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.
Содержание
- Кратко о типах оборудования
- Компрессор для холодильника: принцип работы
- Классификация компрессоров в холодильном оборудовании
- Устройство поршневого компрессора холодильника
- Устройство роторных механизмов
- Устройство инверторного компрессора холодильника
Кратко о типах оборудования
По принципу работы данное оборудование можно разделить на четыре вида:
- Пароэжекторное, в качестве хладагента выступает, как правило, вода. Применяется в различных промышленных техпроцессах.
- Абсорбционное, для работы использует не электрическую, а тепловую энергию.
- Термоэлектрическое, на элементах Пельтье, широкое применение остается под вопросом ввиду низкого КПД (подробную информацию об этих устройствах можно найти на нашем сайте).
- Компрессорное.
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.
Обозначения:
- А – Испарительный радиатор, как правило, изготовлен из медных трубок и расположен внутри камеры.
- B – Компрессорный аппарат.
- С – Конденсатор, представляет собой радиаторную сборку, расположенную на тыльной стороне установки.
- D – Капиллярная трубка, служит для выравнивания давления.
Теперь рассмотрим, алгоритм работы системы:
- При помощи компрессора (В на рис. 1), пары хладагента (как правило, это фреон) нагнетаются в радиатор конденсатора (С). Под давлением происходит их конденсация, то есть фреон меняет свое агрегатное состояние, переходя из пара в жидкость. Выделяемое при этом тепло радиаторная решетка рассеивает в окружающий воздух. Если обратили внимание, тыльная часть работающей установки ощутимо горячая.
- Покинув конденсатор, жидкий хладагент поступает в выравниватель давления (капиллярная трубка D). По мере продвижения через данный узел давление фреона снижается.
- Жидкий хладагент, теперь уже под низким давлением, поступает в испарительный радиатор (А), под воздействием тепла которого, он опять меняет агрегатное состояние. То есть становиться паром. В процессе этого происходит охлаждение испарительного радиатора, что в свою очередь привод к понижению температуры в камере.
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:
- Динамический. В таких устройствах циркуляция хладагента производится под воздействием вентилятора. В зависимости от конструкции последнего их принято разделять на осевые и центробежные. Первые устанавливаются внутрь системы, и в процессе работы нагнетают давление. Их принцип работы такой же, как у обычного вентилятора.
Осевой компрессор
У вторых более высокий КПД за счет роста кинетической энергии, под воздействием центробежной силы.
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.
- Объемный. В таких устройствах эффект сжатия производится при помощи механического приспособления, приводящегося в действие двигателем (электромотором). Эффективность данного типа оборудования значительно выше, чем у винтовых агрегатов. Широко применялся до появления недорогих роторных аппаратов.
- Роторный. Этот подвид отличается долговечностью и надежностью, в современных бытовых агрегатах устанавливается именно такая конструкция.
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.
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.
Обозначения:
- Нижняя часть металлического кожуха.
- Крепление статора электромотора.
- Статор двигателя.
- Корпус внутреннего электромотора.
- Крепеж цилиндра.
- Крышка цилиндра.
- Плита крепления клапана.
- Корпус цилиндра.
- Поршневой элемент.
- Вал с кривошипной шейкой.
- Кулиса.
- Ползунок кулисного механизма.
- Завитая в спираль медная трубка для нагнетания хладагента.
- Верхняя часть герметичного кожуха.
- Вал.
- Крепление подвески.
- Пружина.
- Кронштейн подвески.
- Подшипники, установленные на вал.
- Якорь электродвигателя.
В зависимости от конструкции поршневой системы данные устройства делятся на два типа:
- Кривошипно-шатунные. Используются для охлаждения камер большого объема, поскольку выдерживают значительную нагрузку.
- Кривошипно-кулисные. Применяются в двухкамерных холодильниках, где практикуется совместная работа двух установок (для морозильника и основной емкости).
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.
Обозначения:
- Отводной патрубок.
- Отделитель масла.
- Герметичный кожух.
- Фиксируемый на кожухе статор.
- Обозначение внутреннего диаметра кожуха.
- Обозначение диаметра якоря.
- Якорь.
- Вал.
- Втулка.
- Лопасти.
- Подшипник на валу якоря.
- Крышка статора.
- Вводная трубка с клапаном.
- Камера-аккумулятор.
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.
Рекомендуем изучить: