Принцип работы компрессора холодильника
Приглашаем посетить Международную конференцию по непрерывной холодильной цепи COLD CHAIN EURASIA
Специалисты компании Мегахолод посетили выставку Комтранс 2023
Выставка RENWEX-2023
Информационное письмо
КАТЕГОРИЙНЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ В БЕЛЫЕ НОЧИ ’23
Сотрудники Мегахолод посетили выставку МИР в Казани
Сотрудники компании Мегахолод посетили семинар Ридан 18.04.23
Выставка Rosplast 2023
Мы привыкли, что если наша бытовая техника исправна — то нам даже не интересно, как она работает, мы не интересуемся ее устройством и принципами работы. А уж тем более никто из нас не проявляет интерес к тому, как устроен и работает компрессор холодильника — а зря. Ведь правильная работа и длительная эксплуатация напрямую зависят от знаний пользователя о принципах работы компрессора холодильника, что мы и рассмотрим в нашей статье.
Современные квартиры и дома обустроены холодильной техникой, работа которой основывается на компрессорах, что и интересует нас. Как все-таки устроен компрессор холодильника и из чего он состоит?
- Компрессор — поршень приводит в действие хладагент, который находится в газообразном состоянии, плюс ко всему он же создаёт давление на отдельных участках;
- Конденсатор – данная камера предназначена для отдачи тепла газообразным веществом в открытое пространство;
- Испарительная камера – специальной ёмкости, куда жидкий газ попадает и впитывает тепло, поступившее из холодильной камеры;
- Хладагент (фреон) – специальная химическая смесь, которая циркулирует по системе благодаря работе компрессора, может как отдавать, так и забирать тепло (Влияние фреона на организм человека — читаем здесь!);
- Терморегулятор – прибор для поддержания нужной температуры согласно выбранного режима работы.
Как работает компрессор холодильника
Чтобы правильно понять, как работает компрессор холодильника, нужно знать, что это именно тот агрегат, который способен самостоятельно вырабатывать холод. Благодаря протекающим внутри холодильной системы процессам, возникает холод – тепло, полученное от хладагента, выводится в окружающее пространство. Самое распространенное в этом процессе вещество, которое используется, это – фреон, применяемый в холодильниках компрессорного типа.
- Фреон, попадая в камеру испарения, забирает весь теплый воздух из холодильника;
- После хладагент поступает в компрессор и далее в конденсатор;
- Двигаясь по системе спиралей в стенках холодильной камеры, фреон остывает, и принимает жидкое состояние;
- После процесса охлаждения, хладагент поступает в испаритель, откуда, направляясь в трубку с большим диаметром, за счёт потери давления, становится газообразным. И после все повторяется.
Устройство компрессора
Однокамерные и двухкамерные холодильники
Внешне двухкамерные холодильники ничем не отличаются от агрегатов с одной камерой. Двухкамерные модели, выпускаемые ранее, имеют один испаритель на обе камеры. Отсюда, во время разморозки можно механически задеть испаритель, и из строя выйдет весь холодильник. В новых же двухкамерных шкафах имеются два отделения, в каждом из которых установлен испаритель. Камеры не соприкасаются друг с другом. Чаще всего такие холодильные агрегаты нам известны расположенной внизу морозилкой и верхним холодильным отсеком.
Несмотря на популярность моделей с одним мотором, два компрессора в устройстве тоже пользуются спросом. Разница лишь в том, что за каждой камерой закреплен компрессор. В быту гораздо чаще можно встретить двухкамерные холодильники, устройство которых позволяет нам выключить один компрессор в случае отсутствия необходимости в его работе, и, не нанося вреда работоспособности системы в целом, прекратить функционирование одной камеры.
Разновидность холодильников
Стоит обратить внимание на абсорбционные холодильники, которые испаряют свою рабочую смесь. Чаще всего для их работы используется аммиак. Хладагент циркулирует благодаря его растворению в водной среде. Далее полученная смесь направляется в систему и, после попадания в дефлегматор, распадается на две составляющие первоначального состояния. Цикл повторяется вновь, как только используемый аммиак превращается в жидкость после попадания в конденсатор.
Учитывая токсичность аммиака, в быту такие холодильники не применяются вовсе. К их использованию прибегают лишь в случае, когда нет возможности установить компрессорный агрегат.
Устройство компрессора холодильника: виды и особенности холодильных компрессоров
Холодильник
Те, кто знают принцип работы двигателя внутреннего сгорания, могут легко догадаться, что происходит внутри компрессора. Там также находится поршень, а тоже установлена система клапанов. Испаренный фреон проходит и сразу же нагревается от сжатия, затем выходит под давлением в сторону конденсора. После этого он легко преобразуется в жидкое состояние, отдавая энергию, чтобы после пойти на повторный цикл через капиллярный расширитель.
Главная задача состоит в том, чтобы фреон постоянно циркулировал, как кровь по венам. Вот поэтому зачастую компрессор еще называют сердцем холодильника. Но они могут быть различные, инверторные и простые, то есть, перечислять долго – вступления для этого мало. Давайте рассмотрим, устройство компрессора подробней.
Классификация компрессоров в холодильном оборудовании
Здесь нужно сказать спасибо Быкову А.В. за отличный справочник по компрессорам для холодильников 1992 г. издания.
Вы, естественно, слышали, что в стандартных бытовых холодильниках поршневые компрессоры, и до сих пор считаете, что корейцы, разработав в 1981 г. конструкцию двухшнековой соковыжималки, на самом деле открыли что-то новое? Это полное заблуждение! Винтовые компрессоры существуют с 1878 г., именно с этого времени используются роторы, которые крутятся навстречу друг другу, для создания давление. У винтовых компрессоров в холодильнике, в отличие от поршневых, есть целый ряд преимуществ:
Отличный коэффициент сжатия, он, как правило, определяется качеством изготовления, обработки деталей, выдержкой заданных размеров, посадок и допусков. Проще говоря, необходима высокая технологичность.- Постоянная скорость кручения валов не зависит от давления в системе. Это дает всем показателям винтового холодильного двухроторного компрессора повышенную стабильность в различных условиях.
- Возможность плавной регулировки мощности холодильника обычным изменением скорости кручения роторов. Это довольно удобно в инверторных холодильных системах управления.
- Специфика конструкции такая, что не находится деталей, которые несут высокую нагрузку, благодаря этому агрегат получается довольно долговечным. В паровую камеру добавляется впрыском масло.
Помимо этого, относительно промышленности есть и еще ряд основных преимуществ винтовых двухроторных компрессоров, в отличие от поршневых:
- Меньше размеры непосредственно компрессора холодильника.
- Относительно небольшой уровень шума, что дает возможность избежать в ряде случаев проблем с установкой холодильника.
- Низкий уровень вибраций холодильника. В результате этого не нужно создание прочного и тяжелого фундамента.
Недостаток только один:
Небольшое КПД, в случае преобразования фреона из одного состояния в иное непосредственно внутри корпуса холодильника. Это объясняется постоянной скоростью кручения валов и различным уровнем сжатия по этой причине. Поршень-то вращается, пока есть силы, а шнеки мелют, не обращая на что-то внимания. Естественно, когда хватает мощности.
Вот простейшие факты. Но как работает это оборудование, и какие могут быть компрессоры в холодильнике? Данный класс оборудования делится на типы и подтипы
- Подтип осевые;
- Подтип центробежные.
Подтип с коленчатым валом;- Подтип поступательные.
- Подтип роторные: однороторные и двухроторные.
- Подтип с катящимся ротором.
- Подтип спиральные.
- Подтип пластинчатые.
- Подтип роторно-поршневые.
Итак, видно, какое количество может быть устройств, и многие из них нашли свое применения.
Динамические компрессоры
В отличие от объемных, данные устройства пользуются «живой» силой лопастей. Если в поршневых и их аналогах вся нагрузка находится на жестких конструкциях, то тут работа происходит за счет вентилятора. Кто знаком с вентиляционными системами и устройствами кондиционирования уже заметили сходство в названиях. И оно вполне логично: внутри динамических компрессоров находятся вентиляторы двух видов:
- центробежные;
- осевые;
Большинство читателей уже поняли смысл, но мы все же поясним, что:
Центробежные работают благодаря тому, что каждое тело, которое перемещается по кругу, пытается выйти по прямой с орбиты.- Осевые вентиляторы — это именно то, чем мы пользуемся в жару для обдува. Только это устройство устанавливают вовнутрь патрубка, чтобы образовалось давление в необходимом направлении. Благодаря этому среда перемещается под воздействием крутящихся лопастей.
Минусы динамических компрессоров явны: в них нет возможности получить хороший коэффициент сжатия, а соответственно, сложно и создать повышенное давление. Например, холодильные устройства нагнетают фреон до 20–30 атм., а многие говорят, что и это не предел. Это довольно высокие данные. Но конструкция динамических компрессоров относительно простая, а это хорошо. Требования к конструкции, наоборот, низкие, и это также отлично.
Поршневые компрессоры
Способ работы компрессора холодильника сильно похож на одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания. Внутри устройства находится такой же коленчатый вал, приводящийся в движение электромотором. Но есть и другая конструкция, она более экономичная и легче управляется инверторной системой образования импульсов.
В данном случае находится определенный шток с поршнем в конце, который расположен внутри проволочной катушки. Проходящий ток заставляет систему делать поступательные перемещения, благодаря этому и работает холодильник. Сегодня такие технологии являются наилучшими, и корейцы активно используют их в своих изделиях, о чем и создают поучительные и хорошие видеоролики.
В рабочей камере находятся 2 клапана – расходный и приточный. Как правило, они находятся на стенках. Когда же компрессор прямоточный, то вход иногда устанавливается на цилиндре. Но эта конструкция мало распространена. Клапан в дне поршня увеличивает массу движущегося элемента, также тяжело и обеспечить необходимые проходные отверстия. Потому сейчас в технике устанавливаются поршневые непрямоточные компрессоры.
Роторные компрессоры
Двухроторные компрессоры считаются абсолютным аналогом двухшнековой соковыжималки. Вот лишь, как правило, неравнозначны винтовые спирали. В ведущем роторе находится 4 выступа с немного округленными верхушками, под них на ведомом сделаны 6 ложбинок требуемого профиля. Оба вала размещаются в двойной цилиндрический корпус и по всей длине касаются друг друга. Вращение идет навстречу.
Выходное и заборное отверстия для фреона, как правило, находятся по диагонали:
- сжатый газ выводится в конце спиралей внизу;
- хладагент проходит в начале роторов вверху.
Конструкция сделана так, что спирали роторов надежно присоединялись к корпусу. Вращение происходит таким образом, чтобы от заборной камеры части воздуха выходили вбок (по разным сторонам), захватываясь вращающимися валами. На первом роторе этих порций 4, на втором 6. Вращаясь по окружности, в результате книзу спирали встречаются. Последующее кручение приводит к сильному сжатию фреона, под высоким давлением он выходит наружу.
Чтобы уяснить всю прелесть этой системы, вспомните, что у двухшнековых соковыжималок наибольший коэффициент отжима, и они могут перемалывать даже кости, когда изготовлены из металла, без большого ущерба. Такая конструкция компрессора холодильника дает возможность создать ударное давление, которого тяжело добиться в других случаях.
Напомним, что в паровую камеру холодильника проходит под впрыском масло для снижения трения. Однако это не одна причина. Вероятно, что КПД оборудования зависит непосредственно от того, как герметичны части роторов. Масло с помощью поверхностного натяжения образует пробку между корпусом и спиралями. Благодаря этому без каких-то усилий увеличивается давление. А соответственно, можно уменьшить скорость вращения для получения необходимых показателей, снизить потребляемую мощность, уменьшить технические требования к качеству и изготовлению деталей холодильника.
Способ работы холодильного компрессора далек от винтового, и, вероятно, зря. Но не надо считать, что повсюду царят поршни. Мы уже говорили, что большинство тепловых насосов имеют спиральный компрессор. Здесь находится ротор и статор. Это две спирали, вдетые друг в друга. При круговом перемещении ротора фреон сильно сжимается и выходит наружу.
Подводя итог
Итак, мы и рассмотрели, какие конструкции бывают, и каким образом работает холодильный компрессор. Теперь вы знаете, зачем нужен холодильнику компрессор, и усвоили немалый объем знаний в этой области. Данная статья объясняет, хоть и вкратце, что такое винтовые компрессоры.