Das Schema und Funktionsprinzip der verschiedenen Kühlschränke

Der häusliche Komfort eines modernen Menschen ist ohne Kühlschrank nicht vorstellbar. Es ist zur Langzeitlagerung von Produkten vorgesehen. Laut Wissenschaftlern öffnet jedes Familienmitglied bis zu 40 Mal am Tag die Tür. Wir schauen hinein, ohne darüber nachzudenken, wie unser Kühlschrank funktioniert.

In unserem Artikel werden wir uns ausführlich mit dem Gerät und dem Funktionsprinzip verschiedener Kühlschränke befassen.

Wie ist der Kühlschrank

Jeder moderne Kühlschrank besteht aus den folgenden Haupteinheiten:

1. Der Motor.
2. Kondensator.
3. Verdampfer.
4. Kapillarrohr.
5. Filter ablassen.
6. Dokupatel.

Das Schema des Kühlschranks

Elektromotor

Der Motor ist die Haupteinheit des Haushaltsgeräts. Entwickelt für die Zirkulation von Kühlmittel (Freon) durch die Rohre.

Der Motor besteht aus zwei Einheiten:

• Elektromotor;
• Kompressor

Ein Elektromotor wandelt elektrischen Strom in mechanische Energie um. Die Einheit besteht aus zwei Teilen - dem Rotor und dem Stator.

Das Statorgehäuse besteht aus mehreren Kupferspulen. Der Rotor hat das Aussehen einer Stahlwelle. Der Rotor ist mit dem Kolbensystem des Motors verbunden.

Wenn der Motor an die Stromversorgung angeschlossen ist, tritt in den Spulen eine elektromagnetische Induktion auf. Es verursacht Drehmoment. Die Zentrifugalkraft versetzt den Rotor in Rotationsbewegung.

Wussten Sie, dass der Kühlschrank 10% des gesamten Stromverbrauchs ausmacht? Die offene Gerätetür erhöht den Stromverbrauch um ein Vielfaches.

Wenn sich der Rotor des Motors dreht, bewegt sich der Kolben linear. Die Vorderwand des Kolbens komprimiert und leitet das Arbeitsfluid in einen Arbeitszustand ab.

Kühlschrank Motor Position

In modernen Kühlanlagen befindet sich der Elektromotor im Kompressor. Diese Anordnung blockiert den Gasweg für eine spontane Leckage.

Um Vibrationen zu reduzieren, ist der Motor auf einer federnden Metallaufhängung montiert. Die Feder kann sich außerhalb oder innerhalb des Geräts befinden. Bei modernen Geräten befindet sich die Feder im Motorgehäuse. Auf diese Weise können Sie Vibrationen während des Betriebs des Geräts wirksam dämpfen.

Kondensator

Es ist eine Serpentinenleitung mit einem Durchmesser von bis zu 5 Millimetern. Entwarf, Hitze von der Arbeitsflüssigkeit in die Umwelt abzuleiten. Der Kondensator befindet sich an der hinteren Außenfläche des Geräts.

Verdampfer

Stellt ein dünnes Röhrensystem dar. Entwickelt für die Verdampfung des Arbeitsmediums und die Kühlung des umgebenden Raums. Befindet sich innerhalb oder außerhalb des Gefrierschranks.

Kompressorgerät

Kapillarrohr

Entwickelt, um den Gasdruck zu reduzieren. Es hat einen Durchmesser von 1,5 bis 3 Millimetern. Befindet sich zwischen dem Verdampfer und dem Kondensator.

Filtertrockner

Entwickelt, um das Arbeitsgas von Feuchtigkeit zu reinigen. Es hat das Aussehen eines Kupferrohres mit einem Durchmesser von 10 bis 20 mm. Die Enden der Röhre sind länglich und hermetisch mit der Kapillarröhre und dem Kondensator verlötet.

Achtung! Der Filtertrockner arbeitet nach einem Einwegprinzip. Das Gerät ist nicht für den Rückwärtsbetrieb vorgesehen. Wenn der Filter falsch installiert ist, schlägt die Installation möglicherweise fehl.

In der Röhre befindet sich Zeolith - ein mineralischer Füllstoff mit einer hochporösen Struktur. An beiden Enden der Röhre sind Sperrnetze installiert.

Filtertrockner

An der Seite des Kondensators ist ein Metallgitter mit Maschenweiten bis 2 mm angebracht. An der Seite des Kapillarröhrchens ist ein synthetisches Netz angebracht. Zellgrößen eines solchen Gitters sind Zehntel Millimeter.

Dokipatel

Es ist ein Metallbehälter. Sie wird im Bereich zwischen Verdampfer und Verdichtereintritt installiert. Entwickelt, um Freon zum Kochen zu bringen, gefolgt von Verdampfung.

Dient zum Schutz des Motors vor Flüssigkeit. Das Eindringen von Arbeitsflüssigkeit kann zum Versagen führen.

So funktioniert der Kühlschrank

Das Hauptbetriebsprinzip eines jeden Kühlschranks basiert auf zwei Arbeitsschritten:

1. Die Abfuhr von Wärmeenergie aus dem Gerät in den umgebenden Raum.
2. Kältekonzentration im Gerät.

Für die Auswahl der Wärme wird ein Kältemittel namens Freon verwendet. Es ist eine gasförmige Substanz auf Basis von Ethan, Fluor und Chlor. Freon hat die einzigartige Fähigkeit, von einem gasförmigen Zustand in einen flüssigen Zustand und umgekehrt überzugehen. Der Übergang von einem Zustand in einen anderen findet statt, wenn sich der Druck ändert.

Der Betrieb des Kühlsystems ist wie folgt. Der Kompressor saugt Freon nach innen. Im Inneren des Gerätes arbeitet ein Elektromotor. Der Motor treibt den Kolben an. Wenn sich der Kolben bewegt, wird Gas komprimiert.

Schematische Darstellung des Kühlschranks

Der Gaskompressionsprozess ist in zwei Stufen unterteilt. In der ersten Stufe fährt der Kolben zurück. Beim Verschieben des Kolbens öffnet das Einlassventil. Freon tritt durch ein offenes Loch in die Gaskammer ein.

In der zweiten Stufe bewegt sich der Kolben in die entgegengesetzte Richtung. Während der Rückwärtsbewegung komprimiert der Kolben das Gas. Druckfreonpressen auf der Auslassventilplatte. Der Druck in der Kammer steigt stark an. Mit zunehmendem Druck erwärmt sich das Gas auf eine Temperatur von 100 ° C. Das Auslassventil öffnet und gibt Gas nach außen ab.

Erhitztes Freon aus der Kammer tritt in einen externen Wärmetauscher (Kondensator) ein. Auf dem Weg entlang des Kondensators gibt Freon Wärme nach außen ab. Am Endpunkt des Kondensators sinkt die Gastemperatur auf 55 ° C.

Wussten Sie, dass die ersten Kühlschränke Schwefeldioxid als Kältemittel verwendeten? Solche Geräte waren aufgrund der hohen Wahrscheinlichkeit einer Druckentlastung des Systems sehr gefährlich.

Bei der Wärmeübertragung tritt Gaskondensation auf. Freon aus einem gasförmigen Zustand wird zu einer Flüssigkeit.

Aus dem Kondensator gelangt das flüssige Freon in den Filtertrockner. Hierbei wird Feuchtigkeit von einem speziellen Sorptionsmittel aufgenommen. Aus dem Filter tritt gasförmiges Freon in das Kapillarrohr ein.

Das Kapillarrohr spielt die Rolle eines Stopfens (Hindernisses). Am Einlass zum Rohr nimmt der Gasdruck ab. Das Kältemittel wird flüssig. Freon tritt aus dem Kapillarrohr in den Verdampfer ein. Wenn der Druck abfällt, verdampft Freon. Mit dem Druck sinkt auch die Gastemperatur. Zum Zeitpunkt des Eintritts in den Verdampfer beträgt die Temperatur von Freon - 23 ° C.

Freon passiert einen Wärmetauscher im Kühlschrank. Gekühltes Gas entzieht den Verdampferrohren Wärme. Wenn Wärme freigesetzt wird, wird der Innenraum des Kühlschranks gekühlt.

Nach dem Verdampfer wird Freon in den Kompressor gesaugt. Der geschlossene Kreislauf wird wiederholt.

Die wichtigsten Arten von Kühlsystemen

Nach dem Wirkprinzip werden folgende Arten von Kühlschränken unterschieden:

• Kompression;
• Adsorption;
• thermoelektrisch;
• Dampfstrahler.

In Kompressionsaggregaten erfolgt die Bewegung des Kältemittels durch Druckänderung im System. Die Druckregelung des Arbeitsmediums erfolgt durch den Kompressor. Kompressorkühlsysteme sind die gebräuchlichste Art von Kühlgeräten.

In Absorptionsanlagen ist die Bewegung des Kältemittels auf seine Erwärmung durch das Heizsystem zurückzuführen. Ammoniak wird als Arbeitsgemisch eingesetzt. Der Nachteil des Systems ist die hohe Gefahr und Komplexität der Wartung. Diese Art von Haushaltsgeräten ist veraltet und wurde heute eingestellt.

Wussten Sie, dass der erste Kühlschrank bereits 1911 von der amerikanischen Firma General Electric auf den Markt gebracht wurde? Das Gerät wurde aus Holz gefertigt. Schwefeldioxid wurde als Kältemittel verwendet.

Das Hauptbetriebsprinzip thermoelektrischer Kühlschränke beruht auf der Absorption von Wärme während der Wechselwirkung zweier Leiter während des Durchgangs von elektrischem Strom durch diese. Dieses Prinzip ist als Peltier-Effekt bekannt. Der Vorteil des Gerätes ist die hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit. Der Nachteil sind die hohen Kosten von Halbleitersystemen.

Dampfstrahlanlagen verwenden Wasser. Die Rolle des Antriebssystems übernimmt der Ejektor. Das Arbeitsfluid tritt in den Verdampfer ein. Hierbei kommt es zum Sieden der Flüssigkeit unter Bildung von Wasserdampf. Während der Wärmeerzeugung fällt die Wassertemperatur stark ab.

Gekühltes Wasser wird zum Kühlen von Lebensmitteln verwendet. Wasserdampf wird vom Ejektor in den Kondensator abgegeben. Im Kondensator wird der Wasserdampf abgekühlt, in Kondensat umgewandelt und erneut dem Verdampfer zugeführt. Der Vorteil solcher Installationen ist ihre Einfachheit des Gerätes, Sicherheit, Umweltfreundlichkeit. Der Nachteil des Dampfausstoßsystems ist der erhebliche Verbrauch von Wasser und Strom für dessen Beheizung.

Das Funktionsprinzip von Absorptionskühlschränken

Der Betrieb von Absorptionsvorrichtungen basiert auf der Zirkulation und Verdampfung von flüssigem Kältemittel. Ammoniak wird als Kältemittel verwendet. Die Rolle des Absorptionsmittels (Absorbers) übernimmt eine wässrige Ammoniaklösung.

Das Funktionsschema der Absorptionsvorrichtung

Wasserstoff und Natriumchromat werden dem Kühlsystem der Vorrichtung zugesetzt. Wasserstoff regelt den Druck des Systems. Natriumchromat schützt die Innenwände der Rohre vor Korrosion.

Wussten Sie, dass alte sowjetische Kühlschränke R12-Freon auf Chlorbasis als Kühlmischung verwenden? Der Hauptnachteil ist die zerstörerische Wirkung auf die Ozonschicht der Erde.

Beim Anschluss an die Stromversorgung im Generator-Kessel wird das Arbeitsmedium erwärmt. Das Arbeitsgemisch ist eine wässrige Ammoniaklösung. Die Ammoniaklösung befindet sich in einem speziellen Tank.

Erwärmung des Kältemittels führt zur Verdampfung von Ammoniak. Ammoniakdampf tritt in den Kondensator ein. Hier kondensiert Ammoniak und wird zu einer Flüssigkeit.

Verflüssigtes Ammoniak tritt in den Verdampfer ein. Von hier aus mischt sich flüssiges Ammoniak mit Wasserstoff. Der Druckunterschied der beiden Substanzen führt zur Verdampfung von Ammoniak. Während des Verdampfungsprozesses wird Ammoniak erhitzt und auf -4 ° C abgekühlt. Der Verdampfer kühlt zusammen mit Ammoniak ab.

Ein gekühlter Verdampfer nimmt die Wärme der Umgebung auf. Nach dem Eindampfen gelangt Ammoniak in den Adsorber. Im Adsorber befindet sich sauberes Wasser. Hier wird Ammoniak mit Wasser gemischt. Ammoniaklösung tritt in den Tank ein. Die Ammoniaklösung aus dem Tank gelangt in den Kesselgenerator und der geschlossene Kreislauf wird wiederholt.

Als Ersatz für Ammoniak können wässrige Lösungen von Aceton, Lithiumbromid und Acetylen verwendet werden.

Der Vorteil von Absorptionsgeräten ist der geräuschlose Betrieb der Geräte.

Das Funktionsprinzip des selbstgefrierenden Kühlschranks

Der Abtauvorgang in Anlagen mit einem selbstgefrierenden System erfolgt automatisch.

Es gibt zwei Arten von Gefriersystemen:

1. Tropf.
2. Windig (kein Frost).

Bei Geräten mit Tropfsystem befindet sich der Verdampfer auf der Rückseite des Geräts. Während des Betriebs bildet sich an der Rückwand Frost. Beim Auftauen fließt Frost durch spezielle Rinnen zum Boden des Geräts. Der auf hohe Temperatur erhitzte Kompressor verdampft die Flüssigkeit.

Bei Installationen mit Windsystem wird die kalte Luft aus dem Verdampfer an der Rückwand von einem speziellen Ventilator im Gehäuse geblasen. Während des Auftauvorgangs fließt Frost durch die Rillen in ein spezielles Loch.

Industriekühlschränke

Industriegeräte unterscheiden sich von Haushaltsgeräten in der Kapazität der Anlage und der Größe der Kühlkammern. Die Motorleistung der Anlage erreicht mehrere zehn Kilowatt. Die Betriebstemperatur der Gefriergeräte liegt im Bereich von + 5 bis - 50 ° C.

Wussten Sie, dass der größte Industriekühlschrank 24 km2 Fläche einnimmt? Dieser Riese befindet sich in Genf (Schweiz) und dient zu wissenschaftlichen Zwecken im Hadron Collider.

Industrieanlagen sind zum Kühlen und Tiefkühlen einer Vielzahl von Produkten ausgelegt. Das Volumen der Gefriergeräte liegt zwischen 5 und 5000 Tonnen. Einsatz in Beschaffungs- und Verarbeitungsbetrieben.

Das Funktionsprinzip des Wechselrichterkühlschranks

Umrichterkompressoren sind für die Akkumulation und Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom mit einer Spannung von 220 V ausgelegt. Das Funktionsprinzip basiert auf der Fähigkeit, die Drehzahl der Motorwelle stufenlos zu regeln.

Wechselrichtermotor Gerät

Beim Einschalten erreicht der Wechselrichter schnell die erforderliche Geschwindigkeit, um die erforderliche Temperatur im Inneren des Gehäuses zu erzeugen. Wenn die eingestellten Parameter erreicht sind, geht das Gerät in den Standby-Modus. Sobald die Temperatur im Inneren des Gehäuses ansteigt, wird der Temperatursensor aktiviert und die Motordrehzahl erhöht.

Kühlschrankthermostat

Der Temperaturregler ist so ausgelegt, dass eine vorgegebene Temperatur im Inneren des Systems aufrechterhalten wird. Das Gerät ist an einem Ende des Kapillarrohrs hermetisch verlötet. Am anderen Ende ist das Kapillarrohr mit dem Verdampfer verbunden.

Das Hauptelement des Temperiergeräts eines jeden Kühlschranks ist ein Thermorelais. Der Aufbau des Thermorelais besteht aus einem Faltenbalg und einem Krafthebel.

Thermostatgerät

Ein Faltenbalg ist eine Wellfeder mit Freon in den Ringen. Abhängig von der Temperatur des Freons wird die Feder zusammengedrückt oder gedehnt. Wenn die Kältemitteltemperatur sinkt, zieht sich die Feder zusammen.

Wussten Sie, dass moderne Haushaltskühlschränke R600a-Freon auf Isobutanbasis verwenden? Dieses Kältemittel zerstört nicht die Ozonschicht des Planeten und verursacht keinen Treibhauseffekt.

Unter dem Einfluss der Kompression schließt der Hebel die Kontakte und verbindet den Kompressor mit der Arbeit. Mit zunehmender Temperatur dehnt sich die Feder aus. Der Krafthebel öffnet den Stromkreis und der Motor schaltet ab.

Ein Kühlschrank ohne Strom - ist das wahr oder fiktiv?

Der in Nigeria lebende Mohammed Ba Abba erhielt 2003 ein Patent für einen Kühlschrank ohne Strom. Das Gerät ist ein Tontopf in verschiedenen Größen. Die Gefäße werden nach dem Prinzip der russischen „Nesting Dolls“ ineinander gefaltet.

Kühlschrank ohne Strom

Der Raum zwischen den Töpfen ist mit nassem Sand gefüllt. Als Bezug wird ein feuchtes Tuch verwendet. Unter dem Einfluss von heißer Luft verdunstet die Feuchtigkeit aus dem Sand. Verdunstung von Wasser führt zu einer Abnahme der Temperatur in den Gefäßen. So können Sie Lebensmittel lange Zeit ohne Strom in einem heißen Klima lagern.

Wenn Sie das Gerät und das Funktionsprinzip des Kühlschranks kennen, können Sie eine einfache Reparatur des Geräts mit Ihren eigenen Händen durchführen. Wenn das System richtig konfiguriert ist, funktioniert das Gerät viele Jahre lang. Bei komplexeren Störungen sollten Sie sich an die Spezialisten der Service-Center wenden.