Pohodlí domova moderního člověka nelze bez ledničky představit. Je určen k dlouhodobému skladování produktů. Podle vědců každý člen rodiny otevírá dveře až 40krát denně. Díváme se dovnitř, aniž bychom si mysleli, jak funguje naše lednička.
V našem článku se budeme podrobně zabývat zařízením a principem fungování různých chladniček.
Jak je lednička
Každá moderní lednička se skládá z následujících hlavních jednotek:
- Motor.
- Kondenzátor.
- Odpařovač.
- Kapilární trubice.
- Vypouštěcí filtr.
- Dokupatel.
Schéma lednice
Elektrický motor
Motor je hlavní jednotkou domácího spotřebiče. Určeno pro cirkulaci chladicího média (freon) trubicemi.
Motor se skládá ze dvou jednotek:
- elektrický motor;
- kompresor
Elektrický motor převádí elektrický proud na mechanickou energii. Jednotka se skládá ze dvou částí - rotoru a statoru.
Skříň statoru je tvořena několika měděnými cívkami. Rotor má podobu ocelové hřídele. Rotor je připojen k pístovému systému motoru.
Když je motor připojen k napájení, dochází k cívce elektromagnetické indukce. Způsobuje točivý moment. Odstředivá síla pohání rotor do rotačního pohybu.
Věděli jste, že lednička představuje 10% veškeré spotřebované elektřiny. Otevřené dveře spotřebiče několikrát zvyšují spotřebu elektřiny.
Když se rotor motoru otáčí, píst se pohybuje lineárně. Přední stěna pístu stlačuje a vypouští pracovní tekutinu do provozního stavu.
Poloha motoru chladničky
V moderních chladicích instalacích je elektrický motor umístěn uvnitř kompresoru. Toto uspořádání blokuje dráhu plynu pro spontánní únik.
Pro snížení vibrací je motor namontován na pružném kovovém odpružení. Pružina může být umístěna vně nebo uvnitř zařízení. V moderních jednotkách je pružina umístěna uvnitř skříně motoru. To vám umožní efektivně tlumit vibrace během provozu přístroje.
Kondenzátor
Jedná se o hadovité potrubí o průměru až 5 milimetrů. Určeno k odvádění tepla z pracovní tekutiny do životního prostředí. Kondenzátor je umístěn na zadní vnější ploše zařízení.
Odpařovač
Představuje systém tenkých trubek. Určeno pro odpařování pracovní tekutiny a chlazení okolního prostoru. Nachází se uvnitř nebo vně mrazničky.
Kompresorové zařízení
Kapilární trubice
Navrženo pro snížení tlaku plynu. Má průměr 1,5 až 3 milimetry. Nachází se mezi výparníkem a kondenzátorem.
Vysoušeč filtrů
Určeno k čištění pracovního plynu od vlhkosti. Má vzhled měděné trubice o průměru 10 až 20 mm. Konce trubice jsou podlouhlé a hermeticky připájené k kapilární trubici a kondenzátoru.
Pozor! Filtrová sušička má jednosměrný provoz. Zařízení není určeno pro zpětný chod. Pokud je filtr nainstalován nesprávně, instalace může selhat.
Uvnitř trubice je zeolit - minerální plnivo s vysoce porézní strukturou. Bariérové sítě jsou instalovány na obou koncích trubice.
Vysoušeč filtrů
Na straně kondenzátoru je instalováno kovové pletivo s velikostí ok do 2 mm. Na straně kapilární trubice je instalováno syntetické pletivo. Velikost buněk takové mřížky je desetiny milimetru.
Dokipatel
Je to kovový kontejner. Instaluje se v oblasti mezi výparníkem a vstupem do kompresoru. Navrženo tak, aby se Freon dostal do varu, následovalo odpařování.
Slouží k ochraně motoru před kapalinou. Vniknutí pracovní tekutiny může vést k selhání.
Jak funguje lednička
Hlavní princip provozu každé chladničky je založen na dvou pracovních operacích:
- Odstranění tepelné energie ze zařízení do okolního prostoru.
- Koncentrace chladu uvnitř zařízení.
Pro výběr tepla se používá chladivo zvané freon. Je to plynná látka na bázi etanu, fluoru a chloru. Freon má jedinečnou schopnost přechodu z plynného stavu do kapalného stavu a naopak. Přechod z jednoho stavu do druhého nastane při změně tlaku.
Provoz chladicího systému je následující. Kompresor nasává freon dovnitř. Uvnitř zařízení pracuje elektrický motor. Motor pohání píst. Když se píst pohybuje, plyn je stlačen.
Schéma chladničky
Proces stlačování plynu je rozdělen do dvou stupňů. V první fázi se píst pohybuje zpět. Po přemístění pístu se otevře vstupní ventil. Otevřeným otvorem vstupuje freon do plynové komory.
Ve druhé fázi se píst pohybuje v opačném směru. Během zpětného pohybu stlačuje píst plyn. Stlačené freonové lisy na výstupní ventilové desce. Tlak v komoře prudce stoupá. Se zvyšujícím se tlakem se plyn zahřívá na teplotu 100 ° C. Výfukový ventil se otevírá a uvolňuje plyn ven.
Vyhřívaný freon z komory vstupuje do vnějšího tepelného výměníku (kondenzátoru). Na cestě podél kondenzátoru uvolňuje freon teplo ven. V koncovém bodě kondenzátoru klesá teplota plynu na 55 ° C.
Věděli jste, že úplně první chladničky používaly jako chladivo oxid siřičitý? Taková zařízení byla velmi nebezpečná kvůli vysoké pravděpodobnosti odtlakování systému.
V procesu přenosu tepla dochází ke kondenzaci plynu. Freon z plynného stavu se mění v kapalinu.
Z kondenzátoru vstupuje kapalný freon do sušičky filtrů. Zde je vlhkost absorbována speciálním sorbentem. Z filtru vstupuje plynný freon do kapilární trubice.
Kapilární trubice hraje roli jakési zátky (překážky). Na vstupu do trubice tlak plynu klesá. Chladivo se promění v kapalinu. Z kapilární trubice vstupuje freon do výparníku. Když tlak klesne, Freon se vypaří. Spolu s tlakem také klesá teplota plynu. V okamžiku vstupu do výparníku je teplota freonu - 23 ° C.
Freon prochází výměníkem tepla uvnitř chladničky. Chlazený plyn odvádí teplo z vnitřku trubek výparníku. Po uvolnění tepla se vnitřní prostor chladničky ochladí.
Po odpaření se freon nasává do kompresoru. Uzavřený cyklus se opakuje.
Hlavní typy chladicích systémů
Podle principu činnosti se rozlišují následující typy chladniček:
- komprese;
- adsorpce;
- termoelektrické;
- parní vyhazovač.
V kompresních jednotkách se pohyb chladiva provádí změnou tlaku v systému. Řízení tlaku pracovní tekutiny je prováděno kompresorem. Chladicí systémy kompresoru jsou nejčastějším typem chladicího zařízení.
V absorpčních zařízeních je pohyb chladiva způsoben jeho ohřevem z topného systému. Amoniak se používá jako pracovní směs. Nevýhodou systému je vysoké nebezpečí a složitost údržby. Tento typ domácího spotřebiče je zastaralý a dnes byl ukončen.
Věděli jste, že první lednička byla uvedena na trh americkou společností General Electric již v roce 1911. Zařízení bylo vyrobeno ze dřeva. Oxid siřičitý byl použit jako chladivo.
Hlavní princip činnosti termoelektrických chladniček je založen na absorpci tepla během interakce dvou vodičů při průchodu elektrického proudu skrz ně. Tento princip je známý jako Peltierův efekt. Výhodou zařízení je vysoká spolehlivost a životnost. Nevýhodou jsou vysoké náklady na polovodičové systémy.
Rostliny vyhazovače páry používají vodu. Role pohonného systému vykonává vyhazovač. Pracovní tekutina vstupuje do výparníku. Zde dochází k varu kapaliny za vzniku vodní páry. Během výroby tepla prudce klesá teplota vody.
Chlazená voda se používá k chlazení potravin. Vodní para je vyhazovačem vypouštěna do kondenzátoru. V kondenzátoru se vodní pára ochladí, převede se na kondenzát a znovu se přivádí do odpařovače. Výhodou takových instalací je jejich jednoduchost zařízení, bezpečnost, šetrnost k životnímu prostředí. Nevýhodou systému pro vypouštění páry je značná spotřeba vody a elektřiny pro jeho ohřev.
Princip fungování absorpčních chladniček
Činnost absorpčních zařízení je založena na cirkulaci a odpařování kapalného chladiva. Amoniak se používá jako chladivo. Role absorbentu (absorbéru) se provádí pomocí roztoku amoniaku na bázi vody.
Schéma činnosti absorpčního zařízení
Do chladicího systému zařízení se přidává vodík a chroman sodný. Vodík je určen k řízení tlaku v systému. Chroman sodný chrání vnitřní stěny zkumavek před korozí.
Věděli jste, že staré sovětské chladničky používají jako chladicí směs freon R12 na bázi chloru. Hlavní nevýhodou je její destruktivní účinek na ozonovou vrstvu Země.
Při připojení k napájení v generátorovém kotli se pracovní tekutina zahřívá. Pracovní směs je vodný roztok amoniaku. Roztok amoniaku je umístěn ve speciální nádrži.
Zahřívání chladiva vede k odpařování amoniaku. Amoniaková pára vstupuje do kondenzátoru. Zde čpavek kondenzuje a mění se v kapalinu.
Zkapalněný amoniak vstupuje do odpařovače. Odtud se kapalný amoniak mísí s vodíkem. Tlakový rozdíl obou látek vede k odpařování amoniaku. Odpařovací proces je doprovázen zahřátím a ochlazením amoniaku na -4 ° C. Spolu s amoniakem se výparník ochladí.
Chlazený výparník odebírá teplo okolí. Po odpaření se amoniak dostane do adsorbéru. V adsorbéru je čistá voda. Zde je amoniak smíchán s vodou. Roztok amoniaku vstupuje do nádrže. Roztok amoniaku z nádrže vstupuje do kotlového generátoru a uzavřený cyklus se opakuje.
Jako náhražku amoniaku lze použít vodné roztoky acetonu, bromidu lithného a acetylenu.
Výhodou absorpčních zařízení je tichý provoz jednotek.
Princip fungování mrazničky s mrazničkou
Proces odmrazování v instalacích se systémem samočinného zamrzání probíhá automaticky.
Existují dva typy samozmrazovacích systémů:
- Kapání.
- Vítr (bez mrazu).
U zařízení s odkapávacím systémem je výparník umístěn na zadní straně zařízení. Během provozu se na zadní stěně vytváří mráz. Při rozmrazování protéká mráz zvláštními žlaby na dno spotřebiče. Zahřátý na vysokoteplotní kompresor odpařuje kapalinu.
V instalacích s větrným systémem je studený vzduch z výparníku na zadní stěně foukán speciálním ventilátorem uvnitř pouzdra. Během rozmrazovacího cyklu mráz protéká drážkami do speciální díry.
Průmyslové chladničky
Průmyslové spotřebiče se liší od domácích spotřebičů co do kapacity instalace a velikosti chladicích komor. Výkon motoru zařízení dosahuje několika desítek kilowattů. Provozní teplota mrazniček je v rozmezí + 5 až - 50 ° C.
Věděli jste, že největší průmyslová lednička zaujímá plochu 24 km2. Tento gigant se nachází v Ženevě (Švýcarsko) a slouží pro vědecké účely v hadronovém srážce.
Průmyslové závody jsou určeny pro chlazení a hluboké zmrazení velkého množství produktů. Objem mrazniček je od 5 do 5 000 tun. Používá se v nákupních a zpracovatelských podnicích.
Princip fungování invertorové chladničky
Střídačové kompresory jsou určeny pro akumulaci a přeměnu stejnosměrného proudu na střídavý proud s napětím 220 V. Princip činnosti je založen na schopnosti plynule regulovat rychlost hřídele motoru.
Invertorové motorové zařízení
Když je zapnutý, střídač rychle získá požadovanou rychlost k vytvoření požadované teploty uvnitř pouzdra. Po dosažení nastavených parametrů přejde zařízení do pohotovostního režimu. Jakmile teplota uvnitř skříně vzroste, aktivuje se čidlo teploty a otáčky motoru se zvýší.
Chladicí termostatové zařízení
Regulátor teploty je navržen tak, aby uvnitř systému udržoval předem stanovenou teplotu. Zařízení je hermeticky pájeno z jednoho konce kapilární trubice. Na druhém konci je kapilární trubice spojena s výparníkem.
Hlavním prvkem zařízení pro regulaci teploty každé chladničky je tepelné relé. Konstrukce tepelného relé se skládá z měchu a výkonové páky.
Termostatové zařízení
Vlnovec je vlnitá pružina s freonem v prstencích. V závislosti na teplotě freonu je pružina stlačena nebo natažena. Jak teplota chladiva klesá, pružina se stahuje.
Věděli jste, že moderní domácí chladničky používají freon na bázi isobutanu R600a. Toto chladivo nezničuje ozonovou vrstvu planety a nezpůsobuje skleníkový efekt.
Pod vlivem komprese páka uzavře kontakty a připojí kompresor k činnosti. S rostoucí teplotou se pružina táhne. Elektrická páka otevře obvod a motor se vypne.
Lednice bez elektřiny - je to pravda nebo fikce?
Mohammed Ba Abba, obyvatel Nigérie, obdržel v roce 2003 patent na ledničku bez elektřiny. Zařízení je hliněné hrnce různých velikostí. Plavidla jsou složena do sebe podle principu ruských „hnízdících panenek“.
Lednička bez elektřiny
Prostor mezi hrnci je vyplněn vlhkým pískem. Jako kryt se používá vlhký hadřík. Pod vlivem horkého vzduchu se vlhkost z písku vypařuje. Odpařování vody vede ke snížení teploty uvnitř nádob. To vám umožní ukládat jídlo v horkém klimatu po dlouhou dobu bez použití elektřiny.
Znalost zařízení a princip fungování chladničky vám umožní provést jednoduchou opravu zařízení vlastními rukama. Pokud je systém správně nakonfigurován, bude zařízení fungovat mnoho let. V případě složitějších chyb byste měli kontaktovat specialisty servisních středisek.
