Устройство холодильной машины

В современном мире холодильное оборудование используется повсеместно и играет, определенно, очень важную роль в жизни человека. Оно применяется не только для охлаждения продуктов питания и повышения их срока хранения. Например, по такому же принципу работают кондиционеры и сложные сплит-системы, которые занимаются охлаждением или нагревом воздуха (воды).

Чтобы разбираться в работе охлаждающего оборудования, достаточно только понять принцип функционирования. А заключается он не в охлаждении, как может показаться на первый взгляд, а в отводе тепла. Если говорить о холодильнике, то с помощью перекачиваемой охлаждающей жидкости и компрессора, удается отводить тепло из шкафа в окружающее пространство. В случае с кондиционером, по такому же принципу излишнее тепло из комнаты или нескольких помещений удаляется во внешнюю среду (для этого и предусмотрен внешний блок).

В классическом устройстве холодильного оборудования специальная жидкость забирает тепло от продуктов, воздуха или жидкостей. При этом, она закипает, переходя в газообразное состояние. Компрессор отвечает за то, чтобы перекачать газ из охлаждаемого участка в ту часть оборудования, где газ отдаст свое тепло и постепенно снова превратится в жидкость. Весь цикл повторяется постоянно на протяжении всего времени работы.

Когда же достигается заданная температура в помещении или холодильнике, то специальное реле отключает компрессор. По мере роста температуры, датчик снова подает сигнал на включение и процесс повторяется.

Основными конструктивными элементами можно назвать:

• Компрессор – важнейшая составляющая любого холодильника или кондиционера. Иначе называется мотором, потому что при запуске создает давление в замкнутой системе, запуская циркуляцию охлаждающей жидкости.
• Хладагент – специальная жидкость, которой заполнена система. Именно этой жидкостью и осуществляется перераспределение тепла.
• Система дросселей и вентилей – это устройства, которые перекрывают подачу жидкости и газа, тем самым обеспечивая регулировку режимов работы. Чем больше жидкого хладагента поступит в камеру, тем быстрее он охладит пространство, забрав лишнее тепло.
• Испаритель – место, в котором происходит процесс закипания охлаждающей жидкости и ее кипение с естественным процессом забора тепла.
• Конденсатор – в этой части холодильного оборудования поступающий газообразный хладагент охлаждается (обычно посредством движения по системе труб) и снова переходит в жидкостное тепло. Соответственно, отдаваемое тепло отводится. В холодильниках конденсаторы располагаются на боковых стенках (сзади – на старых или бюджетных моделях), у кондиционера – во внешнем блоке на улице.

У современных устройств присутствует дополнительное оборудование. Например, в обязательном порядке используются датчики и другие измерительные приборы, которые фиксируют температурные показатели хладагента, окружающей среды и внутри охлаждаемого шкафа/помещения. На профессиональных устройствах обычно реализована возможность наблюдения за количеством хладагента, посредством установки специальных смотровых стекол.

Чтобы понять мощность и возможности холодильного оборудования, применяются общепринятые единицы измерения. Коэффициент, показывающий количество отводимого тепла за потраченную единицу энергии, позволяет точнее подобрать именно то устройство, которое нужно в конкретных условиях.

Хладагент

В разное время в качестве хладагента могли использоваться разные вещества. Главное качество, которым должно было обладать такое вещество – максимально низкая температура закипания (а в этом процессе обязательно забирается тепло).

Для этого в системах могли применяться различные углеводородные соединения с содержанием хлора, фтора, брома. Нередко встречался аммиак, углекислый газ, пропан или даже обычный воздух.

Сегодня чаще всего в бытовых и промышленных системах используется фреон разного класса (по количество содержащихся примесей и общей экологичности):

• R12;
• R22;
• R134A;
• R407C;
• R404A;
• R410A;
• R717;
• R507 и другие.

Всего известно более 40 разных видов фреонов. Не все они используются для сплит-систем. Они также нашли свое применение в бытовой сфере: при производстве аэрозолей, растворителей, теплоизоляционных материалов. Такие вещества применяются для систем пожаротушения (например, на кораблях и подводных лодках, на энергетических предприятиях).

Терморегулирующий вентиль (ТРВ)

Терморегулирующий вентиль является важной составляющей частью холодильного оборудования. В предыдущих поколениях он чаще всего представлял собой устройство, расположенное перед испарителем, которое наполнялось таким же хладагентом, что и основная система, но не соединялся с ней. При нагревании хладагента в ТРВ, он расширялся, переходил в газообразное состояние, и закрывал дроссель, ведущий в испаритель. По мере охлаждения хладагента в нем, дроссельное отверстие открывалось, и циркуляция жидкости в основной системе начиналась опять.

Таким образом, с помощью естественного физического процесса (а значит, максимально надежного) регулировался процесс циркуляции хладагента в холодильной камере или кондиционере.

На современном оборудовании ТРВ встречается реже. Все чаще ему на замену пришли электронные датчики, которые точно считывают температуру проходящего хладагента и передают информацию на центральный процессор. Там данные обрабатываются, и формируется команда на закрытие или открытие дросселя. Плюсом современных систем можно назвать то, что они позволяют тонко задавать параметры охлаждения, вплоть до десятых долей градусов. Минусы тоже очевидны: устройство стало намного более сложным, а значит, дорогостоящим и трудным в плане ремонта.

Смотровое стекло

Смотровое стекло в холодильной камере встречается не так уж часто. Обычно это устройство – прерогатива дорогого оборудования. Основное его назначение заключается в визуальном определении количества хладагента и его качеств (цвет, вязкость), а также для оценки количества влаги в системе (в большинстве случаев определяется по цвету специального индикатора).

Чаще всего окошко для визуального осмотра располагают на части трубопровода рядом с накопителем.

Для оценки состояния хладагента не обязательно быть экспертом. К примеру, свидетельством явных проблем в оборудовании можно назвать появление пузырьков воздуха, существенное изменение цвета. Для этого там располагают специальные цветовые датчики, которые меняют свой цвет, реагируя на перемены в характеристиках хладагента.

Самые крупные холодильные установки нередко обладают даже несколькими участками, оборудованными смотровыми стеклами. Это позволяет наиболее точно определить состояние цепи в большой схеме и намного проще проводить процедуру технического обслуживания специалистам.

Фильтр-осушитель

Еще один достаточно важный конструктивный элемент холодильной установки – фильтр-осушитель. Его основная задача заключается в удалении лишней влаги из хладагента, а также других загрязнений в системе, которые могут существенно снижать общий срок эксплуатации всего оборудования.

Внутреннее устройство фильтра-осушителя достаточно простое. Прибор представляет собой трубку, которая на разных моделях может иметь существенно разный диаметр и длину. Устанавливается устройство чаще всего в части трубы перед или после конденсатора.

Внутри фильтр представляет собой две сетки для фильтрации, установленные с одного и второго края. Между сетками заливается фильтрующая часть-адсорбер.

В зависимости от дороговизны оборудования, на него могут устанавливаться одноразовые фильтры (дешевле) или многоразовые (дороже). Отличие в том, что одноразовые ставятся на заводе и не допускают возможность перезарядить фильтрующий элемент.

Ресивер

Ресивер встречается в том или ином виде на любом холодильном оборудовании. Он представляет собой тяжелый металлический бак, в котором накапливается жидкий хладагент перед тем, как подаваться в испаритель.

Задачи ресивера:

• Накопление хладагента.
• Создание защитного гидрозатвора между испарителем (с газообразным хладагентом) и конденсатором (остывающим хладагентом).
• Отделяет масло от воздуха посредством физических процессов.

Подсоединяются ресиверы к общей системе и герметично припаиваются к трубкам, по которым курсирует охлаждающая жидкость.

Регулятор давления

Автоматический клапан, который отвечает за регулирование давления в холодильной системе необходим для того, чтобы в зависимости от внешних условий распределять нагрузку на испаритель. В нем так же, как и в ТРВ используется перекрывающая тарелка, которая, реагируя на повышение давления в системе открывается, чтобы сбросить его или, наоборот, остается в прежнем положении. Все зависит от команд системы.

В кондиционерах и холодильниках разделяю регуляторы низкого и высокого давления. Прессостаты или регуляторы низкого давления чаще всего применяются сразу после испарителя и тем больше открывают дроссель, чем больше закипает хладагент. Таким образом, циркуляция повышается в том случае, если нужно быстрее охлаждать.

Маноконтроллеры – это регуляторы высокого давления. Они применяются в системах с воздушным охлаждением и их основное назначение заключается в том, чтобы обеспечивать оптимальную циркуляцию охлаждаемого хладагента в зависимости от тех условий воздушной среды, где он переходит в жидкое состояние. Иными словами, дроссель открывается тем больше, чем жарче во внешней среде.

Для выбора подходящего компрессорного агрегата переходите по данной ссылке.