Устройство и принцип работы холодильной установки: Холодильные машины и установки. Устройство, виды, принцип действия холодильных машин. – Устройство холодильника и принцип работы, как он устроен и из чего состоит

типы и классификация холодильных компрессоров

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.

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.

Рис. 1. Принцип работы холодильной установки

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:

1. 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.
2. Покинув конденсатор, жидкий хладагент поступает в выравниватель давления (капиллярная трубка D). По мере продвижения через данный узел давление фреона снижается.
3. 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:

1. 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.

Центробежный компрессор в разрезе

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.

2. 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.
3. 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.

Внешний вид поршневого компрессора со снятым верхним кожухом

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.

Конструкция поршневого компрессора в виде схемы

Обозначения:

1. Нижняя часть металлического кожуха.
2. Крепление статора электромотора.
3. Статор двигателя.
4. Корпус внутреннего электромотора.
5. Крепеж цилиндра.
6. Крышка цилиндра.
7. Плита крепления клапана.
8. Корпус цилиндра.
9. Поршневой элемент.
10. Вал с кривошипной шейкой.
11. Кулиса.
12. Ползунок кулисного механизма.
13. Завитая в спираль медная трубка для нагнетания хладагента.
14. Верхняя часть герметичного кожуха.
15. Вал.
16. Крепление подвески.
17. Пружина.
18. Кронштейн подвески.
19. Подшипники, установленные на вал.
20. Якорь электродвигателя.

В зависимости от конструкции поршневой системы данные устройства делятся на два типа:

1. Кривошипно-шатунные. Используются для охлаждения камер большого объема, поскольку выдерживают значительную нагрузку.
2. 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.

Внешний вид двухшнекового (ротационного) компрессора

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.

Конструкция линейного роторного компрессора в виде схемы

Обозначения:

1. Отводной патрубок.
2. Отделитель масла.
3. Герметичный кожух.
4. Фиксируемый на кожухе статор.
5. Обозначение внутреннего диаметра кожуха.
6. Обозначение диаметра якоря.
7. Якорь.
8. Вал.
9. Втулка.
10. Лопасти.
11. Подшипник на валу якоря.
12. Крышка статора.
13. Вводная трубка с клапаном.
14. 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:

Принцип работы холодильника. Подробное описание

По принципу действия можно выделить четыре типа холодильников. Два типа, находящихся первыми в списке, из-за высокой стоимости и низкого коэффициента отдачи особого распространения не получили, в отличие от оставшихся двух типов. Итак, работать холодильник может по принципу:

• вихревого охлаждения;
• абсорбции;
• термоэлектричества;
• компрессии.

Холодильные установки, применяемые в быту и на производствах, могут быть компрессионными, термоэлектрическими или абсорбционными

. Имея некоторые довольно существенные различия, работают они по схожему принципу: в холодильной камере температура снижается благодаря поглощению тепла жидким и испаряющимся охладительным агентом. В холодильнике компрессионного типа в качестве хладагента обычно используется фреон, в абсорбционном – аммиак.

Основные элементы холодильника

Ни один холодильник не сможет работать, если в нем отсутствует хотя бы один из основных конструкционных элементов:

• Охладительный агент. В его роли выступает газ, движущийся по замкнутому кругу и переносящий тепло.
• Конденсатор. Устройство, выводящее тепло наружу из холодильной камеры. Представлен в виде решетки на задней части холодильника.
• Компрессор – мотор, нагнетающий давление и заставляющий газ двигаться по замкнутой системе.
• Испаритель – устройство, которое удаляет тепло. В большинстве холодильников в качестве испарителя используется задняя стенка.

Принцип работы компрессионного холодильника

Фреон, применяемый в качестве хладагента, подается на осушающий фильтр, который очистит газ от различных твердых частиц и соберет из него всю лишнюю влагу. Дегидрированный и очищенный фреон затем вытечет по капиллярной трубке, которая представляет собой некую границу, разделяющую зоны с высоким и низким давлением. Поступая из трубки в испаритель, где давление снижается с приблизительно 9 атмосфер до 0,1 атмосферы, фреон закипает из-за теплоты тех продуктов, которые были оставлены в камере для охлаждения. Любая жидкость, закипая, испаряется, и фреон не становится исключением: его пары засасывает компрессор, и весь цикл начинается сначала.

Особое внимание стоит уделить механизмам действия каждого элемента холодильника, ведь именно от них и зависит вся работа холодильной машины. Компрессор включает в себя саму компрессионную установку и небольшой электродвигатель, которые спрятаны в герметичном корпусе. Именно компрессор можно назвать ключевым устройством, обеспечивающим охлаждение, – его постоянная работа по перегонке фреона гарантирует работу всего цикла.

Конденсаторы на холодильник устанавливаются двух типов:

• щитовой или листотрубный, который похож на лист металла с посаженным на него змеевиком;
• ребристотрубный, представляющий собой змеевик с ребрами.

К примеру, Indesit NBS 18 AA является компрессионным холодильником.

Двухкомпрессионный холодильник – просто одна из разновидностей устройств этого типа, то есть обычный холодильник с морозильной камерой. Один из компрессоров работает на охлаждение «морозилки», второй – на холодильную камеру. Благодаря этому температура в каждой камере может регулироваться отдельно. Недостатком такого холодильника будет повышенное потребление им электроэнергии.

Электросистема в компрессионном холодильнике и принцип ее работы

После подключения холодильника к сети ток электричества проходит сквозь замкнутый контакт в терморегуляторе, кнопку заморозки/размораживания, катушку реле пуска и попадает на электродвигатель компрессора. Так как мотор еще не запущен, электроток, протекающий через его обмотку, превышает предельно допустимый в несколько раз, тем самым замыкает контакты и включает «стартер», размыкая контакты реле пуска. После охлаждения испарителя до значения, которое установлено на регуляторе температуры, контакты размыкаются и двигатель прекращает работу. Когда температура в холодильной камере повышается до фиксированного показателя, цикл начинается снова.

В зависимости от конструкции того или иного холодильника электросистема может быть выполнена различным образом: реле защиты и пуска могут быть объединены, кнопка размораживания может полностью отсутствовать, часто добавляются те или иные элементы. Однако данная схема является основой работы устройства компрессорного типа без технологии «no frost». Применяется, к примеру, в холодильнике LG GL-M 492 GQQL.

Принцип работы абсорбционного холодильника

Абсорбция – это процесс поглощения некого вещества другим веществом. Так, влага может вбирать аммиак, из-за чего образуется нашатырь, влагу же вбирает, к примеру, соль. По такому же принципу работают и холодильники абсорбционного типа. Если изначально холодильные установки такого типа появились из-за изучения возможности использования жидкого топлива, с развитием промышленности компрессионные установки практически вытеснили их с рынка. Однако затем появлялись все новые и новые технологии, и сегодня оба принципа работы на равных используются при производстве холодильных машин.

Вместо компрессора на абсорбционных холодильниках используется своего рода «котел», который нагревается из-за воздействия электрического тока. В котле находится аммиак, который превращается в пар из-за нагрева, а соответственно, и повышает давление в устройстве. Под действием простых законов физики пары аммиака движутся к конденсатору, где охлаждаются и снова переходят в жидкое состояние. Сама же схема работы практически идентична схеме компрессионного холодильника. Абсорбционный холодильник работает гораздо тише своего компрессионного «собрата», не зависит от скачков напряжения в сети и не имеет легко выходящих из строя подвижных частей. Но он обладает и своими недостатками: расход электрической энергии несколько повышается, что ведет за собой финансовые затраты.

По этому принципу действия работают холодильники «Морозко».

Принцип работы термоэлектрического холодильника

Чтобы снизить температуру в холодильной камере, тепло из нее выкачивается специальной системой. Обеспечивает это известный эффект Пелтье. В холодильниках данного типа установлены термоэлектрические элементы кубической формы, созданные из различных металлов и объединенные электричеством. Когда электроток переходит из одного металла в другой, вместе с ним переходит и тепло. Пластина из алюминия поглощает тепло из продуктов в холодильнике, а кубические элементы передают его в стабилизатор, в свою очередь, рассеивающий его наружу через вентилятор. Большая часть переносных холодильников Nord работает именно по этому принципу.

Каждый из этих типов имеет свои положительные и отрицательные стороны, на учете которых и должен основываться выбор холодильного устройства для домашних или промышленных нужд.

 

Как работает холодильник — принцип действия простыми словами

Когда владелец четко представляет, какой принцип работы у холодильного агрегата, у него есть возможность продлить эксплуатационный срок бытового прибора. Понять – как устроен холодильник и за счет чего происходит охлаждение несложно, так как фактически во всех моделях бытовых холодильников он одинаков и базируется на простейших физических процессах. Про то, какой принцип работы холодильников, какие особенности он имеет, как происходит охлаждение внутри камер и как предотвратить преждевременные поломки бытового агрегата, далее в материале.

Принцип функционирования разных видов агрегатов

Холодильная техника применяется во множестве сфер деятельности и без нее уже нельзя представить быт и полноценное функционирование производственных цехов на заводах, предприятиях, организациях общепита, торговых павильонах и подобном. В зависимости от конкретного предназначения и сферы применения, существует классификация холодильного оснащения по видам:

• вихревые;
• абсорбционные;
• компрессорные;
• термоэлектрические.

Справка! Компрессорное холодильное оборудование – наиболее распространенное и у него наивысший КПД (коэффициент полезного действия), который стремится к 100%. Именно поэтому в основном выпускают компрессионные холодильники и морозильники.

Абсорбционное холодильное оборудование

В абсорбционных моделях по охладительному контуру циркулирует пара веществ – абсорбент и хладагент. В качестве хладагента в подавляющем числе вариантов применяют аммиак, но может использоваться и другое вещество:

• метанол;
• ацетилен;
• бромистого лития раствор;
• фреон.

Абсорбент – это жидкость, у которой поглотительная возможность достаточно высокая. В качестве нее может выступать вода, серная кислота и другое. Принцип функционирования абсорбционного агрегата заключается в абсорбции, то есть – поглощении одного вещества иным. Конструкция представлена ведущими узлами:

• генератором;
• насосом;
• регулирующими вентилями;
• абсорбером;
• испарительным элементом.

Компоненты системы соединяются трубками, при помощи которых реализуется замкнутый в кольцо единый контур. Процесс охлаждения становится возможен благодаря тепловой энергии и выглядит следующим образом:

1. Хладагент, который растворен в жидкости, идет к испарителю.
2. Из концентрированного раствора хладагента и жидкости отделяются закипающие при 33 ̊С аммиачные пары, которые охлаждают объект.
3. Вещество поступает в абсорбер, где вновь поглощается абсорбентом.
4. Насос качает раствор в генератор, подогреваемый определенным тепловым источником.
5. Вещество начинает кипеть и образуемые пары аммиака идут в конденсатор.
6. Хладагент начинает остывать и переходит в жидкое агрегатное состояние.
7. Рабочая жидкость следует через регулирующий вентиль, подвергается процессу сжатия и идет в испарительный элемент.

По итогу аммиак, который циркулирует в замкнутом охладительном контуре, принимает тепло из охлаждаемой камеры попадая в испарительный элемент и передает его внешней среде, присутствуя в конденсаторе. Циклы идут постоянно.

По причине невозможности выключения агрегата, в плане энергопотребления он не экономичен. Когда такое холодильное оборудование становится неисправным, провести его ремонт в большинстве случаев невозможно.

Внимание! Абсорбционные холодильники фактически не зависят от скачков напряжения в сети. Компактные параметры позволяют с легкостью размещать агрегат в любом удобном помещении.

В конструкции устройства отсутствуют трущиеся и движущиеся компоненты, что делает их фактически бесшумными. Такие агрегаты подходят для строений, где электросеть постоянно испытывает пиковые нагрузки или где регулярные перебои с поступлением электроэнергии.

Принцип абсорбции по большей части реализован в промышленных охладительных установках, малых автохолодильниках. Гораздо реже эти устройства применяют в бытовых целях, но тогда агрегат работает на газу.

Принцип функционирования термоэлектрических устройств

Понижение температурных значений в холодильниках термоэлектрического вида происходит благодаря специализированной системе, которая откачивает тепло за счет эффекта Пельтье. То есть – теплота поглощается в зоне перемыкания пары различных проводников в момент, когда через них идет ток.

Конструкция агрегата представлена термоэлектрическими компонентами в виде куба, которые изготовлены из металла. Они соединены в одну электросхему. Вместе с ходом тока из одного компонента в иной перемещается и тепло.

Пластина из алюминия забирает его из внутренней части и отдает кубическим рабочим частям, выполняющим передачу стабилизатору. Там, за счет вентилятора, тепло продуцируется вовне. Согласно такому принципу функционируют переносные малые холодильники, а также сумки с охлаждающим действием.

Справка! В подавляющей части термоэлектрических агрегатов при смене полярности запитки возможно получить не только охлаждение, но и нагрев до 60 С. Такая функция используется для подогрева пищевых продуктов в случае необходимости.

Такие термоэлектрические модели применяются в качестве автохолодильников, на кемпинге, яхтах, моторных лодках. То есть, везде, где невозможно использовать оборудование другого типа, но присутствует возможность подсоединить термоэлектрический холодильник к сети с напряжением 12 В.

В термоэлектрических устройствах предусматривается специализированный аварийный механизм, отключающий их от сети при перегреве рабочих элементов или при отказе вентиляционной системы. К позитивным сторонам таких устройств возможно причислить высокий уровень надежности и достаточно низкие показатели шума во время функционирования агрегатов. Но, присутствуют и отрицательные моменты – высокая стоимость, увеличенный расход энергопотребления даже по сравнению с абсорбционными холодильниками, а также чрезмерная восприимчивость температуры окружающей среды.

Принцип функционирования вихревых охладителей

В агрегатах такого вида присутствует компрессор, который сжимает воздух. Он впоследствии расширяется в смонтированных блоках вихревых охладителей. Объект понижает температуру по причине расширения сжатого воздуха. Вихревые устройства безопасные и долговечные, а также у них нет необходимости в электричестве и отсутствуют движущиеся компоненты. Кроме указанного, в вихревых установках отсутствуют опасные химические соединения во внутренней части конструкции.

Широкое распространение вихревых охладителей нет, присутствуют только тестовые модели. Это обусловлено повышенным расходом воздуха, высокой шумностью функционирования и достаточно низкой производительностью холода. Иногда вихревые охладители применяются на производствах, но нечасто.

Компрессорные агрегаты

Наиболее распространенный вид холодильного оборудования, который присутствует фактически в каждом доме. Такие агрегаты не потребляют чрезмерно много электроэнергии и фактически безопасны во время эксплуатации. Удачные варианты конструкций способны функционировать без сбоев на протяжении 10 лет и свыше.

Стандартный бытовой холодильник – ориентированный вертикально шкаф, в котором зачастую две или одна створка. Корпус изготавливают из листовой жесткой стали, толщина которой порядка 0,6 мм. Некоторые модели оснащены пластиковым корпусом, который снижает массу несущей части.

Для хорошей герметизации агрегата используют специализированную пасту с повышенным содержанием хлорвиниловой смолы. Поверхность корпуса грунтуется и покрывается качественной эмалью. При изготовлении внутренних отделений из металла применяют так называемый метод штамповки, а шкафы из пластика собирают путем вакуумного формования. Дверцы изготовлены из листовой стали, а по краям зафиксирован резиновый плотный уплотнитель, который предотвращает прохождение воздуха из окружающей среды вовнутрь устройства. Между наружной и внутренней стенками агрегата обязательно кладут теплоизоляционный слой, защищающий камеру от тепла и предотвращающий выход холода изнутри. В качестве теплоизоляционного материала применяют следующее:

• стеклянный войлок;
• пенополистирол;
• минеральную вату;
• пенополиуретан.

Внутренняя часть традиционно разделена на пару функциональных зон – морозильную и холодильную. Согласно форме компоновки холодильного шкафа различают такие:

• однокамерные;
• двухкамерные;
• многокамерные.

Отдельным типом выступают холодильные шкафы Side-by-Side, которые обладают двумя, тремя или свыше камерами. Однокамерные холодильники снабжены единственной створкой, а в верхней зоне присутствует морозильный отсек со своей дверью, оборудованной открывающимся или откидным механизмом. В нижней части присутствует отдел с регулируемыми положениями полок по высоте. В камерах монтируются осветительные устройства с обыкновенной лампочкой накаливания или светодиодом.

Справка! Агрегаты Сайд бай Сайд (бок о бок) гораздо шире и вместительнее других видов конструкций. Каждый из отсеков занимает пространство во всю высоту холодильного оборудования и располагаются параллельно.

В двухкамерных устройствах внутренние шкафы заизолированы и отделены собственной створкой. Отделы, в них расположенные, способны быть азиатскими или европейскими. В случае азиатского вида верхнее расположение морозильника, а при европейском – камера присутствует внизу.

Как работают и из чего состоят компрессорные холодильники

Холодильное оборудование компрессионного вида не вырабатывают холод, а охлаждают непосредственно объект забирая у него внутреннее тепло и передавая его вовне. Такие агрегаты холодят за счет функционирования таких узлов и элементов:

• хладагент;
• радиатор испарителя;
• терморегулирующее устройство;
• компрессор;
• конденсатор.

Как хладагент применяют различные марки фреона, который является смесью газов с повышенным показателем текучести и достаточно низкими значениями испарения и кипения. Эта смесь перемещается по замкнутому контуру, перенося тепло по разным участкам системы. В бытовых агрегатах зачастую используют безопасный фреон 12.

Компрессор – главная часть холодильника, линейный или инверторный, он провоцирует принудительную циркуляцию хладагента в системе за счет нагнетания давления. Компрессор сжимает пары фреона и перемещает их в требуемом направлении. В технике способна быть пара или один компрессор. Вибрации, образующиеся при функционировании, поглощает наружная или внутренняя подвеска.

Конденсатор – это решетка змеевик, закрепленная на боковой или задней стенке холодильного шкафа. Они могут обладать разной конструкцией, но всегда отвечают за единственную функцию – охлаждают нагретые пары хладагента до выставленных температурных значений благодаря конденсации (сжижению) фреона и рассеивания тепла по окружающему пространству.

Испаритель – тонкий трубопровод из алюминия, который спаян стальными пластинками. Он контактирует с внутренними отделами холодильного шкафа, отводит поглощенное из прибора тепло и значительно снижает температурные показатели в камерах.

Терморегулирующий вентиль требуется для поддержания рабочих показателей давления хладагента на конкретном уровне. Крупные узлы холодильник связаны между собой трубчатой системой, которая образует замкнутый герметичный контур.

Работа однокомпрессорных двухкамерных агрегатов

В холодильнике с двумя камерами но одним компрессором монтирована пара испарителей, хотя по существу они являются различными частями одного компонента. Первый испаритель расположен в морозильнике, а второй – в холодильной камере. Фреон, после прохода через осушительный фильтр сперва отправляется в первый испаритель, а потом – во второй.

При поступлении в морозильную камеру хладагент забирает тепло из нее и нагревателя и потом поступает в холодильное отделение, где забирает тепло уже из него. Благодаря тому, что температура фреона несколько возросла после прохождения через морозильную камеру, в основном отсеке значения градусника не способны снизиться более, чем до 0 ̊С.

Функционирование двухкомпрессорной техники

В холодильном оборудовании с парой компрессоров каждый из них функционирует независимо. Первый компрессор гарантирует функционирование охладительного контура для морозильной камеры, а другой – гарантирует снижение температурных значений в основном отделе.

В холодильных двухкомпрессорных агрегатах в каждой из камер присутствует отдельный испаритель. Эти компоненты между собой ничем не соединены. Благодаря раздельным охладительным контурам подобные холодильники отличаются от однокомпрессорных более продолжительным эксплуатационным периодом.

Последовательность цикла функционирования

Оптимальные температурные показания для продолжительного хранения пищевых продуктов в компрессорных агрегатах создаются во время рабочих циклов, которые осуществляются последовательно – один за другим. Они идут таким образом:

1. При подсоединении агрегата к сети включается компрессор, который сжимает пары фреона, заставляя возрастать их температурные значения и давление.
2. За счет повышенного давления горячий фреон в газообразном виде переходит в конденсатор.
3. Идя по змеевику пар избавляется от накопленного тепла, отдавая его внешней среде и плавно достигает температуры в помещении, превращаясь обратно в жидкость.
4. Жидкий хладагент идет в осушительный фильтр, забирающий лишнюю влагу.
5. Фреон посредством капиллярной трубки избавляется от избыточного давления.
6. Когда хладагент полностью остыл, он вновь приобретает газообразное состояние.
7. Охлажденный пар идет в испарительный элемент и забирает тепло из внутренних отделений холодильника.
8. Температурные показатели фреона возрастают, он вновь поступает в компрессор.
9. Когда температура достигла необходимого значения в камерах, двигатель останавливается и электрическая цепь размыкается.
10. При росте температуры в камерах контакты вновь замыкаются и электромотор компрессора запускается при помощи пуско-защитного реле.

Справка! Рабочий цикл повторяется до того времени, пока температурные значения, выставленные пользователем, не будут достигнуты. Когда температура возрастает, рабочие циклы вновь запускаются.

Принцип работы саморазморозки

Существует два варианта разморозки холодильного оборудования – капельная (Direct Cool) и Ноу Фрост (No Frost). Капельный вариант функционирует исключительно в охладительном отсеке и не может быть применен в случае морозильной камеры. Оттаивание Ноу Фрост может присутствовать как в холодильном отсеке, так и в морозильной камере.

В капельном варианте системы испаритель зафиксирован в задней стенке холодильного отсека и понижает ее температуру. Она, в собственную очередь, холодит воздух в отсеке. При подобном расположении на стенке со временем возникает конденсат и собирается в замерзающие капли. Периодически капельная система отключается и наледь стаивает. Капли жидкости стекают в них и поступают в специализированный желоб. По нему они идут в поддон, где испаряются под действием тепла, которое выделяется компрессором в периоды функционирования.

Принцип функционирования холодильного оборудования с системой Ноу Фрост такой:

1. За задней стенкой основной камеры и морозилкой присутствует испаритель, в котором хладагент закипает и охлаждает ближайший воздух.
2. Там же зафиксировано несколько или единственный вентилятор, который холодный воздух «прогоняет» по отделению с продуктами, а лед образуется только на испарителе, но никак не на стенах камеры.
3. На испарителе также зафиксирован 1-3 ТЭНа, которые запускаются или согласно сигналу специализированного датчика, или же несколько раз за сутки. При включении ТЭНа наморозь стаивает и стекает в специализированный поддон.

При подобных системах не надо размораживать холодильный агрегат вручную, как это было со старыми моделями.

Обыкновенные и инверторные агрегаты

Существует два варианта компрессоров – инверторные и обыкновенные. Разница в них заключена во внутреннем устройстве и режиме функционирования. Старые холодильники ранее всегда оборудовались только линейными (обыкновенными) компрессорами, но сейчас начинают распространяться инверторные.

Обыкновенный линейный вариант компрессора функционирует в режиме пуск-стоп. К примеру, когда температурные показатели в камере возросли на 1 ̊С свыше необходимой, компрессор запускается и холодильное оборудование начинает морозить. Как только значения температуры доросли до установленных, компрессор отключается.

Инверторный компрессор функционирует постоянно, но на малых оборотах. Он поддерживает температурные значения на установленном уровне. При этом общее энергопотребление у инверторного компрессора меньше, по сравнению с обыкновенным линейным.

Внимание! Достоинством линейного компрессора выступает отсутствие нагрузки при выключении и запуске, поэтому его эксплуатационный период более продолжительный, чем у инверторного. Также, холодильное оборудование в случае установленных компрессоров инверторного типа стоит дороже.

Итоги

В устройстве холодильного оборудования нет ничего сложного, независимо от того, какой вид рассматривается – компрессорный, абсорбционный, вихревой или термоэлектрический. Каждый из видов имеет собственные достоинства и негативные стороны и используется для конкретных целей. Но, наиболее распространенная разновидность холодильников – компрессорные. Агрегаты именно этого типа в основном используются в бытовых целях. Их устройство просто, они работают благодаря действию простейших физических законов.

Хладагент, который присутствует в герметичном трубопроводе, под действием компрессора поступает в другие элементы, параллельно отдавая и забирая тепло, а также охлаждая внутреннее пространство камер. Когда трубопровод утратил герметичность – холодильник не морозит, также как и в случае поломки какой-либо детали. Знание о том, как работают главные узлы агрегата, позволяет продлить эксплуатационный период бытовой техники.

Источники:

https://sovet-ingenera.com/tech/xolodilniki/princip-raboty-xolodilnika.html

https://vteple.xyz/princip-raboty-holodilnika/#lwptoc12

https://cosmo-frost.ru/xolodilniki/kak-rabotaet-xolodilnik-principy-cikly-rezhimy/

Видео: Принцип работы холодильника (№1)

Видео: Принцип работы холодильника (№2)

Просмотров: 10

принцип работы холодильника, устройство холодильника, как работает холодильник

• Home
• принцип работы холодильника

принцип работы холодильника

Холодильный агрегат работает следующим образом. Мотор-компрессор откачивает пары фреона из испарителя и нагнетает их в конденсатор. В конденсаторе пары фреона охлаждаются и конденсируются. Далее жидкий фреон через фильтр-осушитель и капиллярный трубопровод попадает в испаритель. Гидравлическое сопротивление капиллярного трубопровода подбирается таким образом, чтобы создать определенную разность давления всасывания и конденсации, которое создает компрессор, при которой через трубопровод проходило определенное количество жидкости. Каждый капилляр соответствует определенному мотор-компрессору. На входе фреона в испаритель, давление падает от давления конденсации до давления кипения. Этот процесс называется дросселированием. При этом происходит вскипание фреона, поступая в каналы испарителя фреон кипит, энергия необходимая для кипения в виде тепловой, забирается от поверхности испарителя, охлаждая воздух в холодильнике. Пройдя через испаритель жидкий фреон превращается в пар, который откачивается компрессором. Количество отводимой  холодильной машиной теплоты, приходящейся на единицу затраченной электрической энергии называется холодильным коэффициентом холодильника.

1 — конденсатор, 2 — капиллярная трубка, 3 — мотор-компрессор,
4 — испаритель, 5 — фильтр-осушитель, 6 — обратная трубка

Мотор-компрессор — основной узел любого холодильного агрегата. Назначение компрессора состоит в обеспечении циркуляции охлаждающего вещества (фреона) по системе трубопроводов холодильного агрегата. Холодильник может быть укомплектован как одним, так и двумя компрессорами. В состав мотор-компрессора входит электромотор и компрессор. Двигатель преобразовывает электрическую энергию в механическую, что приводит в действие компрессор  В устройстве бытовых холодильников используются герметичные поршневые мотор-компрессоры, конструкция предполагает расположение электродвигателя во внутренней части корпуса компрессора. Такое расположение электродвигателя предотвращает возможность утечки хладагента сквозь уплотнение вала. Тем самым уменьшая возможность дальнейшего ремонта холодильника.  С целью поглощения вибраций, возникающих во время работы, используется подвеска компрессора. Подвеска, в свою очередь, бывает внутренней (двигатель компрессора подвешивается внутри корпуса) и внешней (корпус компрессора подвешивается на пружине). В современных моделях бытовых холодильников в основном используется внутренняя подвеска, так как она значительно эффективнее способна поглощать вибрации компрессора, чем наружная. Смазывают компрессор специальными рефрижераторными маслами, способными хорошо взаимодействовать с хладагентом
Конденсатор — теплообменный аппарат для отвода тепла от конденсирующихся (превращающихся в жидкость) паров фреона к окружающей среде. Это обусловлено предварительным повышением давления паров в компрессоре и отводом от ник тепла в конденсаторе. На холодильниках с естественным охлаждением конденсатор в виде змеевика или щита устанавливают на задней стенке (снаружи или внутри). Холодильники больших размеров обычно оснащены конденсаторами, имеющими вид радиаторов, их устанавливают рядом с компрессором, внизу. Вентилятор обеспечивает их нормальное охлаждение. Конденсатор обязательно должен хорошо охлаждаться – это залог нормальной работы холодильника. Испаритель – теплообменный аппарат для охлаждения непосредственно продукта в результате кипения в нем жидкого фреона. Кипение в испарителе  при низкой температуре и соответствующем давлении происходит за счет теплоты, отнимаемой от охлаждающей среды. Капиллярная трубка – предназначена для дросселирования перед испарителем жидкого фреона и снижения его давления от давления конденсации до давления кипения с соответствующим понижением давления. Представляет собой медный трубопровод длиной 1.5 – 3м с внутренним диаметром 0.6 – 0.85 мм. Устанавливается между конденсатором и испарителем Фильтр-осушитель  —  устанавливается у входа в капиллярную трубку для предохранения ее от засорения твердыми частицами, для поглощения влаги из фреона и предотвращения замерзания ее на выходе из капиллярной трубки. Корпус патрона фильтра состоит из медной трубки длиной 105-140 мм и диаметром 18..12 мм с вытянутыми концами, в отверстия которых впаивают соответственно трубопровод конденсатора и капилляр. В корпус фильтра помещают цеолит между молекулярными сетками, установленными на входе и выходе  из патрона.
Докипатель — представляет из себя емкость, установленную между испарителем и всасывающим патрубком компрессора. Предназначен для докипания жидкого фреона и предотвращения попадания его в компрессор, что может привести к выходу из строя компрессора. Размещают докипатель в охлаждаемом объеме — как правило в морозильной камере. Докипатель может быть алюминиевым или медным.

 Работу  бытового холодильника обеспечивает электрическая схема. 

1 — терморегулятор, 2 — кнопка принудительной оттайки, 3 — реле тепловой защиты, 3.1. — контакты реле, 3.2. — биметаллическая пластина, 4 — электродвигатель мотор-компрессора, 4.1. — рабочая обмотка, 4.2. — пусковая обмотка, 5 — пусковое реле, 5.1. — контакты реле, 5.2. — катушка реле При подаче напряжения в схему электрический ток проходит: через замкнутые контакты терморегулятора 1, копки принудительной оттайки 2, реле тепловой защиты 3, (контакт 3.1, биметаллическая пластина 3.2), пусковое реле 5 (катушку 5.2, контакты 5.1 разомкнуты) и рабочую обмотку 4.1 электродвигателя мотор-компрессора 4. Поскольку двигатель не вращается, ток, протекающий через его рабочую обмотку, в несколько раз превышает номинальный. Пусковое реле 5 устроено таким образом, что при превышении номинального значения тока замыкаются контакты 5.1, подключая к цепи пусковую обмотку электродвигателя, который начинает вращаться, в результате чего, ток в рабочей обмотке снижается, контакты пускового реле размыкаются, но двигатель продолжает работать в нормальном режиме за счет рабочей обмотки. При достижении заданной температуры, контакты терморегулятора размыкаются и электродвигатель компрессора останавливается. Для отключения электродвигателя при опасном повышении силы тока предназначено реле тепловой защиты. С одной стороны оно защищает электродвигатель от перегрева и поломки, а с другой от пожара. Реле состоит из биметаллическое пластины 3.2., которая при опасном повышении силы тока нагревается и, изгибаясь, размыкает контакты 3.1. После  остывания биметаллической пластины контакты снова замыкаются.

РЕМОНТ ХОЛОДИЛЬНИКА СВОИМИ РУКАМИ

Сделать самому можно следующее -поменять терморегулятор холодильника.  Для этого понадобится отвертка и мультиметр. Признаки дефекта терморегулятора : холодильный прибор не работает, компрессор не запускается, при повороте ручки терморегулятора в по часовой стрелке ситуация не меняется или при установке

 

Принцип действия паровой компрессионной холодильной машины (установки)

В паровых компрессионных холодильных машинах для получения искусственного холода используют процесс кипения жидких рабочих тел – холодильных агентов (хладагентов). Жидкий хладагент (например, воздух) из баллона (1) (рис. 25) через вентиль (2) поступает в змеевик (3), расположенный в охлаждаемом помещении. Теплота от помещения передается хладагенту и расходуется на его испарение. При этом температура воздуха в помещении понижается.

Подавая непрерывно жидкий хладагент в змеевик, можно добиться длительного и устойчивого охлаждения помещения. Однако при таком способе получения холода безвозвратно теряется хладагент, поэтому в действительной холодильной машине образующиеся в процессе кипения пары собирают и вновь превращают в жидкость. Это достигается сжатием паров хладагента до определенного давления и их последующим охлаждением. На сжатие хладагента затрачивается энергия, зато процесс получения холода становится непрерывным, потерь хладагента нет и баллон с хладагентом нужен только для первоначального заполнения системы.

Рис. 25 – Схема получения холода

Холодильная машина (рис. 26) состоит из компрессора (2), конденсатора (1), регулирующего вентиля (4) и испарителя (3), соединенных между собой трубопроводами. Компрессор обеспечивает отсасывание из испарителя, сжатие и выталкивание паров в конденсатор. В процессе сжатия пары хладагента нагреваются, поэтому в трубопроводе, соединяющем компрессор с конденсатором, находятся горячие пары (70…130°С в зависимости от вида хладагента).

Рис. 26 – Принципиальная схема холодильной машины

В конденсаторе пары вначале охлаждаются, затем превращаются в жидкость (конденсируются). Процесс конденсации происходит при постоянном давлении P_к и температуре t_к. Конденсатор охлаждается водой или наружным воздухом (на рефрижераторном подвижном составе применяют конденсаторы только с воздушным охлаждением). Из конденсатора хладагент поступает в жидком состоянии к регулирующему вентилю (4), который с понижением давления от P_к до P_о (давление кипения) обеспечивает дросселирование жидкого хладагента. В процессе дросселирования часть жидкости превращается в пар, поэтому из регулирующего вентиля в испаритель поступает смесь жидкости и влажного пара. В испарителе происходит кипение жидкого хладагента при температуре t₀ и давлении P₀. Необходимую для кипения теплоту хладагент отнимает от охлаждаемой среды (воздуха грузового помещения вагона). Таким образом, в холодильной машине при работе компрессора циркулирует одно и то же количество хладагента, изменяющего лишь свое агрегатное состояние при кипении и конденсации.

Для обеспечения устойчивой и надежной работы холодильную машину оборудуют дополнительными аппаратами (маслоотделителями, ресиверами и др.). Такую машину называют холодильной установкой.

Схема компрессионной холодильной установки показана на рис. 27. При прохождении через регулирующий вентиль (2) жидкого хладагента происходит его дросселирование и частичное кипение. Температура жидкости снижается; при этой температуре происходит дальнейшее кипение в испарителе (3). Теплота, необходимая для кипения, забирается из воздуха помещения.

Рис. 27 – Схема компрессионной холодильной машины

Образовавшиеся пары хладагента из испарителя через теплообменник (1) и грязеуловитель (15) отсасываются компрессором (13), сжимаются и выталкиваются в нагнетательный трубопровод. Вместе с парами хладагента из компрессора уносится и некоторое количество смазочного масла. Попадание его в конденсатор и испаритель нежелательно. Чтобы этого избежать, между компрессором (13) и конденсатором (4) установлен маслоотделитель (6), за маслоотделителем – обратный клапан (5), препятствующий обратному ходу хладагента из конденсатора в случае аварии компрессора.

В конденсаторе горячие пары охлаждаются и конденсируются, отдавая теплоту наружному воздуху, который продувается вентиляторами снаружи трубок конденсатора. Температура и давление конденсации зависят от температуры и количества подаваемого наружного воздуха: чем ниже температура подаваемого воздуха и чем его больше, тем ниже температура конденсации.

Сконденсировавшийся хладагент поступает в ресивер (9) (сборник жидкости), из которого затем поступает через фильтр-осушитель (8) в теплообменник (1). Здесь происходит теплообмен между жидким и газообразным хладагентом. Это обеспечивает переохлаждение жидкости. Из теплообменника жидкий хладагент подходит к регулирующему вентилю (7), и процесс повторяется.

Давление всасывания, нагнетания и давление масла в системе смазки определяют по манометрам (11). В процессе работы холодильной установки могут возникнуть аварийные режимы, которые сопровождаются чрезмерным повышением давления в конденсаторе, падением давления в системе смазки компрессора, резким снижением давления в испарителе. Для защиты установки от таких аварийных режимов предусмотрены приборы защиты (10), (12).

Автоматизация работы холодильной установки обеспечивается регулятором давления всасывания (14), соленоидным вентилем (7) и терморегулирующим вентилем (2).

Принцип работы холодильной машины — КиберПедия

Принцип работы холодильной машины

Процесс охлаждения в холодильной машине основан на физическом явлении поглощения тепла при кипении (испарении) жидкости. Температура кипения жидкости зависит от физической природы жидкости и от давления окружающей’ среды. Чем выше давление, тем выше температура кипения жидкости и, наоборот, чем ниже давление, тем при более низкой температуре жидкость закипает и испаряется. При одинаковых условиях разные жидкости имеют разные температуры кипения, так, например, при нормальном атмосферном давлении вода закипает при температуре +100°С, этиловый спирт +78°С, фреон R-22 минус 40,8°С, фреон R-502 минус 45,6°С, фреон R-407 минус 43,56°С, жидкий азот минус 174°С.

Жидкий фреон, являющийся в настоящее время основным хладагентом холодильной машины, находящийся в открытом сосуде при нормальном атмосферном давлении, немедленно вскипает. При этом происходит интенсивное поглощение тепла из окружающей среды, сосуд покрывается инеем из-за конденсации и замораживания паров воды из окружающего воздуха. Процесс кипения жидкого фреона будет продолжаться до тех пор, пока весь фреон не перейдет в газообразное состояние, либо давление над жидким фреоном не возрастет до определенного уровня и при этом не прекратится процесс испарения его из жидкой фазы.

Аналогичный процесс кипения хладагента происходит в холодильной машине, с той лишь разницей, что кипение хладагента происходит не в открытом сосуде, а в специальном, герметичном узле- теплообменнике, который носит название — испаритель. При этом кипящий в трубках испарителя хладагент активно поглощает тепло от материала трубок испарителя. В свою очередь материал трубок испарителя омывается жидкостью или воздухом и как результат процесса происходит охлаждение жидкости или воздуха.

Для того, чтобы процесс кипения хладагента в испарителе происходил непрерывно, необходимо постоянно из испарителя удалять газообразный и «подливать» жидкий хладагент.

Процесс конденсации паров жидкости происходит при температуре, зависящей от давления окружающей среды. Чем выше давление, тем выше температура конденсации. Пары фреона R-22 конденсируются в жидкость при давлении 23 атмосферы уже при температуре +55°С. Процесс конденсации паров хладагента в жидкость сопровождается выделением в окружающую среду большого количества тепла. В холодильной машине конденсация паров хладагента происходит в специальном, герметичном теплообменнике, называемом конденсатором.

Для отвода выделяемого тепла используется алюминиевый теплообменник с оребренной поверхностью, называемый конденсатором. Для удаления паров хладагента из испарителя и создания необходимого для конденсации давления используется специальный насос — компрессор.

Элементом холодильной установки является также регулятор потока хладагента, так называемая дроссилирующая капиллярная трубка. Все элементы холодильной машины соединяются трубопроводом в последовательную цепь, обеспечивая тем самым замкнутую систему.

 

Регуляторы давления

Регуляторы давления типа KV устанавливаются в магистралях высокого и низкого давления и предназначены для поддержания постоянного давления в условиях переменной тепловой нагрузки. По своему назначению они подразделяются на:

• KVP регулятор давления кипения
• KVR регулятор давления конденсации
• KVL регулятор давления в картере компрессора
• KVC регулятор производительности
• NRD регулятор разности давлений, а также регулятор давления в ресивере
• KVD регулятор давления в ресивере
• СРСЕ регулятор производительности

Ошибки, связанные с жидкостной линией

Фильтр-осушитель холодный, влажный или возможно покрыт инеем

• частичная блокировка сетки фильтра-осушителя грязью
• фильтр-испаритель полностью или частично наполнен водой или кислотой

Выход фильтра холоднее, чем вход (может быть замерзшим﴿

• перепад давления на фильтре слишком высокий
• фильтр загрязнен
• фильтр недостаточного размера

Индикатор влажности изменил цвет на коричневый или черный

• наличие грязи, мелких частиц в системе

Ошибки, связанные с высоким далением фреона

Перепад давления конденсации

• водяной клапан WV слишком большой

Компрессор слишком холодный

Перерасход хладагента на участке от испарителя до всасывающей трубы или до компрессора по причине неправильных настроек терморегулирующего вентиля.

Компрессор слишком горячий

• Компрессор и, возможно, двигатель испытывают чрезмерную нагрузку, из-за перегруженности испарителя и слишком высокого давления всасывания.
• Плохое охлаждение электродвигателя и цилиндра по причине:
• недостаточного количества жидкости в испарителе.
• низкой нагрузки на испаритель.
• всасывающий и выпускной клапан протекают.
• уровень перегрева в теплообменнике или аккумуляторе на магистрали всасывания слишком сильный.
• давление конденсации чрезмерно высокое.

Компрессор не запускается

• недостаточный уровень напряжения или отсутствие подключения к источнику питания.
• сгорел предохранитель/автоматический выключатель.
• перегорел предохранитель в цепи управления.
• главное реле отключено.
• термовыключатель в пусковом устройстве двигателя отключился или неисправный. Причина:
• чрезмерное давления всасывания.
• давление конденсации слишком высокое.
• грязь или медная стружка в патрубках компрессора.
• слишком низкое электрическое напряжение.
• однофазный привод отключился.
• короткое замыкание в обмотке электродвигателя (мотор сгорел?.
• устройство защиты электродвигателя отключилось по причине высокого уровня электропотребления.
• контактор пуска двигателя вышел из строя из-за:
• слишком высокого пускового напряжения.
• контактор имеет недостаточный размер.

• Другие устройства защиты отключились, неправильно настроены или повреждены.
• регулятор перепада уровня масла (нет масла, масло закипело?.
• регулятор высокого давления.
• регулятор низкого давления.
• реле протока (недостаточная концентрация рассола, рассольный насос не работает, блокировка рассольного фильтра, температура испарения слишком низкая?.

• Регулирующее оборудование отключилось, неправильно настроено или неисправно. Регулятор низкого давления. Термостат.

• Компрессор и мотор перегружены.
• Мотор недостаточно мощный.
• Кислотообразование в холодильной установке.
• Заклинивание подшипников или цилиндров по причине:
• наличия частичек грязи в холодильной установке.
• оседания меди на двигающих шестернях из-за наличия кислоты в холодильной установке.
• неисправного масляного насоса.
• кипения масла в картере.
• недостаточного количество масла.
• масло скапливается в испарителе.
• недостаточное выравнивание масла или его отсутствие между параллельно соединенными компрессорами (недостаток масла в компрессоре, который запустился последним

Гидроудар в компрессоре

• Пропускная способность терморегулирующего вентиля слишком высокая.
• Значения перегрева для ТРВ слишком низкие.
• Термобаллон имеет плохой контакт с всасывающим трубопроводом.
• Термобаллон располагается в потоке теплого воздуха, возле больших клапанов, фланцев и пр

Компрессор слишком холодный

Перерасход хладагента на участке от испарителя до всасывающей трубы или до компрессора по причине неправильных настроек терморегулирующего вентиля

Компрессор слишком горячий

• Компрессор и, возможно, двигатель испытывают чрезмерную нагрузку, из-за перегруженности испарителя и слишком высокого давления всасывания.
• Плохое охлаждение электродвигателя и цилиндра по причине:
• недостаточного количества жидкости в испарителе.
• низкой нагрузки на испаритель.
• всасывающий и выпускной клапан протекают.
• уровень перегрева в теплообменнике или аккумуляторе на магистрали всасывания слишком сильный.
• давление конденсации чрезмерно высокое.

Компрессор не запускается

• недостаточный уровень напряжения или отсутствие подключения к источнику питания.
• сгорел предохранитель/автоматический выключатель.
• перегорел предохранитель в цепи управления.
• главное реле отключено.
• термовыключатель в пусковом устройстве двигателя отключился или неисправный. Причина:
• чрезмерное давления всасывания.
• давление конденсации слишком высокое.
• грязь или медная стружка в патрубках компрессора.
• слишком низкое электрическое напряжение.
• однофазный привод отключился.
• короткое замыкание в обмотке электродвигателя (мотор сгорел?.
• устройство защиты электродвигателя отключилось по причине высокого уровня электропотребления.
• контактор пуска двигателя вышел из строя из-за:
• слишком высокого пускового напряжения.
• контактор имеет недостаточный размер.

• Другие устройства защиты отключились, неправильно настроены или повреждены.
• регулятор перепада уровня масла (нет масла, масло закипело?.
• регулятор высокого давления.
• регулятор низкого давления.
• реле протока (недостаточная концентрация рассола, рассольный насос не работает, блокировка рассольного фильтра, температура испарения слишком низкая?.

• Регулирующее оборудование отключилось, неправильно настроено или неисправно. Регулятор низкого давления. Термостат.

• Компрессор и мотор перегружены.
• Мотор недостаточно мощный.
• Кислотообразование в холодильной установке.
• Заклинивание подшипников или цилиндров по причине:
• наличия частичек грязи в холодильной установке.
• оседания меди на двигающих шестернях из-за наличия кислоты в холодильной установке.
• неисправного масляного насоса.
• кипения масла в картере.
• недостаточного количество масла.
• масло скапливается в испарителе.
• недостаточное выравнивание масла или его отсутствие между параллельно соединенными компрессорами (недостаток масла в компрессоре, который запустился последним

Гидроудар в компрессоре

• Пропускная способность терморегулирующего вентиля слишком высокая.
• Значения перегрева для ТРВ слишком низкие.
• Термобаллон имеет плохой контакт с всасывающим трубопроводом.
• Термобаллон располагается в потоке теплого воздуха, возле больших клапанов, фланцев и пр

Окончательная заправка

Если при проверке системы АК электронным галоидным течеискателем или «ультрафиолетовым течеискателем» утечек не обнаружено, то необходимо заправить систему до нормы, учитывая количество технологической дозы. Открываем два крана «REF» на заправочной станции и в заведённый автомобиль при включённом кондиционере, подаём контролируемое количество хладагента.

Закрываем вентили «REF». В процессе этой работы контролируем давления «LOW» и «HIGH» по синему и красному манометрам. Проверяем температуру выходящего из воздуховода воздуха электронным термометром.

По документации на АК эту операцию необходимо производить при оборотах двигателя −1500–1800 об/мин и максимальной скорости вентилятора отопителя, но мы рекомендуем проводить проверку на холостом ходу (-800–1000 об/мин) и скорости вентилятора ниже максимальной. При этих условиях, если температура воздуха, выходящего из центрального воздуховода меньше 10°С, то кондиционер работает нормально.

При температуре окружающей среды более 3(°C значение температуры, при которой считается, что кондиционер работает нормально может быть повышено до 15°С. Ниже приведена таблица, взятая из технологической документации на автомобиль «JeepGrandCherokee».

При увеличении оборотов двигателя температура воздуха из воздуховода должна уменьшаться, при увеличении скорости вентилятора увеличиваться. Проверяем работу заслонок «холод-тепло», изменяя положения регуляторов. После этого останавливаем двигатель и ещё раз проводим проверку системы АК на утечки хладагента течеискателем.

Закрываем все краны на шлангах, вентили на станции, отсоединяем шланги. Надеваем защитные колпачки на сервисные штуцеры автомобиля и закрываем капот. Заполняем журнал учёта работ (см. главу «Организация рабочего процесса по диагностике и заправке АК»).

Рекомендуемый метод

Используемое оборудование: соединительные шланги, вакуумный насос, емкость для удаления хладагента, отрезок медной трубы, стеклянная колба и герметизирующий материал. Последовательность действий:

• герметизация вакуумного и соединительного шланга при помощи пластика или мастики;
• перекрытие обоих сервисных вентилей;
• запуск вакуумного насоса и создание вакуума в емкости. Поступление масла из компрессора в емкость (преимущественно для этого используют градуированную стеклянную колбу, тогда можно определить пригодность по цвету слитого масла).

Альтернативный вариант

При данном методе не создают вакуум в компрессоре, для этого используют хладагент. Далее используют уже известную медную трубу, только герметизируют ее в открытой масляной прокладке в компрессоре. Затем создают положительное давление в картере, впуская необходимое количество паров хладагента через всасывающий вентиль. После таких манипуляций масло само вытечет из компрессора.

Данный метод является менее эффективным, чем предыдущий и больше подходит для частичного слива масла для взятия на анализ.

Производители проводят тестирования на своем оборудовании, поэтому их рекомендации основаны на опыте. Именно поэтому необходимо стараться всегда придерживаться их рекомендаций, в особенности в тех случаях, когда компрессор находится на гарантии. Ее можно лишиться, если использовать масло, не рекомендованное производителем. Так некоторые производители предусматривают следующую периодичность отборов масла: через 1 месяц после запуска установки, через каждые 3 месяца, если она работает непрерывно и через 4 — если с перерывами.

Жидкостная заправка

Данный тип заправки позволяет лучше понять принцип работы ТРВ. В управляющем тракте ТРВ содержится такой же хладагент, как и в холодильной установке. Отметим, что при подобной заправке необходимо, чтобы корпус ТРВ был теплее термобаллона.

В обратном случае независимо от причины, жидкость, по принципу холодной стенки Ватта, окажется в управляющей полости ТРВ (рис. 47.1).

Температура хладагента в управляющей полости будет определять уровень давления в управляющем тракте и полости, независимо от температуры термобаллона. Но при ее увеличении ТРВ не сможет нормально открываться, и работа установки будет иметь признаки типа «слишком слабый ТРВ».

В это же время начнет снижаться давление кипения, а перегрев увеличиваться. Падение температуры кипения спровоцирует интенсивное охлаждение корпуса ТРВ. Одновременно повышение перегрева вызовет высокий нагрев термобаллона. Разница температур между корпусом ТРВ и термобаллоном станет увеличиваться в обратном направлении, в связи с чем установка не сможет вернуться на нормальный режим работы.

Если имеются подозрения на неисправность типа слишком слабый ТРВ, необходимо выполнить простую операцию: остановить компрессор и обмотать верхнюю часть ТРВ смоченной в горячей воде тряпкой. После того как она достаточно прогреется, жидкость переместится обратно в термобаллон, и установка начнет работать в нормальном режиме. Если температура корпуса ТРВ вновь окажется ниже температуры термобалллона, ситуация повториться.

Таким образом, при наличии выбора, лучше остановиться на ТРВ с другим типом заправки. Иногда управляющие тракты ТРВ специально заправляют жидким хладагентом, который по своему количеству превышает объем управляющей полости и капиллярной трубки. При этом, если в термобаллоне всегда будет находиться жидкость, независимо от температуры корпуса ТРВ (рис. 47.2) и перегрев останется нормальным. Наибольшая сложность заключается в том, что ремонтник никогда точно не может знать, каким управляющим трактом оборудован ТРВ.

Далее мы видим о преимуществах установки термобаллона на горизонтальном участке трубопровода. Но это не всегда представляется возможным, в связи с этим возникают ситуации, когда термобаллон ТРВ приходится устанавливать на вертикальном участке. При этом не следует забывать, что капиллярную трубку, которая соединяет управляющую полость и термобаллон, необходимо подводить к термобаллону сверху (рис. 47.3), чтобы не дать жидкости стечь в управляющую полость ТРВ. Соблюдение данного условия поможет исключить появление ряда неисправностей.

Даление воздуха из системы

Удалите воздух из системы кондиционирования для удаления влаги из трубок кондиционера (влага должна испариться) и проверьте герметичность системы.

Удаление воздуха из системы

• Присоедините манометр для измерения давления в трубопроводах

УКАЗАНИЕ: Присоедините один конец зеленой трубки к среднему штуцеру манометра, а другой — к вакуумному насосу.

 

• Откройте клапаны контуров высокого и низкого давления манометра и включите вакуумный насос для удаления воздуха.
• Удаление проводите до тех пор, пока манометр низкого давления не покажет 750 мм рт. ст. или выше.
• Поддерживая давление 750 мм рт. ст., проводите удаление еще в течение десяти минут.
• Закройте клапаны контуров высокого и низкого давления манометра и выключите вакуумный насос.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если выключить насос при двух открытых клапанах (контуры высокого и низкого давления), воздух попадет в систему кондиционирования.

Проверка герметичности

После выключения насоса оставьте систему на пять минут с закрытыми клапанами контуров высокого и низкого давления. Затем проверьте, не изменились ли показания манометра. Если давление на манометре поднимается, это может свидетельствовать о попадании воздуха в систему кондиционирования, поэтому следует проверить прокладки и соединения системы кондиционирования.

При недостаточном удалении воздуха оставшаяся в трубках влага замерзает и препятствует свободному перетеканию хладагента, а также может привести к коррозии деталей системы кондиционирования воздуха.

 

Заправка хладагента

Холодильную установку заправляют хладагентом только после завершения процесса вакуумирования. При этом система должна быть полностью отключена от питания. Во время заправки количество хладагента, находящееся в заправочном баллоне, взвешивают на весах.

Перед заправкой необходимо продуть заправочный шланг хладагентом. Для хладагентов R407° C и R410A заправочные цилиндры не используют, заправку производят только жидкой фракцией.

Во время заправки температура баллона понижается, и давление в нем также падает, становясь ниже давления заправляемого контура. В связи с этим, баллон во время заправки холодильного контура нужно подогревать. Для этой цели можно использовать электронагревательный пояс. Его особенность заключается в наличии термоконтакта, благодаря которому при достижении температуры баллона в 50 С, нагрев отключается.

Запрещается подогревать баллон при помощи газовой горелки, поскольку данный вариант может легко привести к перегреву.

Во время заправки установки используют специальные электронные весы с дозатором, поскольку при таком способе количество заправленного хладагента в установке будет точным. При использовании заправочного цилиндра его наполняют тем количеством хладагента, которого будет достаточно для данной установки.

При наличии в установке конденсатора водяного охлаждения во время заправки нужно следить за тем, чтобы циркуляция в нем была беспрерывной. Это снизит температуру конденсатора, облегчая процесс заправки установки хладагентом.

Поиск неисправностей

Перед проведением работ необходимо разработать план ремонта, т. е. выявить все компоненты, подлежащие замене, и все наличные ресурсы. Чтобы выполнить этот план, сначала необходимо найти неисправности. Для этого используются инструменты, показанные на рис. 3. Это манометры, устанавливаемые на линиях всасывания и нагнетания, служебные вентили, мультиметр (измеритель напряжения, тока и сопротивления) и течеискатель. Во многих случае состав инструментов зависит от решения пользователя о возможной неисправности и необходимости сделать точный диагноз. Предполагается, что специалист по обслуживанию холодильных установок обладает необходимыми знаниями о работе системы охлаждения и имеет необходимые запасные части. Здесь не будет обсуждаться методика развернутого поиска неисправностей, однако общие неисправности системы, такие как невозможность включения и работы компрессора, будут рассмотрены более подробно.

Разомкнулся главный выключатель Основной причиной размыкания главного выключателя является срабатывание плавкого предохранителя вследствие неисправности обмоток или устройства защиты электродвигателя, короткое замыкание цепи или высокий ток в обмотке компрессора. При таких неисправностях компрессор следует заменить.

Компрессор

Выход из строя компрессора может быть следствием неправильно выбранного пускового устройства и электродвигателя компрессора. Могут быть неисправны электродвигатель или устройство защиты обмоток, или заблокирован компрессор.

Частой причиной пониженной холодопроизво-дительности системы являются коксование или омеднение ее поверхностей из-за наличия в системе влаги или неконденсирующихся газов. Протекающие прокладки и разбитые клапаны являются следствием слишком высоких пиковых давлений при гидравлических ударах в компрессоре, причиной которых является слишком большая заправка хладагента или блокирование капиллярной трубки. Может быть слишком низким напряжение электропитания или слишком высоким давление в компрессоре.

Невыровненное давление является причиной срабатывания устройства защиты компрессора и пережога обмоток после включения. Неисправность вентилятора также может повлиять на нагрузку компрессора, привести к срабатыванию устройства защиты или пробитию прокладок. В случае неудачного пуска при холодном компрессоре устройство защиты возвратится в исходное состояние и даст возможность включить компрессор снова только через 15 минут. Если устройство защиты сработало при горячем компрессоре, оно возвратится в исходное состояние только через 45 минут. При поиске систематически возникающей неисправности рекомендуется на 5 минут отключить электропитание компрессора. Этого достаточно, чтобы пусковое устройство охладилось и смогло включить компрессор. При кратковременном сбое электропитания, произошедшем в начале процесса охлаждения, возможна блокировка устройства защиты и пускового устройства РТС. В системе, в которой не выровнено давление, компрессор с пусковым устройством РТС включиться не сможет, поскольку пусковое устройство не успеет так быстро охладиться. Обычно требуется не мене 1 ч, чтобы холодильник заработал нормально.

Реле высокого и низкого давлений Срабатывание реле высокого давления может произойти вследствие слишком высокого давления конденсации, вызванного недостаточной производительностью вентилятора. Срабатывание реле низкого давления является следствием недостаточной заправки хладагента, течи в системе, намерзания инея на испарителе или частичным закупориванием расширительного устройства. Срабатывание реле может быть также следствием механической неисправности, неправильной настройки дифферециала и уставки давления или колебания давления в системе.

Реле температуры

Причиной отключения компрессора может быть неисправное или неправильно настроенное реле температуры. Если в датчике (термобаллоне) реле недостаточно наполнителя или если настройка реле слишком высокая, компрессор не отключится. Отключение компрессора может быть также вызвано неправильным электрическим соединением. Слишком малый дифференциал (разность между температурой включения и температурой отключения термореле) может служить причиной слишком короткого интервала времени между двумя включениями компрессора, что может привести к проблемам при запуске системы с компрессором с низким пусковым моментом (LST).

Более подробная информация приведена в разделе «Поиск и устранение неисправностей в системах охлаждения с герметичными компрессорами». Перед открытием системы и особенно перед заменой компрессора необходимо провести тщательный анализ причин неисправности. Операции по ремонту холодильной установки являются довольно дорогими. Перед вскрытием старой системы охлаждения следует убедиться, что компрессор действительно неисправен и требует замены. Проведите оценку состояния масла, заправленного в компрессор. Небольшое количество масла слейте в чистый стеклянный стакан и сравните его с образцом нового масла. Если слитое масло имеет темный цвет, непрозрачно и содержит примеси, компрессор необходимо заменить.

 

При стабильной работе холодильного контура, молекулы пара перестают конденсироваться в точке С. На промежутке С-D жидкость продолжает охлаждаться и данный отрезок заполняется жидкой фазой для того, чтобы величина переохлаждения стала допустимой (4–7 К).

Если в конденсаторе находится недостаточное количество хладагента, то участок С-D не полностью залит жидкостью и имеется только небольшой отрезок, который полностью ею занят (Е- D). Для того чтобы обеспечить нормальное переохлаждение, длины отрезка оказывается недостаточно.

Если измерить значение переохлаждения в точке D, то оно окажется меньше допустимого (в данном случае 3 К). Если хладагента в установке находится недостаточное количество, то его будет меньше поступать на выходе из конденсатора и степень его переохлаждения также будет меньше.

Если в контуре холодильной установки присутствует значительная нехватка хладагента, то на выходе из конденсатора будет поступать парожидкостная смесь. Ее температура станет равной температуре конденсации, а это означает, что переохлаждение равно 0 К.

 

tB=tD=tK=38 С. Показатель переохлаждения П/О=38-38=0 К

Можно сделать следующий вывод: недостаточная заправка хладагентом приводит к снижению переохлаждения. Следовательно, если ремонтник холодильного оборудования имеет соответствующую квалификацию, то он никогда не станет добавлять в установку хладагент, предварительно не удостоверившись, что в ней нет утечек и что переохлаждение слишком низкое.

По мере поступления хладагента в контур, увеличивается и уровень жидкости в нижней части конденсатора, что способствует увеличению переохлаждения.

 

Устранение аномалий в работе холодильной установки № неиспр-ти Возможная причина наблюдаемого отклонения Способ устранения аномалии Разрушен или негерметичен всасывающий клапан Проверить клапаны и при необходимости заменить Разрушен или негерметичен нагнетательный клапан Проверить клапаны и при необходимости заменить Негерметичен предохранительный клапан Проверить и при необходимости заменить Негерметично поршневое кольцо Заменить Негерметично маслосъемное кольцо Заменить Поцарапаны цилиндры Заменить гильзы Негерметично уплотнение вала Заменить поврежденные детали Слишком большое биение в подшипниках См. инструкцию разработчика Мало масла в картере Долить масло Масляный насос не обеспечивает нужного расхода Промыть масляный фильтр и при необходимости проверить насос Жидкий хладагент попадает в картер Отрегулировать положение тарели клапана вентиля всасывания компрессора Загрязнен всасывающий фильтр Очистить фильтр Неполностью открыт нагнетательный вентиль компрессора Открыть вентиль до отказа Неполностью открыт всасывающий вентиль компрессора Полностью открыть вентиль Не работает регулятор уровня масла Разобрать и при необходимости заменить В большей или меньшей мере закупорен трубопровод возврата масла Очистить Засорены охлаждающие поверхности Очистить Слишком слабый расход охлаждающей воды Проверить работу градирни и повысить расход воды Слишком высокий расход охлаждающей воды Отрегулировать расход в сторону уменьшения Слишком высокая температура охлаждающей воды Использовать более холодную воду и проверить работу градирни Слишком высокий расход хладагента Слить часть хладагента из контура в сливную емкость, не допуская его выброса в окружающую среду Слишком низкий расход хладагента Дозаправить установку Присутствие неконденсируемых примесей Надлежащим образом продуть контур Загрязнены или покрыты снежной шубой поверхности охлаждения, в испарителе накопилось масло Разморозить испаритель, очистить поверхности или удалить накопленное масло Слишком большая заправка хладагента Проверить ТРВ и, если он работает нормально, слить часть хладагента, не допуская выброса в окружающую среду Мало хладагента в контуре Проверить ТРВ и, если он работает нормально, дозаправить установку Перекрыт нагнетательный трубопровод Открыть запорные вентили компрессора Перекрыт всасывающий трубопровод Открыть запорные вентили компрессора Перекрыт жидкостный трубопровод Открыть запорные вентили Закрыт или закупорен терморегулирующий вентиль Настроить ТРВ, проверить его работу и при необходимости заменить Слишком открыт и не реагирует на изменение перегрева ТРВ Настроить ТРВ, проверить его работу и при необходимости заменить Недостаточный расход среды Проверить направление вращения и положение запорных вентилей Слишком большой расход среды Проверить направление вращения и положение запорных вентилей Пониженная холодопроизводительность Найти и устранить причину Повышенная холодопроизводительность Найти и устранить причину Закупорен фильтр-осушитель Очистить и при необходимости заменить

 

Высокое давление нагнетания

Высокое давление нагнетания приводит к перегрузке электродвигателя и снижению производительности компрессора и холодильной машины, и является результатом одной или нескольких причин. Наиболее распространенными причинами являются:

• нагнетательный вентиль компрессора закрыт;
• не поступают воздух или вода для охлаждения конденсатора;
• избыток хладагента в системе;
• наличие неконденсирующихся газов в системе.

1. Когда вентиль на нагнетательной линии компрессора закрыт, то уменьшается или полностью прекращается подача хладагента из компрессора в конденсатор. Давление в крышке цилиндра быстро и существенно повышается, а это может привести к повреждению компрессора или электродвигателя. Внимание! Запрещается закрывать вентиль на нагнетательной линии, когда компрессор работает или включать компрессор, если вентиль закрыт.
2. Отсутствие обдува воздушного конденсатора приводит к повышению давления и температуры конденсации хладагента. При высокой температуре жидкого хладагента производительность агрегата снижается. Это происходит при загрязнении конденсатора, растяжении ремня вентилятора или повреждении подшипников двигателя вентилятора.
3. Прекращение подачи воды, охлаждающей водяной конденсатор, вызывает резкое повышение давления хладагента на линии нагнетания. При высокой температуре жидкого хладагента производительность агрегата снижается. Причинами прекращения подачи охлаждающей воды могут быть: выход из строя водяного насоса, засорение водяных фильтров или распылительных форсунок градирни. Если предполагается наличие такой неисправности, то следует проверить, на сколько градусов нагревается вода в конденсаторе. Превышение температуры должно быть не более чем на 5°С. Если оно значительно больше, то это означает, что не работает насос, засорены фильтр или распылительные форсунки или в поддоне градирни нет достаточного количества воды. Неисправности необходимо выявить и устранить. Превышение температуры менее чем на 5°С свидетельствует о наличии накипи в трубках конденсатора, следовательно его необходимо очистить.
4. Водяные конденсаторы иногда оснащены водорегулирующим вентилем. В процессе эксплуатации внутренние поверхности этого вентиля покрываются накипью, и он выходит из строя. Если это случается, то вентиль снимают, ремонтируют или заменяют. После ремонта или замены, его регулируют на заданное давление нагнетания.
5. Вода для охлаждения водяных конденсаторов, должна быть достаточно холодной, чтобы происходила конденсация пара хладагента при нормальном рабочем давлении. Для охлаждения воды используют градирни. Форсунки распыляют воду и смешивают ее с воздухом. Это вызывает испарение части воды, в результате этого температура оставшейся воды понижается. Если форсунки плохо распыляют воду, то не происходит ее достаточного охлаждения.
6. Избыток хладагента в системе повышает давление нагнетания. Это происходит вследствие того, что избыток жидкого хладагента нанимает определенный объем в конденсаторе, необходимый для конденсации пара. В результате избыточного количества хладагента н системе, по крайней мере, половина труб конденсатора будет холоднее остальных. Холодные трубы заполнены жидким хладагентом. В том случае, если для питания испарителя хладагентом используют капиллярную трубку, то давление всасывания будет выше нормы, а всасывающий трубопровод будет холоднее обычного и может быть покрыт слоем инея (в зависимости от количества избыточного хладагента).
7. Если испаритель питают хладагентом с помощью капиллярной трубки, то разность между давлениями на линиях нагнетания и всасывания должна быть небольшой, чтобы обеспечить пуск компрессора со встроенным электродвигателем, имеющим рабочую и пусковую обмотки. Если разность давлений значительна, то слишком велика нагрузка для пуска электродвигателя. При снижении разности давлений на линиях нагнетания и всасывания требуется меньший пусковой крутящий момент, а при нулевой разности — минимальный. Существует два способа пуска компрессора: продолжительная автоматическая остановка агрегата или изменение электрической схемы пуска.

Низкое давление всасывания

Давление всасывания может быть ниж