Моторы для холодильных установок

Поговорим о «сердце» холодильника: его назначение и принцип работы

Поговорим о «сердце» холодильника: его назначение и принцип работы «Какие типы компрессора используют в холодильниках? Как они работают, и какие отличия им присущи? Почему компрессор называют «Сердцем» холодильника? Холодильник, с каким компрессором лучше выбрать –линейный или инверторный? Сердцем любого холодильника или морозильной камеры является компрессор. Именно этот технически сложный агрегат заставляет хладагент непрерывно циркулировать по системе охлаждения, создавая необходимую разницу давления на разных участках. Мотор-компрессор испытывает большие нагрузки, если холодильник работает в аварийном режиме, или в неподходящих условиях окружающей среды. Эти, и другие факторы могут повлиять на срок службы компрессора, и со временем он может полностью выйти из строя. К сожалению, остановка «сердца» парализует все системы бытового прибора, а это значит, что в данном случае поможет только ремонт компрессора холодильника или его замена.

Как работает мотор-компрессор в холодильнике?

1 При повышении температуры в камере срабатывает пускозащитное реле , которое замыкает электрическую цепь. В результате включается другой электрический агрегат – компрессор. Создавая нужное давление в системе, он нагнетает фреон в радиатор конденсатора. Там фреон меняет свои физические свойства и из пара преобразуется в жидкое состояние. В результате этого процесса выделяется большое количество тепла, которое рассеивается в окружающее пространство при помощи радиаторной решетке (в народе еще называют змеевик).

2 Пройдя конденсатор, газовая смесь попадает в капиллярный трубопровод, где давление выравнивается и постепенно снижается.

3 Далее жидкий хладон под низким давлением попадает в испаритель. Нагревается до определенной температуры и снова меняет свое агрегатное состояние, т.е. из жидкого переходит в пар. Благодаря этому испаритель охлаждается, что приводит к понижению температурного режима в холодильном шкафу.

4 Цикл повторяется каждый раз, как только температура начинает повышаться выше определенного уровня. Температурные показания фиксирует воздушный/температурный датчик. Разновидности компрессоров: плюсы и минусы На сегодняшний день существует несколько видов компрессионных агрегатов, однако не все из них применяются в холодильной и морозильной технике. Предлагаем ознакомиться с разными видами компрессоров, их достоинствами и недостатками. Поршневой компрессор Очень распространенный вид, используемый при сборке техники. Его конструкция состоит из одного или нескольких цилиндров, располагающихся вертикально или горизонтально. Поршни цилиндров осуществляют возвратно-поступательные движения, что создает давление в системе. Движение поршням придает шатунно-кривошипный механизм. Плюсы:

  • Простота всей конструкции;
  • Доступная цена агрегата, что позволяет ей конкурировать на рынке;
  • Минимум сложностей с обслуживанием при поломках;
  • Недорогой ремонт компрессора холодильника на дому при необходимости;
  • Долговечность и износостойкость;
  • Способен выдерживать большие нагрузки или очень редкие включения;
  • Не требует особых условий использования или содержания;
  • Повышенный уровень шума при работе и вибрация;
  • Невысокая производительность, в основном подходит для малолитражных шкафов;
  • Нуждается в периодическом техническом обслуживании;
  • Требуется замена фильтров;

Роторный компрессор (винтовой)

Впервые был использован для охлаждения в начале 19 века. В агрегатах такого типа разное давление создается путем вращения ротора и подвижной пластины. Энергия вращения меняется. Такие компрессионные агрегаты использовали в моделях прошлых поколений холодильников Индезит . Плюсы:

  • Достигает необходимого уровня сжатия;
  • Использование масла обеспечивает компрессору долговечность эксплуатации;
  • Регулировка скорости вращения роторов помогает повысить или понизить производительность;
  • Для его подвески не требуется прочного основания, за счет невысоких вибраций при включении и во время работы;
  • Практически не производит шума, поэтому холодильник с таким компрессором можно установить даже в спальной комнате.
  • Небольшие размеры самого агрегата и небольшой вес.
  • Из-за постоянной скорости вращения валов внутри возникает разная сила сжатия газа.
  • Инверторный компрессор
  • Принцип его действий немного отличается от линейных компрессоров. При первом включении холодильника в сеть инверторный компрессор работает на высоких оборотах до того момента, пока температура в камерах не понизится до заданного уровня. Далее он переходит в режим ожидания и включается лишь по необходимости.
  • При этом задействует не весь свой потенциал, а ровно столько, сколько требуется до достижения нужной температуры. Для поддержания температурного режима задействуется от 10 до 25%. В ночное время, когда холодильник никто не открывает расход электроэнергии минимальный. Считается, что таким образом он более экономичен в плане энергопотребления. Однако на сегодняшний день ведутся активные споры и заключения экспертов по этому поводу не однозначные.
  • Экономичное энергопотребление;
  • Не издает рёва и другого повышенного шума, как другие компрессоры, потому как его система постоянно в рабочем состоянии. Ему нет необходимости задействовать все свои ресурсы для включения.
  • Не испытывают чрезмерных нагрузок при периодических запусках и остановках, т.к. они полностью отсутствуют.
  • Считается более долговечным и надежным;
  • Не смотря на высокую стоимость холодильников с такими агрегатами, цена оправдывается в будущем, за счет экономии на электропотреблении и отсутствия надобности в техническом обслуживании длительное время.
  • Из-за сложного строения этого охлаждающего устройства его конечная стоимость несколько дороже, чем у более традиционных компрессоров. По этой причине многие производители отказываются использовать его при сборке своих бюджетных моделей.
  • Чувствительность к перепадам напряжения, из-за которых компрессор может выйти из строя. Перед установкой холодильника с такой системой охлаждения убедитесь в целостности проводки, а по возможности установите специальный стабилизатор напряжения, чтобы исключить резкие скачки или падение напряжения.
  • Высокая стоимость ремонта и обслуживания таких агрегатов. В случае поломки такого компрессора цена ремонта может составить 1/3 стоимости самого холодильника.
Читайте также:  Как посчитать мощность мотор редуктора

Линейный компрессор Включается агрегат, как только температура в камерах начинает повышаться и продолжает работать до тех пор, пока она не понизится до нужного значения. Главная задача компрессора – как можно скорее охладить камеры. В компрессоре имеется цилиндр и поршневая часть. Поршень совершает возвратно-поступательные движения за счет электромагнитных сил. Энергопотери значительно сокращаются, а продолжительность жизни увеличивается. По статистике компрессорные агрегата такого типа позволяют экономить до 40%. Такими комплектуют некоторые холодильники Electrolux .

  • Увеличенный срок службы за счет отсутствия большого набора движущих элементов;
  • Минимализация отклонений от нормы благодаря улучшенной системе контроля над температурным режимом.
  • Экономичный расход электроэнергии, благодаря конструктивным особенностям системы и техническим характеристикам охлаждающего агрегата такого типа.
  • Стабильная работа компрессора, что позволяет добиться оптимальных температурных условий в камерах без больших скачков в ту или другую сторону.
  • Плавный запуск системы обеспечивает практически бесшумную работу холодильника.
  • Во время включения и отключения компрессора слышно характерные щелчки;
  • Непосредственно во время запуска агрегат испытывает большие нагрузки в связи с чем возрастает объем энергопотребления на этапах включения и отключения;
  • Так же, существуют и другие виды компрессоров, которые используют в устройстве холодильников крайне редко. Это – безмаслянный и электрогазодинамический. Такими чаще всего оборудуют большие холодильные установки, холодильные комнаты и т.д. В заключении хотелось бы напомнить, что любое электромеханическое устройство имеет свои ресурсы и свой износ, после чего требуется замена или ремонт компрессора в холодильнике . Чтобы не допустить серьезных неисправностей строго следуйте правилам эксплуатации и обращайте внимание при покупке на тип установленного компрессора. Как вы сами могли заметить, лучшим вариантом являются линейный или инверторный компрессор.

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.

Читайте также:  Надувная лодка барк под мотор

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!

Однако здесь есть некоторые тонкости — эффективность холодильной машины уменьшается при падении температуры на испарителе и ее росте на конденсаторе. Это связано с тем, что теплообмен между двумя веществами происходит тем быстрее, чем больше разница их температур. А поскольку температура кипения хладагента постоянна, то, чем ниже температура в испарителе, тем медленнее идет теплообмен и тем меньше тепла он вырабатывает при той же потребляемой мощности. И при температуре окружающей среды до -5…-10°С эффективность кондиционера как отопительного прибора становится невысока.

Поэтому использовать кондиционер для отопления дома или квартиры можно, только если температура зимой не падает ниже -5°С.

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:

  • Несбалансированность однопоршневого компрессора является причиной высокого уровня шума и вибраций при работе.
  • Большое количество движущихся деталей приводит к ускоренному износу и снижению ресурса.
  • Опасность поломки при быстром повторном пуске. Сразу после остановки в цилиндре компрессора наличествует высокое давление. Если в этот момент включить компрессор, создается критическая нагрузка на двигатель, могущая привести к его повреждению.

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.

Читайте также:  Установка цепи грм мерседес 602 мотор

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

В качестве хладагента в холодильных машинах используются различные жидкости и газы — аммиак, пропан, фреоны (смеси углеводородов). Используемый в холодильной машине хладагент сильно влияет как на ее характеристики, так и на условия эксплуатации. Например, кондиционер, заправленный фреоном R-134a (температура кипения -26,5 °С) при -30 на улице работать в режиме обогрева не будет вообще — фреон просто не вскипит в наружном блоке. Более того, попытка включения кондиционера в таких условиях с большой вероятностью приведет к его поломке — попадание жидкости (а не газа) в компрессор обычно выводит его из строя.

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.

R410A и R407С (хлорофторокарбонат, температура кипения -51,4°С) используются взамен R22. Они не вредят экологии, но требуют большего давления для конденсации, поэтому техника, заправляемая R410 или R407, стоит дороже. Кроме того, при возникновении утечек в системе, заполненной этими фреонами, могут возникнуть проблемы. Эти фреоны состоят из нескольких компонентов, которые улетучиваются неравномерно, поэтому при утечке более чем 40 % R410A дозаправка уже невозможна. Еще хуже обстоит дело с R407C – при возникновении утечки систему следует перезаправлять полностью.

R134 (тетрафторэтан) используется в кондиционерах взамен вышедшего из употребления R12. Температура кипения R134 составляет -26,3°С, поэтому в низкотемпературной технике он не используется. Однако, хоть R134 и не вреден для озонового слоя, он относится к газам, усиливающим парниковый эффект, поэтому безвредным его назвать нельзя.

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

Поделиться с друзьями