусе с двигателем. Полугерметичные используют, чтобы получить высокую мощность применением компактных холодильных устройств. Открытый тип отличается внешним двигателем, придающим прибору громоздкость.

Другие виды компрессоров

Есть другие виды рассматриваемых агрегатов: безмасляный, электрогазодинамический и объемный. В зависимости от вида все компрессоры имеют свой срок службы. Им требуется периодическое техобслуживание.

Какие компрессоры лучше

Все компрессоры для бытовых холодильников имеют свои особенности. Перед тем как выбрать ту или иную модель, желательно их изучить.

Для отключения холодильника в нем ставят температурный датчик. Он посылает сигнал реле на работу запчасти. Инверторные приборы не выключаются совсем. Такие виды не работают долго в полную силу. Поэтому все инверторные компрессоры можно назвать лучшими. Они хорошо экономят энергию, позволяя устройству работать без скачков электричества.

Многие современные производители делают модели устройств с комплектующей какого-либо вида. Стоит решить для себя, какой критерий для выбора важнее: изготовитель холодильника или тип компрессора. Некоторые бренды разрабатывают лучшие модели. К таким изготовителям относятся Samsung и LG.

Срок работы холодильника без починки и замены запчастей зависит от того, какой вид компрессора будет выбран. Рекомендуется приобрести агрегат с инверторным механизмом. Он характеризуется долгим временем эксплуатации и наименьшим энергопотреблением.

Если нужно надолго сохранить продукты свежими, лучше предпочесть технику с линейным устройством. Коллекторные модели являются наиболее старыми и простыми, но пользуются большим спросом из-за доступной цены.

Высокая производительность

При разработке продукции некоторые производители уделяют особое внимание энергоэффективности. Например, бренд Embraco непрерывно улучшает выпускаемые изделия. Каждый новый прибор в холодильнике потребляет меньше энергии. Одновременно при изготовлении устройств сохраняется уровень качества. Благодаря постоянным инвестициям в исследования компания выпускает более производительное и бесшумное оборудование.

Усилия, затраченные на усовершенствование продукции, помогли создать компрессор Embraco Fullmotion. Устройство изменяет охлаждающую способность по необходимости. Поэтому энергопотребление снижается на 40%.

Экологичные решения

При желании можно подобрать агрегат, не наносящий вреда окружающей среде. Например, компания Embraco первой стала выпускать продукцию, совместимую с самыми экологичными хладагентами. Бренд производит компрессоры, работающие на пропане. Альтернативный жидкий хладагент заменяет фреон.

Пропан (R290) имеет важные преимущества. Вещество не разрушает озоновый слой и не способствует образованию парникового эффекта. Такой компрессор в холодильнике обладает низкими шумовыми характеристиками. Одновременно его коэффициент эффективности и охлаждающая способность достаточно высоки.

Схема компрессора

Чтобы лучше понять принцип работы компрессора в холодильнике, полезно знать, из чего состоит такой прибор. В качестве примера приводится схема поршневого вида.

Каждый комплектующий элемент конструкции обозначается буквой:

Один или два компрессора

Далеко не все люди знают, какой холодильник выбрать — с 1 или 2 компрессорами. Такая запчасть сильно влияет на работу оборудования.

Иначе компрессор часто называют устройством нагнетания холода. Если у модели их 2, используется всего 1 насос. При охлаждении морозильного и холодильного отделений воздух нагнетает 1 прибор. Он не различает функции на уменьшение температуры в одном отсеке, постоянно работая на оба.

Преимущества и недостатки однокомпрессорных холодильников

Если в оборудовании один компрессор, оно является устройством с объемом около 100 л. У холодильника небольшая морозильная камера или ее нет. Одного устройства достаточно для бесперебойной системы охлаждения. Можно регулировать температуру как в морозильном, так и в холодильном отсеке.

В однокомпрессорном холодильнике нет отдельного отключения разных камер. Поэтому при уборке или длительной поездке придется выключить технику полностью. Такая особенность не считается недостатком из-за экономической целесообразности.

В отдельные модели установлен электромагнитный клапан для регулировки перемещения хладагента. Принцип работы запчасти заключается в перекрытии доступа фреона в испаритель холодильного отсека. Охлаждение останавливается, но морозильник продолжает работать.

Преимущества и недостатки двухкомпрессорных холодильников

Наличие дополнительного компрессора повышает скорость замораживания, увеличивая габариты холодильника. Одновременно возрастает цена моделей. Такой фактор может стать и преимуществом, и недостатком для разных покупателей. Нередко для дома достаточно простого холодильного оборудования, справляющегося со своей основной задачей — сохранением свежести продуктов.

Выбор между однокомпрессорными и двухкомпрессорными холодильниками

Чтобы выбрать наиболее подходящий агрегат, стоит ориентироваться на личные потребности. Двухкомпрессорный холодильник подойдет, если в нем будет большое количество продуктов. Если их не слишком много, лучше остановиться на стандартном варианте.

Популярные производители компрессоров

Существует множество изготовителей компрессорных устройств. Однако некоторые наиболее востребованы, т.к. хорошо себя зарекомендовали.

Secop

Лидер на рынке холодильного оборудования. Компания выпускает компрессоры не только для бытовой, но и для промышленной техники. В ассортименте Secop есть более нескольких сотен различных моделей. Энергоэффективность каждого компрессорного устройства бренда в среднем на 20% выше, чем у остальных.

Secop предлагает технику, функционирующую в широком диапазоне температур (-35…+10°С). Холодильники, выпускаемые брендом, работают на различных хладагентах. Особенностью оборудования является долговечность. У продукции есть сертификат соответствия мировым стандартам.

Comptek

Компрессоры представлены в более чем 400 наименованиях. Марка сравнительно бюджетная, но изделия качественные. Такие устройства используют востребованные бренды, например Bosch и Indesit. Все компрессоры Comptek имеют высокую производительность, долгий срок службы и минимальный уровень энергопотребления.

Lunite Hermetique

Французская компания выпускает линейные и инверторные устройства. Можно выбрать модель для любого оборудования. Бренд предлагает более 650 наименований, отличающихся долговечностью. Благодаря максимальной точности сборки все запчасти и механизмы надолго защищены от износа. Герметичность и прочность корпуса обеспечивают устойчивость к негативному воздействию внешних факторов.

Panasonic

Качественные спиральные компрессоры отличаются высокой производительностью. Для моделей японского бренда характерна пониженная вибрация, а также бесшумное функционирование. Абсолютная герметизация узлов гарантирует надежность и долговечность. Специальные подшипники для уменьшения трения продлевают срок службы устройств.

Embraco

Считается лидером в производстве герметичных компрессорных агрегатов. Компания выпускает инновационные изделия, сочетая в них высокую энергоэффективность и экологичность. Бренд стал выпускать приборы, совместимые с альтернативными хладагентами.

Другие производители

Кроме знаменитых брендов, большим спросом пользуются Cubigel и Атлант. При выборе нового холодильника многие покупатели задаются вопросом, какой лучше компрессор. Стоит учитывать, что функциональность такой запчасти зависит от особенностей эксплуатации и параметров холодильника. Желательно покупать модель, подходящую по техническим характеристикам, и соблюдать рекомендации изготовителей устройства.

Маркировка компрессоров

Полезно ознакомиться с расшифровкой обозначений видов компрессоров переменного тока. Она отличается для разных серий устройств. Например, агрегаты на 220-240 В имеют желтую этикетку, а на 115 В — зеленую.

Какой тип компрессора выбрать, решать покупателю. При приобретении холодильника стоит учитывать, бывают ли в доме резкие скачки напряжения. Тогда нежелательно выбирать модели с инверторным видом компрессора, т.к. они сильно чувствительны к перепадам. Если бюджет ограничен, также можно остановиться на других холодильниках. Инверторная техника на 20-30% дороже остальных видов. Однако затраты быстро окупятся из-за минимального энергопотребления.

Источник