Chladnička je komplexné elektrické zariadenie, ktoré v sebe spája mechanické a elektronické komponenty. Jeho hlavným účelom je akumulovať chlad a udržiavať danú teplotu. Jednotky sa medzi sebou líšia typom použitého kompresora. V prípade chladničky je kompresor ako srdce pre človeka, ktorého technický stav zariadenia ako celku závisí od jeho činnosti.
Návrh chladiacej jednotky
V prevádzkovom stave je chladnička pripojená k 220 V sieti a začína získavať nastavenú teplotu, po ktorej sa vypne. Keď sa teplota začne líšiť od nastavenej teploty, prístroj sa znova zapne a zníži na nastavenú hodnotu. Stáva sa to v cykle. Priemerná doba trvania motora je 10-25 minút .
Činnosť jednotky je založená na vlastnostiach chladiva, aby rýchlo zmenila svoj fázový stav. Chladivo je látka, ktorá prenáša teplo cez kapilárne trubice. Plyn sa používa ako chladivo. Po dosiahnutí bodu varu činidlo odoberá teplo z predmetu, s ktorým je v kontakte, a keď je ochladený, prenáša ho do prostredia v dôsledku kondenzácie.
Zariadenie chladničky sa skladá zo štyroch hlavných komponentov, ktoré tvoria jeho prácu:
- kompresor;
- kondenzátor;
- výparníka;
- termostat.
Keď sa spustí kompresor (čerpadlo), chladiaci plyn sa čerpá z výparníka a čerpá sa do kondenzátora. V ňom dochádza k ochladzovaniu plynu, ku kondenzácii ak prechodu do kvapalného stavu. Činidlo vstupuje do filtra, v ktorom je vypustené, a potom do odparky, kde sa vytvára znížený tlak. Keď je chladič v kvapalnom stave, varí sa a z neho sa teplo odvádza. To vám umožní ochladiť vnútorný povrch chladničky a predmety v nej.
Pohybový cyklus sa opakuje, až kým sa termostat nevypne a údaje o hodnote teploty sa získajú z termočlánku umiestneného v chladničke. Po práci termostat vypne kompresor. Keď teplota stúpa, termostat znova spustí kompresor. Na zníženie kondenzátu vzniknutého v dôsledku teplotného rozdielu sa používa kapilárna rúrka. Keď je jednotka v prevádzke, zahrieva sa a odovzdáva teplo do sacieho potrubia. V najnovších chladiacich modeloch je kapilárna rúrka umiestnená vo vnútri potrubia.
V jednokomorových jednotkách na riadenie chladiacej sily je nainštalovaná paleta s malým otvorom priamo pod výparníkom. Cez tento otvor studený vzduch vstupuje do chladiacej komory. Zmenou veľkosti otvoru sa reguluje teplota v chladničke, zatiaľ čo v mrazničke zostáva nezmenená. Mraznička v jednokomorových chladničkách je umiestnená nad chladničkou.
Dvojkomorové chladničky používajú vlastný výparník . Výparník z mrazničky sa najskôr ochladí. Po dosiahnutí zápornej teploty sa chladivo v kvapalnom stave privádza do výparníka chladiaceho oddelenia. Samotný odparovač je dvoch typov: plačový systém a systém No Frost.
Plačový výparník
Tento typ výparníka je doska z kovu umiestnená na zadnej strane chladničky. Keď sa dosiahne požadovaná teplota a vypne sa kompresor, začne sa proces rozmrazovania a na stene výparníka sa vytvorí voda. Táto voda tečie dolu do špeciálne umiestneného podnosu. Typicky je táto etáž umiestnená nad kompresorom, ktorého teplota vedie k postupnému odparovaniu kvapaliny.
Pri zmene výkonu kompresora sa súčasne nastavuje teplota v oboch komorách. Termočlánok je umiestnený v chladničke. Napríklad zníženie teploty v chladničke o dva stupne povedie k zníženiu teploty o rovnaké množstvo v mrazničke. Malo by sa poznamenať, že mraznička je navrhnutá tak, že aj keď je termostat v najnižšej polohe, teplota v nej nemôže stúpnuť nad nastavenú hodnotu, približne mínus 18 stupňov.
Žiadny systém chladenia mrazom
Systém No Frost funguje iným spôsobom ako typ plaču. V nej je výparník umiestnený blízko mrazničky a svojím vzhľadom pripomína radiátor. Plyn sa distribuuje pomocou ventilátora, ktorý prečerpáva vzduch z mrazničky a chladničky.
V takomto systéme nedochádza k zamŕzaniu a na chladiacej jednotke sa nevytvára vrstva ľadu s jinovatkou. Princíp činnosti je podobný klasickým modelom. Akonáhle teplota dosiahne nastavené hodnoty, motor sa vypne a po zvýšení sa zapne.
V skutočnosti sa však mráz stále objavuje, aj keď to nie je viditeľné, pretože samotný výparník je pred spotrebiteľom skrytý. Hoarfrost, premieňajúci sa na vodu, topí z tepla prichádzajúceho z motora zariadenia. V mrazničke sa teplota udržiava zapínaním a vypínaním kompresora a v chladničke tlmičom. Jeho poloha je nastavená v manuálnom alebo automatickom režime. Okrem tlmiča sa používa ventilátor, ktorý nasáva studený vzduch z mraziaceho oddelenia do chladiaceho oddelenia.
Od zavedenia chladiaceho zariadenia nedošlo k zásadným zmenám v jeho fungovaní. Tvary, počet a umiestnenie kamier sa zmenili a všetko ostatné zostalo nezmenené.
S vývojom elektronických zariadení zameraných na úsporu energie boli vynájdené kompresory iného typu ako predtým používané. Existujú dva typy kompresorov:
- lineárne;
- Striedače.
V poslednej dobe stále viac výrobcov prechádza na modely s invertorovým zariadením pre kompresor chladničky. Nedostatky, ktoré sa v nich vyskytujú, a ktoré sú obzvlášť charakteristické pre použitie na území bývalých krajín ZSSR, sa však úplne neopustia od použitia lineárneho typu zariadení.
Linkové zariadenia
Ak sa pozriete na taký kompresor vizuálne, uvidíte malý valec, ktorý sa skladá z dvoch polovíc spojených zváraním. Rúry vychádzajú zo svojho stredu a na puzdre sú terminály na dodávanie elektrickej energie do nich. Princíp činnosti lineárnych zariadení je založený na prevádzke čerpadla. Tento typ kompresora pre chladničky sa delí na tieto typy:
- odstredivé;
- piest;
- rotative.
Táto klasifikácia oddeľuje zariadenia nielen na základe princípu činnosti, ale najmä čo sa týka sily, ako aj hodnoty koeficientu výkonu (COP). V chladničkách s týmto typom kompresora pracuje motor vždy na maximálny výkon. Tento spôsob použitia zaťažuje elektrickú sieť a chladiaci systém. Štartovanie a vypínanie motora je vždy sprevádzané rušením v napájacej sieti, ku ktorému dochádza pri zapnutí relé.
Odstredivý motor
Odstredivé alebo dynamické kompresory sú pri prevádzke podobné odstredivým čerpadlám. Pozostávajú z jedného alebo viacerých obežných kolies umiestnených v špirálovom puzdre. Keď sa koleso otáča, vytvára sa odstredivá sila, ktorá prenáša kinetickú energiu do chladiva v plynnom stave. Táto energia sa potom premení na tlak.
Preto všetky práce na pohybe plynu nastávajú v dôsledku ventilátora. Môže byť: odstredivý a axiálny. Okrem obežného kolesa má odstredivý ventilátor vo svojej konštrukcii sacie a výtlačné dýzy. Axiálny pozostáva z vrtule s lopatkami.
Nevýhody tohto typu zahŕňajú: neschopnosť dosiahnuť vysoký tlak v dôsledku nízkeho kompresného pomeru. Ich výhodou je však ľahká výroba.
Typ práce s piestom
Hlavnou súčasťou konštrukcie kompresora je popri pracovnom valci piest. Piestový motor pracuje analogicky s jednovalcovým spaľovacím motorom. V kryte valca sú dva ventily: výtlak a nasávanie. Mechanizmus kľuky a kľukový hriadeľ sú zodpovedné za pohyb piestu.
Priamy pohon tohto mechanizmu spúšťa piest a pri spätných pohyboch stlačuje plyn a vytláča ho. Najčastejšie dochádza pri dvoch zdvihoch piestu k jednej otáčke hriadeľa. Keď piest ide doprava, vytvorí sa v kondenzátore vákuum a chladiaci plyn sa nasáva do valca. Keď sa piest pohybuje späť, tlak sa zvyšuje. Nasávací ventil sa uzavrie a plyn sa tlačí do kondenzátora pod tlakom. Len čo piest zmení smer, vypúšťací ventil sa uzavrie a kompresor začne znova čerpať plynné pary.
Voľný objem vytvorený znížením piestu vypustí komoru a po prejdení bodu zodpovedajúceho najväčšiemu objemu stlačenia uzavrie výfukový ventil. Zvyšuje sa tlak plynu. Na zníženie opotrebenia steny sa do valca privádza olej. Aby ste sa zbavili svojich častíc, je v chladive nainštalovaný separátor.
Priemerná produktivita takýchto kompresorov nepresahuje sto litrov za minútu. Pozitívne aspekty zahŕňajú jednoduchý výrobný proces a negatívne: nízka účinnosť, vysoký hluk a vibrácie.
Rotačný princíp činnosti
Keď uvažujete o rotačnom kompresore v kontexte, môžete vidieť dve skrutky, medzi ktorými a telom je chladivo. Preto sa tento typ často nazýva skrutka. Jeden rotor je vedúci a druhý je poháňaný. Medzi nimi nie je fyzický kontakt. V kryte sú dva otvory - vstup a výstup. Keď plyn vstupuje cez vstup, je stlačený medzi skrutkami a jeho objem sa zmenšuje a potom sa vedie cez kapilárne rúrky do chladiacej jednotky. Puzdro je chladené kvapalinou, aby sa zabránilo zahrievaniu.
Takto usporiadaný rotačný kompresor sa vyznačuje nízkymi výrobnými nákladmi, ľahkosťou demontáže a opravy, ako aj nízkymi dynamickými stratami plynu. Medzi nevýhody patrí nízka účinnosť a nízky tlak nepresahujúci 1 MPa.
Invertorový kompresor
Znakom takého zariadenia je to, že keď sa teplota zmení alebo dosiahne požadovanú hodnotu v komorách chladničky, prestane pracovať, ale iba zníži svoju silu. Princíp činnosti invertorového kompresora chladničky je preto založený na zmene otáčok motora pomocou špeciálnej riadiacej dosky.
Riadiaca jednotka transformuje striedavý prúd prichádzajúci zo siete na jednosmerný prúd a potom opäť na striedavý prúd, ale s vyššou frekvenciou. Vďaka tomu je možné plynulo regulovať rotáciu motora kompresora a dosahovať rýchlosti nad 3000 ot / min. Ako motor sa používa motor bez kefky. Keď je kompresor zapnutý, jeho rýchlosť sa začína na jeho maximálnu hodnotu a po ochladení komory sa postupne znižuje na minimum av tomto režime sa teplota udržuje.
Medzi nesporné výhody použitia invertorového kompresora patrí:
- úspora energie;
- predĺžená životnosť motora;
- nízka hladina hluku;
- dlhá záručná doba.
Predĺžená životnosť je spôsobená skutočnosťou, že pri prevádzke pri nízkych otáčkach motor takmer nezažije vnútorné trenie, čo znamená menšie opotrebenie jeho častí. Preto záručná doba od výrobcov dosahuje desať rokov. Nízke otáčky motora spojené s nízkou spotrebou energie a nízkou hlučnosťou. Je potrebné poznamenať, že nastavená teplota v chladiacich komorách je takmer dvojnásobná v porovnaní s lineárnym typom kompresora.
Z mínusov vyniká cena. Chladnička používajúca taký kompresor bude stáť oveľa viac ako klasika. Napriek tomu je jeho riadiaca jednotka príliš citlivá na prepätie spôsobené použitím komplexnej elektronickej náplne.
Pri určení, ktorý typ chladiča je lepší, môžeme s istotou povedať, že je to invertor, ale zohľadňuje to len technickú stránku problému. Všeobecne sa často pri výbere chladiacich jednotiek pre domácnosť uprednostňujú lineárne typy.
A to nie je ani tak kvôli cene elektrických vedení. Aj keď výrobcovia dávajú výrobcovi dlhú záručnú lehotu, stanovujú sa v ňom, že zlyhanie invertovanej dosky plošných spojov v dôsledku prepätia nie je záručným prípadom, je však drahé túto dosku plošných spojov vymeniť.
Do istej miery môžete zariadenie zaistiť pomocou stabilizátora napätia, čo však ďalej zvýši náklady na chladničku.