Podstawowe pojęcia związane z obsługą maszyny chłodniczej
Chłodzenie w klimatyzatorach odbywa się poprzez pochłanianie ciepła z wrzącej cieczy. Kiedy mówimy o wrzącej cieczy, naturalnie myślimy o niej jako o gorącej. Jednak nie jest to do końca prawdą.
Po pierwsze, temperatura wrzenia cieczy zależy od ciśnienia otoczenia. Im wyższe ciśnienie, tym wyższa temperatura wrzenia i odwrotnie: im niższe ciśnienie, tym niższa temperatura wrzenia. Przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym równym 760 mm Hg. (1 atm), woda wrze w temperaturze plus 100°C, ale przy niskim ciśnieniu, np. w górach na wysokości 7000-8000 m, woda zacznie wrzeć w temperaturze plus 40-60°C .
Po drugie, w tych samych warunkach różne ciecze mają różne temperatury wrzenia.
Na przykład freon R-22, szeroko stosowany w technologii chłodniczej, przy normalnym ciśnieniu atmosferycznym ma temperaturę wrzenia minus 4°,8°C.
Jeśli ciekły freon znajduje się w otwartym pojemniku, to znaczy pod ciśnieniem atmosferycznym i temperaturą otoczenia, wówczas natychmiast wrze, pobierając dużą ilość ciepła z otoczenia lub dowolnego materiału, z którym się styka. W maszynie chłodniczej freon nie wrze w otwartym naczyniu, ale w specjalnym wymienniku ciepła zwanym parownikiem. W tym przypadku freon wrzący w rurach parownika aktywnie pochłania ciepło ze strumienia powietrza przemywającego zewnętrzną, zwykle żebrowaną powierzchnię rur.
Rozważmy proces kondensacji pary cieczy na przykładzie freonu R-22. Temperatura kondensacji par freonu, a także temperatura wrzenia, zależą od ciśnienia otoczenia. Im wyższe ciśnienie, tym wyższa temperatura skraplania. Przykładowo, kondensacja par freonu R-22 pod ciśnieniem 23 atm rozpoczyna się już w temperaturze plus 55°C. Procesowi kondensacji par freonu, jak każdej innej cieczy, towarzyszy uwolnienie do otoczenia dużej ilości ciepła lub w przypadku maszyny chłodniczej przekazanie tego ciepła do strumienia powietrza lub cieczy w specjalny wymiennik ciepła zwany skraplaczem.
Naturalnie, aby proces wrzenia freonu w parowniku i chłodzenia powietrza, a także proces kondensacji i odprowadzania ciepła w skraplaczu był ciągły, konieczne jest ciągłe „dodawanie” ciekłego freonu do parownika i ciągłe dostarczanie pary freonu do skraplacza. Ten ciągły proces (cykl) odbywa się w maszynie chłodniczej.
Najszersza klasa maszyn chłodniczych opiera się na kompresyjnym obiegu chłodniczym, którego głównymi elementami konstrukcyjnymi są sprężarka, parownik, skraplacz i regulator przepływu (kapilara), połączone rurociągami i stanowiące zamknięty system, w którym czynnik chłodniczy (freon) krąży w sprężarce. Oprócz zapewnienia cyrkulacji, sprężarka utrzymuje w skraplaczu (na linii tłocznej) wysokie ciśnienie około 20-23 atm.
Teraz, gdy już dokonaliśmy przeglądu podstawowych pojęć związanych z działaniem maszyny chłodniczej, przejdźmy do bardziej szczegółowego rozważenia schematu cyklu chłodzenia sprężarkowego, konstrukcji i przeznaczenia funkcjonalnego poszczególnych podzespołów i elementów.
Ryż. 1. Schemat cyklu chłodzenia sprężarkowego
Klimatyzator to ta sama maszyna chłodnicza przeznaczona do obróbki cieplnej i wilgotnościowej przepływu powietrza. Ponadto klimatyzator ma znacznie większe możliwości, bardziej złożoną konstrukcję i liczne opcje dodatkowe. Uzdatnianie powietrza polega na zapewnieniu mu określonych warunków, takich jak temperatura i wilgotność, a także kierunek ruchu i ruchliwość (prędkość ruchu). Zastanówmy się nad zasadą działania i procesami fizycznymi zachodzącymi w maszynie chłodniczej (klimatyzatorze). Chłodzenie w klimatyzatorze odbywa się poprzez ciągłą cyrkulację, gotowanie i kondensację czynnika chłodniczego w układzie zamkniętym. Czynnik chłodniczy wrze pod niskim ciśnieniem i w niskiej temperaturze, a przy wysokim ciśnieniu i wysokiej temperaturze następuje kondensacja. Schematyczny diagram cyklu chłodzenia sprężarkowego pokazano na ryc. 1.
Przyjrzyjmy się działaniu obiegu od wyjścia parownika (rozdział 1-1). Tutaj czynnik chłodniczy występuje w stanie pary o niskim ciśnieniu i temperaturze.
Czynnik chłodniczy w postaci pary zasysany jest przez sprężarkę, która podnosi jego ciśnienie do 15-25 atm i temperaturę do plus 70-90°C (pkt 2-2).
Następnie w skraplaczu gorący, parowy czynnik chłodniczy jest schładzany i skraplany, czyli przechodzi do fazy ciekłej. Skraplacz może być chłodzony powietrzem lub wodą, w zależności od typu układu chłodniczego.
Na wylocie skraplacza (punkt 3) czynnik chłodniczy znajduje się w stanie ciekłym pod wysokim ciśnieniem. Wymiary skraplacza dobiera się tak, aby gaz wewnątrz skraplacza uległ całkowitemu skropleniu. Dlatego temperatura cieczy na wylocie skraplacza jest nieco niższa niż temperatura skraplania. Dochłodzenie w skraplaczach chłodzonych powietrzem wynosi zwykle około plus 4-7°C.
W tym przypadku temperatura skraplania jest o około 10-20°C wyższa od temperatury powietrza atmosferycznego.
Następnie czynnik chłodniczy w fazie ciekłej o wysokiej temperaturze i ciśnieniu dostaje się do regulatora przepływu, gdzie ciśnienie mieszaniny gwałtownie spada, a część cieczy może odparować, przechodząc do fazy gazowej. W ten sposób mieszanina pary i cieczy dostaje się do parownika (punkt 4).
Ciecz wrze w parowniku, pobierając ciepło z otaczającego powietrza i ponownie przechodzi w stan pary.
Wymiary parownika dobiera się tak, aby ciecz wewnątrz parownika całkowicie odparowała. Dlatego temperatura pary na wylocie z parownika jest wyższa niż temperatura wrzenia i następuje tzw. Przegrzanie czynnika chłodniczego w parowniku. W takim przypadku nawet najmniejsze kropelki czynnika chłodniczego odparowują i ciecz nie przedostaje się do sprężarki. Należy pamiętać, że jeśli ciekły czynnik chłodniczy dostanie się do sprężarki, może dojść do tzw. „uderzenia wodnego”, może dojść do uszkodzenia i awarii zaworów oraz innych części sprężarki.
Przegrzana para opuszcza parownik (punkt 1) i cykl zostaje wznowiony.
W ten sposób czynnik chłodniczy stale krąży w obiegu zamkniętym, zmieniając swój stan skupienia z cieczy na parę i odwrotnie.
Wszystkie cykle sprężania w chłodnictwie obejmują dwa określone poziomy ciśnienia. Granica między nimi przebiega przez zawór tłoczny na wylocie sprężarki z jednej strony i wylot z regulatora przepływu (z kapilary) z drugiej strony.
Zawór wylotowy sprężarki i wylot kontroli przepływu to punkty oddzielające stronę wysokiego i niskiego ciśnienia agregatu chłodniczego.
Po stronie wysokiego ciśnienia wszystkie elementy pracują pod ciśnieniem skraplania.
Po stronie niskiego ciśnienia wszystkie elementy pracują pod ciśnieniem parowania.
Pomimo tego, że istnieje wiele rodzajów sprężarkowych maszyn chłodniczych, podstawowy schemat cykli w nich jest prawie taki sam.
Teoretyczny i rzeczywisty cykl chłodzenia.
Cykl chłodzenia można przedstawić graficznie jako wykres zależności między ciśnieniem bezwzględnym a zawartością ciepła (entalpią). Wykres (rys. 2) przedstawia charakterystyczną krzywą obrazującą proces nasycania czynnikiem chłodniczym.
Lewa strona krzywej odpowiada stanowi cieczy nasyconej, prawa stronie stanowi pary nasyconej. Obie krzywe spotykają się pośrodku, w tak zwanym „punkcie krytycznym”, w którym czynnik chłodniczy może znajdować się w stanie ciekłym lub parowym. Strefy po lewej i prawej stronie krzywej odpowiadają przechłodzonej cieczy i przegrzanej parze. Wewnątrz zakrzywionej linii znajduje się strefa odpowiadająca stanowi mieszaniny cieczy i pary.
Rozważmy schemat teoretycznego (idealnego) cyklu chłodzenia, aby lepiej zrozumieć czynniki operacyjne (ryc. 3).
Rozważmy najbardziej charakterystyczne procesy zachodzące w cyklu chłodzenia sprężarkowego.
Sprężanie pary w sprężarce.
Zimny, nasycony czynnik chłodniczy wchodzi do sprężarki (punkt C`). Podczas procesu sprężania wzrasta jego ciśnienie i temperatura (punkt D). Zwiększa się także zawartość ciepła o wielkość wyznaczoną przez odcinek HC`-HD, czyli rzut linii C`-D na oś poziomą.
Kondensacja.
Pod koniec cyklu sprężania (punkt D) gorąca para dostaje się do skraplacza, gdzie zaczyna się skraplać i przechodzi ze stanu gorącej pary do stanu gorącej cieczy. To przejście do nowego stanu następuje przy stałym ciśnieniu i temperaturze. Należy zauważyć, że chociaż temperatura mieszaniny pozostaje praktycznie niezmieniona, to zawartość ciepła maleje w wyniku odprowadzenia ciepła ze skraplacza i przemiany pary w ciecz, dlatego na wykresie pojawia się jako linia prosta równoległa do poziomu oś.
Proces w skraplaczu przebiega w trzech etapach: usuwanie przegrzania (D-E), sama kondensacja (E-A) i przechłodzenie cieczy (A-A`).
Przyjrzyjmy się pokrótce każdemu etapowi.
Usuwanie przegrzania (D-E).
Jest to pierwsza faza zachodząca w skraplaczu i podczas tej fazy temperatura schłodzonej pary zostaje obniżona do temperatury nasycenia lub kondensacji. Na tym etapie usuwany jest jedynie nadmiar ciepła i nie następuje zmiana stanu skupienia czynnika chłodniczego.
W tej sekcji usuwa się około 10-20% całkowitego ciepła odprowadzanego ze skraplacza.
Kondensacja (E-A).
Temperatura skraplania ochłodzonej pary i powstałej cieczy pozostaje stała w całej tej fazie. Następuje zmiana stanu skupienia czynnika chłodniczego wraz z przejściem pary nasyconej do stanu cieczy nasyconej. W tym obszarze usuwa się 60-80% ciepła.
Hipotermia cieczy (A-A`).
W tej fazie czynnik chłodniczy będący w stanie ciekłym ulega dalszemu ochłodzeniu, w wyniku czego spada jego temperatura. Rezultatem jest przechłodzona ciecz (w stosunku do stanu cieczy nasyconej) bez zmiany stanu skupienia.
Dochłodzenie czynnika chłodniczego zapewnia znaczne korzyści energetyczne: podczas normalnej pracy spadek temperatury czynnika chłodniczego o jeden stopień odpowiada wzrostowi wydajności agregatu chłodniczego o około 1% przy tym samym poziomie zużycia energii.
Ilość ciepła wytworzonego w skraplaczu.
Sekcja D-A` odpowiada zmianie zawartości ciepła czynnika chłodniczego w skraplaczu i charakteryzuje ilość ciepła uwalnianego w skraplaczu.
Regulator przepływu (A`-B).
Przechłodzona ciecz o parametrach w punkcie A` wpływa do regulatora przepływu (kapilary lub termostatycznego zaworu rozprężnego), gdzie następuje gwałtowny spadek ciśnienia. Jeżeli ciśnienie za regulatorem przepływu stanie się wystarczająco niskie, to bezpośrednio za regulatorem może nastąpić wrzenie czynnika chłodniczego, osiągając parametry punktu B.
Odparowanie cieczy w parowniku (B-C).
Mieszanina cieczy i pary (punkt B) dostaje się do parownika, gdzie odbiera ciepło z otoczenia (przepływ powietrza) i całkowicie odparowuje (punkt C). Proces zachodzi w stałej temperaturze, ale ze wzrostem zawartości ciepła.
Jak wspomniano powyżej, gazowy czynnik chłodniczy jest nieco przegrzany na wylocie parownika. Głównym zadaniem fazy przegrzania (С-С`) jest zapewnienie całkowitego odparowania pozostałych kropelek cieczy, tak aby do sprężarki przedostawała się wyłącznie para czynnika chłodniczego. Wymaga to zwiększenia powierzchni wymiany ciepła parownika o 2-3% na każde 0,5°C przegrzania. Ponieważ przegrzanie zwykle odpowiada 5-8°C, zwiększenie powierzchni parownika może wynosić około 20%, co z pewnością jest uzasadnione, ponieważ zwiększa wydajność chłodzenia.
Ilość ciepła pobranego przez parownik.
Przekrój HB-HC` odpowiada zmianie zawartości ciepła czynnika chłodniczego w parowniku i charakteryzuje ilość ciepła pobranego przez parownik.
Prawdziwy cykl chłodzenia.
C`L: strata ciśnienia na ssaniu
MD: strata ciśnienia na wylocie
HDHC`: teoretyczny termiczny równoważnik kompresji
HD`HC`: rzeczywisty termiczny odpowiednik kompresji
C`D: kompresja teoretyczna
LM: prawdziwa kompresja
W rzeczywistości, na skutek strat ciśnienia występujących w przewodach ssawnym, tłocznym oraz w zaworach sprężarki, obieg chłodniczy przedstawia się na wykresie w nieco inny sposób (rys. 4).
Ze względu na stratę ciśnienia na wlocie (sekcja C`-L) sprężarka musi zasysać przy ciśnieniu niższym od ciśnienia parowania.
Z drugiej strony, ze względu na straty ciśnienia na wylocie (sekcja M-D`), sprężarka musi sprężać czynnik chłodniczy w postaci pary do ciśnienia powyżej ciśnienia skraplania.
Konieczność kompensacji strat zwiększa pracę sprężania i zmniejsza wydajność cyklu.
Oprócz strat ciśnienia w rurociągach i zaworach, straty podczas procesu sprężania wpływają również na odchylenie cyklu rzeczywistego od teoretycznego.
Po pierwsze, proces sprężania w sprężarce różni się od adiabatycznego, dlatego rzeczywista praca sprężania okazuje się większa od teoretycznej, co również prowadzi do strat energii.
Po drugie, w sprężarce występują straty czysto mechaniczne, prowadzące do wzrostu wymaganej mocy silnika elektrycznego sprężarki i zwiększenia pracy sprężania.
Po trzecie, ponieważ ciśnienie w cylindrze sprężarki na końcu cyklu ssania jest zawsze niższe niż ciśnienie pary przed sprężarką (ciśnienie parowania), spada również wydajność sprężarki. Ponadto w sprężarce zawsze znajduje się objętość, która nie bierze udziału w procesie sprężania, na przykład objętość pod głowicą cylindrów.
Ocena efektywności cyklu chłodzenia
Wydajność cyklu chłodniczego mierzy się zwykle za pomocą współczynnika wydajności lub współczynnika wydajności termicznej (termodynamicznej).
Współczynnik sprawności można obliczyć jako stosunek zmiany zawartości ciepła czynnika chłodniczego w parowniku (HC-HB) do zmiany zawartości ciepła czynnika chłodniczego podczas procesu sprężania (HD-HC).
W rzeczywistości reprezentuje stosunek mocy chłodniczej i mocy elektrycznej zużywanej przez sprężarkę.
Co więcej, nie jest on wskaźnikiem wydajności maszyny chłodniczej, lecz stanowi parametr porównawczy przy ocenie efektywności procesu przekazywania energii. Na przykład, jeśli lodówka ma współczynnik efektywności cieplnej 2,5, oznacza to, że na każdą jednostkę energii elektrycznej zużytej przez lodówkę wytwarzane jest 2,5 jednostki chłodu.
Chłodzenie dzielimy na naturalne i sztuczne. Pierwszy nie marnuje energii. Co więcej, temperatura obiektu ma tendencję do zmiany temperatury otaczającego powietrza. Sztuczne chłodzenie to obniżenie temperatury obiektu do poziomu niższego od temperatury otoczenia. Do takiego chłodzenia potrzebne są maszyny lub urządzenia chłodnicze. Zwykle stosuje się je w przemyśle, aby zapewnić wymagane warunki przechowywania, reakcje chemiczne i bezpieczeństwo. Maszyny grzewcze i chłodnicze są bardzo szeroko stosowane w życiu codziennym. Zasada ich działania opiera się na zjawiskach sublimacji i kondensacji.
Chłodzenie lodem
Jest to najtańszy i najprostszy rodzaj chłodzenia. Jest to szczególnie wygodne w obszarach, w których może gromadzić się naturalny lód.
Lód wykorzystuje się jako środek chłodzący w procesie przygotowania i przechowywania ryb, do krótkotrwałego przechowywania produktów roślinnych oraz do transportu schłodzonych produktów spożywczych. Lód wykorzystuje się w piwnicach i lodowcach. W tego typu sprzęcie bardzo ważna jest izolacja termiczna. W lodowcach stacjonarnych ściany są izolowane hydro- i termicznie. Przeznaczone są do pracy w zakresie temperatur +5...+8°C.
Chłodzenie lodowo-solne
Metoda chłodzenia solą lodową pozwala na osiągnięcie jeszcze niższych warunków temperaturowych w chłodzonej objętości. Łączne użycie lodu i soli umożliwia obniżenie temperatury topnienia lodu. Taka jest zasada. Zasada działania maszyny chłodniczej.
W tym celu miesza się lód i chlorek sodu. W zależności od stężenia soli temperatura lodu waha się od -1,8 do -21,2°C.
Temperatura topnienia osiąga minimum, jeśli zawartość soli w mieszaninie wynosi 23%. W takim przypadku lód nie topi się z minimalną szybkością.
Suchy lód służy do utrzymania niskich temperatur podczas przechowywania owoców, lodów, warzyw i półproduktów. Tak nazywa się stan stały dwutlenku węgla. Pod ciśnieniem atmosferycznym i ogrzewaniem zmienia się ze stałego w gazowy, pomijając fazę ciekłą. Suchy lód ma dwukrotnie większą zdolność chłodzenia niż lód wodny. Podczas sublimacji suchego lodu powstaje dwutlenek węgla, który między innymi pełni funkcje konserwujące, przyczyniając się do konserwacji produktów.
Metody chłodzenia lodem mają także szereg wad, które ograniczają ich zastosowanie. W związku z tym chłodzenie maszyn staje się główną metodą wytwarzania zimna.
Sztuczne chłodzenie
Chłodzenie mechaniczne to produkcja chłodu wytwarzanego przez maszyny i instalacje chłodnicze. Ta metoda ma kilka zalet:
- w trybie automatycznym utrzymywany jest stały poziom temperatury, różny dla różnych grup produktów;
- optymalne wykorzystanie chłodzonej przestrzeni;
- wygodnie jest obsługiwać pomieszczenia chłodnicze;
- niskie koszty utrzymania.
Jak to działa
Zasada działania maszyny chłodniczej jest następująca. Oczywiście osoba, która jedynie użytkuje maszynę chłodniczą lub jej szuka, niekoniecznie posiada głęboką i wszechstronną wiedzę na temat działania maszyn chłodniczych. Jednocześnie znajomość podstawowych zasad działania takich instalacji nie będzie zbędna. Informacje te mogą pomóc w dokonaniu świadomego wyboru sprzętu i ułatwią rozmowy z profesjonalistami przy wyborze sprzętu chłodniczego.
Ważne jest również zrozumienie, jak działa maszyna chłodnicza. W sytuacjach, gdy zawiedzie sprzęt chłodniczy i potrzebny jest specjalista, warto zagłębić się w zasadę działania takich maszyn. Przecież zrozumienie wyjaśnień specjalisty, że część maszyny chłodniczej wymaga wymiany lub naprawy, pomoże uniknąć straty dodatkowych pieniędzy.
Główną zasadą działania maszyny chłodniczej jest odprowadzenie ciepła z chłodzonego obiektu i przekazanie go innemu obiektowi. Ważne jest, aby zrozumieć, że ogrzewaniu lub ściskaniu obiektu towarzyszy przekazywanie mu energii, a chłodzenie i rozszerzanie usuwa energię. Na tym opiera się wymiana ciepła.
Aby przekazać ciepło, maszyny chłodnicze wykorzystują czynniki chłodnicze - specjalne substancje, które odbierają ciepło z chłodzonego obiektu podczas wrzenia i rozszerzania w stałej temperaturze. Następnie po sprężeniu energia przekazywana jest do czynnika chłodniczego poprzez kondensację.
Przeznaczenie poszczególnych węzłów
Sprężarka maszyny chłodniczej zapewnia obieg czynnika chłodniczego w układzie, jego wrzenie w parowniku i wtrysk do agregatu skraplającego.
Przeznaczony jest do zasysania freonu w stanie gazowym z parowników i po sprężaniu wtłaczania go do skraplacza, gdzie zamienia się w ciecz. Freon gromadzi się następnie w stanie ciekłym w odbiorniku. Urządzenie jest wyposażone w zawory odcinające na wlocie i wylocie. Dalsza droga czynnika chłodniczego wiedzie od odbiornika do filtra osuszacza. Tutaj usuwana jest pozostała wilgoć i zanieczyszczenia i przesyłana do parownika.
W parowniku czynnik chłodniczy osiąga wrzenie, co powoduje odprowadzenie ciepła z chłodzonego obiektu. Następnie czynnik chłodniczy, już w stanie gazowym, dostaje się do sprężarki z parownika, gdzie jest oczyszczany z zanieczyszczeń przez filtr. Następnie powtarza się cykl pracy urządzenia, taka jest zasada. Zasada działania maszyny chłodniczej.
Jednostka chłodnicza
Połączenie zestawu części i zespołów maszyny chłodniczej na jednej ramie nazywa się zwykle agregatem chłodniczym. Połączenie przez producenta podzespołów agregatu chłodniczego sprawia, że montaż jest wygodniejszy i szybszy.
Wydajność chłodnicza takich urządzeń jest parametrem obrazującym ilość ciepła odebranego z schładzanego otoczenia w ciągu jednej godziny. W różnych trybach pracy wydajność chłodzenia zmienia się w szerokim zakresie. Kiedy temperatura skraplania wzrasta, a temperatura parowania spada, wydajność spada.
Czynniki chłodnicze
Lodówki stosowane w organizacjach branżowych wykorzystują freon lub freon jako czynniki chłodnicze oraz amoniak do zamrażania na skalę przemysłową.
Freon jest ciężkim, bezbarwnym gazem o słabym zapachu, wyczuwalnym dopiero wtedy, gdy jego stężenie w powietrzu osiągnie 20%. Gaz nie jest palny ani wybuchowy. Oleje smarowe są dobrze rozpuszczalne w czynniku chłodniczym. W wysokich temperaturach tworzą z nim jednorodną mieszaninę. Freon nie wpływa na smak, zapach i kolor produktów.
W agregatach chłodniczych z freonem wilgotność nie powinna przekraczać 0,006% wagowo. W przeciwnym razie zamarza w cienkich rurkach, zakłócając pracę maszyny chłodniczej. Ze względu na dużą płynność gazu wymagane jest dobre uszczelnienie urządzeń.
Amoniak to bezbarwny, silnie pachnący gaz, niebezpieczny dla organizmu człowieka. Jego dopuszczalna zawartość w powietrzu wynosi 0,02 mg/l. Gdy stężenie osiągnie 16%, możliwa jest eksplozja. Kiedy zawartość gazu przekracza 11% i w pobliżu znajduje się otwarty płomień, rozpoczyna się spalanie.
Aby nawigować w przypadku awarii sprzętu kuchennego, wiele gospodyń domowych jest zmuszonych zrozumieć zasadę działania wielu urządzeń, takich jak kuchenka elektryczna, kuchenka mikrofalowa, lodówka i inne. Główną funkcją lodówki jest utrzymanie świeżości pożywnej żywności, dlatego musi pracować stale, a z usług specjalisty od naprawy nie można skorzystać od razu. Zrozumienie, jak działa lodówka, pomoże zaoszczędzić zasoby finansowe i czasowe, a wiele usterek można naprawić własnymi rękami.
Wnętrze lodówki
Krótko mówiąc, jak działa lodówka, każdy wie - ten sprzęt zamraża i chłodzi szeroką gamę produktów, pozwalając im przez pewien czas uniknąć zepsucia.
Jednocześnie nie wszyscy znają pewne cechy tego urządzenia: z czego składa się lodówka, skąd pochodzi zimno w wewnętrznej płaszczyźnie komory, w jaki sposób jest ona wytwarzana przez lodówkę i dlaczego urządzenie od czasu do czasu się wyłącza .
Aby zrozumieć te kwestie, należy szczegółowo rozważyć zasadę działania lodówki.. Na początek zauważamy, że masy zimnego powietrza nie powstają same: temperatura powietrza w komorze spada podczas pracy urządzenia.
Ten sprzęt chłodniczy składa się z kilku głównych części:
- chłodziwo;
- wyparka;
- kondensator;
- kompresor.
Sprężarka jest sercem każdego agregatu chłodniczego.. Element ten odpowiada za cyrkulację czynnika chłodniczego przez dużą liczbę specjalnych rurek, z których część znajduje się z tyłu lodówki. Pozostałe części ukryte są we wnętrzu komory pod panelem.
Podczas pracy sprężarka, jak każdy silnik, ulega znacznemu nagrzaniu, dlatego potrzebuje trochę czasu na ochłodzenie. Aby zapobiec utracie funkcjonalności urządzenia na skutek przegrzania, posiada ono wbudowany przekaźnik, który otwiera obwód elektryczny przy określonych poziomach temperatury.
Rurki umieszczone na zewnętrznej powierzchni urządzenia chłodniczego to skraplacz. Ma za zadanie uwalniać energię cieplną na zewnątrz. Sprężarka pompująca czynnik chłodniczy przesyła go do skraplacza pod wysokim ciśnieniem. W rezultacie substancja o strukturze gazowej (izobutan lub freon) staje się płynna i zaczyna się nagrzewać. Nadmiar ciepła jest odprowadzany do pomieszczenia, dzięki czemu czynnik chłodniczy schładza się w sposób naturalny. Z tego powodu zabrania się instalowania urządzeń grzewczych obok lodówek.
Właściciele znający zasadę działania szafy chłodniczej starają się zapewnić swojemu „kuchennemu pomocnikowi” jak najbardziej optymalne warunki chłodzenia skraplacza i sprężarki. Pozwala to przedłużyć jego żywotność.
Aby uzyskać chłód, w komorze wewnętrznej znajduje się kolejna część układu rur, do której za skraplaczem przesyłana jest skroplona substancja gazowa - nazywa się to parownikiem. Element ten jest oddzielony od skraplacza filtrem osuszającym i kapilarą. Zasada chłodzenia wewnątrz komory:
- Po wejściu do parownika freon zaczyna wrzeć i rozszerzać się, ponownie przekształcając się w gaz. W tym przypadku energia cieplna jest absorbowana.
- Rurki umieszczone w komorze nie tylko schładzają masy powietrza w urządzeniu, ale także same się schładzają.
- Czynnik chłodniczy jest następnie przesyłany z powrotem do sprężarki i cykl się powtarza.
Aby zapobiec zamarzaniu pożywnych produktów spożywczych w lodówce, urządzenie posiada wbudowany termostat. Specjalna skala umożliwia ustawienie wymaganego stopnia chłodzenia, a po osiągnięciu wymaganych wartości urządzenie automatycznie się wyłącza.
Modele jednokomorowe i dwukomorowe
Jednostka chłodząca powietrze w każdej lodówce ma ogólną zasadę konstrukcyjną. Jednak nadal istnieją różnice w funkcjonowaniu różnych urządzeń. Opierają się na specyfice ruchu czynnika chłodniczego w szafach chłodniczych z jedną lub parą komór.
Schemat zaprezentowany tuż powyżej jest typowy dla modeli jednokomorowych. Niezależnie od lokalizacji parownika zasada działania będzie taka sama. Jeśli jednak zamrażarka znajduje się pod lub nad komorą chłodzącą, wówczas do stabilnej i pełnej pracy lodówki wymagana jest dodatkowa sprężarka. W przypadku zamrażarki zasada działania będzie taka sama.
Komora chłodząca, w której temperatura nie spada poniżej zera, uruchamia się dopiero po wystarczającym ochłodzeniu zamrażarki i wyłączeniu. Właśnie w tym momencie czynnik chłodniczy z układu mrożącego kierowany jest do komór o dodatniej temperaturze, a cykl parowania/kondensacji odbywa się na niższym poziomie, dlatego nie da się dokładnie określić, jak długo sprzęt chłodniczy musi pracować, zanim nastąpi automatyczna wyłączanie. Wszystko zależy od ustawień termostatu i objętości zamrażarki.
Funkcja szybkiego zamrażania
Funkcja ta jest typowa dla lodówek dwukomorowych. W tym trybie lodówka może pracować nieprzerwanie przez dość długi czas. Szybkie zamrażanie przeznaczone jest do wydajnego zamrażania żywności w dużych ilościach..
Po włączeniu opcji na panelu zapalają się specjalne wskaźniki LED, sygnalizując pracę sprężarki. Tutaj należy wziąć pod uwagę, że praca urządzenia nie zostanie automatycznie zatrzymana, a zbyt długie używanie lodówki może negatywnie wpłynąć na jej stan.
Po ręcznym wyłączeniu urządzenia wskaźniki zgasną, a napęd sprężarki wyłączy się.
Nowoczesne lodówki są wyposażone w wiele różnych funkcji. A dziś gospodynie domowe wiedzą o istnieniu funkcji automatycznego rozmrażania. Systemy chłodnicze przeciw zamarzaniu i kroplowe znacznie ułatwiły życie człowieka, ale zasada działania lodówki pozostaje taka sama.
Maszyny chłodnicze są szeroko stosowane w różnych gałęziach przemysłu. Przeznaczone są do odprowadzania ciepła z obiektów, których temperatura powinna być niższa od temperatury otoczenia. Najniższy próg to minus 150 stopni, a najwyższy to plus 10.
Urządzenia służą do schładzania żywności i płynów (np. szafki na chillery). Istnieją urządzenia do chłodzenia tworzyw sztucznych stosowane w przemyśle chemicznym i nie tylko.
Spośród wszystkich urządzeń służących do chłodzenia największym zainteresowaniem cieszą się kompletne maszyny chłodnicze. Jest to sprzęt dobierany w specjalny sposób, biorąc pod uwagę cel jego użytkowania.
Przykładowo do produktów stosuje się urządzenia, które pozwalają zachować właściwości konsumenckie towarów; urządzenia do chłodzenia cieczy przeznaczonych do działalności chemicznej itp. Maszyny takie montuje się w miejscu komory chłodniczej i dodatkowo można je wyposażyć w różne podzespoły rozszerzające funkcjonalność urządzeń.
Pożądane są również maszyny chłodnicze, takie jak wytwornice lodu płatkowego. Znajdują zastosowanie w przemyśle mięsnym, rybnym, piekarniczym i wędliniarskim. Komory i szafy do mrożenia (szokowego) umożliwiają przechowywanie pierogów, ryb, mięsa, warzyw, jagód i owoców.