Lo schema e il principio di funzionamento di diversi frigoriferi

Il comfort domestico di una persona moderna non può essere immaginato senza un frigorifero. È destinato allo stoccaggio a lungo termine di prodotti. Secondo gli scienziati, ogni membro della famiglia apre la porta fino a 40 volte al giorno. Guardiamo dentro senza nemmeno pensare a come funziona il nostro frigorifero.

Nel nostro articolo considereremo in dettaglio il dispositivo e il principio di funzionamento di vari frigoriferi.

Come sta il frigorifero

Ogni frigorifero moderno è composto dalle seguenti unità principali:

1. Il motore.
2. Condensatore.
3. Evaporatore.
4. Tubo capillare.
5. Filtro di scarico.
6. Dokipatel.

Lo schema del frigorifero

Motore elettrico

Il motore è l'unità principale dell'elettrodomestico. Progettato per la circolazione di refrigerante (freon) attraverso i tubi.

Il motore è composto da due unità:

• motore elettrico;
• compressore.

Un motore elettrico converte la corrente elettrica in energia meccanica. L'unità è composta da due parti: il rotore e lo statore.

L'alloggiamento dello statore è costituito da più bobine di rame. Il rotore ha l'aspetto di un albero in acciaio. Il rotore è collegato al sistema a pistoni del motore.

Quando il motore è collegato all'alimentazione, nelle bobine si verifica l'induzione elettromagnetica. Causa coppia. La forza centrifuga guida il rotore nel movimento rotatorio.

Sapevi che il frigorifero rappresenta il 10% di tutta l'elettricità consumata. La porta aperta dell'apparecchio aumenta il consumo di elettricità più volte.

Quando il rotore del motore ruota, il pistone si muove in modo lineare. La parete anteriore del pistone comprime e scarica il fluido di lavoro in uno stato di lavoro.

Posizione del motore del frigorifero

Nelle moderne installazioni di raffreddamento, il motore elettrico si trova all'interno del compressore. Questa disposizione blocca il percorso del gas per perdite spontanee.

Per ridurre le vibrazioni, il motore è montato su una sospensione metallica elastica. La molla può trovarsi all'esterno o all'interno del dispositivo. Nelle unità moderne, la molla si trova all'interno dell'alloggiamento del motore. Ciò consente di smorzare efficacemente le vibrazioni durante il funzionamento dell'apparato.

condensatore

È una tubazione a serpentina con un diametro fino a 5 millimetri. Progettato per rimuovere il calore dal fluido di lavoro nell'ambiente. Il condensatore si trova sulla superficie esterna posteriore del dispositivo.

evaporatore

Rappresenta un sistema di tubi sottili. Progettato per l'evaporazione del fluido di lavoro e il raffreddamento dello spazio circostante. Situato all'interno o all'esterno del congelatore.

Compressore

Tubo capillare

Progettato per ridurre la pressione del gas. Ha un diametro da 1,5 a 3 millimetri. Situato tra l'evaporatore e il condensatore.

Filtro disidratatore

Progettato per pulire il gas di lavoro dall'umidità. Ha l'aspetto di un tubo di rame con un diametro da 10 a 20 mm. Le estremità del tubo sono allungate e saldate ermeticamente al tubo capillare e al condensatore.

Attenzione! Il filtro disidratatore ha un principio di funzionamento a senso unico. Il dispositivo non è destinato al funzionamento inverso. Se il filtro non è installato correttamente, l'installazione potrebbe non riuscire.

All'interno del tubo è presente la zeolite, un riempitivo minerale con una struttura altamente porosa. Le reti di barriera sono installate su entrambe le estremità del tubo.

Filtro disidratatore

Una rete metallica con maglie fino a 2 mm è installata sul lato del condensatore. Una rete sintetica è installata sul lato del tubo capillare. Le dimensioni delle celle di tale griglia sono decimi di millimetro.

Dokipatel

È un contenitore di metallo. È installato nell'area tra l'evaporatore e l'ingresso del compressore. Progettato per portare ad ebollizione Freon, seguito da evaporazione.

Serve per proteggere il motore dai liquidi. L'ingresso del fluido di lavoro può causare guasti.

Come funziona il frigorifero

Il principio principale di funzionamento di qualsiasi frigorifero si basa su due operazioni di lavoro:

1. La rimozione di energia termica dal dispositivo nello spazio circostante.
2. Concentrazione di freddo all'interno del dispositivo.

Per la selezione del calore, viene utilizzato un refrigerante chiamato freon. È una sostanza gassosa a base di etano, fluoro e cloro. Freon ha la capacità unica di passare da uno stato gassoso a uno liquido e viceversa. La transizione da uno stato all'altro si verifica quando la pressione cambia.

Il funzionamento del sistema di raffreddamento è il seguente. Il compressore aspira il freon verso l'interno. Un motore elettrico funziona all'interno del dispositivo. Il motore aziona il pistone. Quando il pistone si muove, il gas viene compresso.

Schema schematico del frigorifero

Il processo di compressione del gas è diviso in due fasi. Nella prima fase, il pistone si sposta indietro. Quando il pistone viene spostato, la valvola di ingresso si apre. Attraverso un foro aperto, il freon entra nella camera a gas.

Nella seconda fase, il pistone si sposta nella direzione opposta. Durante il movimento inverso, il pistone comprime il gas. Presse freon compresse sulla piastra della valvola di uscita. La pressione nella camera aumenta bruscamente. Con l'aumentare della pressione, il gas viene riscaldato a una temperatura di 100 ° C. La valvola di scarico si apre e rilascia gas all'esterno.

Il freon riscaldato dalla camera entra in uno scambiatore di calore esterno (condensatore). Sulla strada lungo il condensatore, il freon emana calore all'esterno. Nel punto finale del condensatore, la temperatura del gas scende a 55 ° C.

Sapevi che i primi frigoriferi hanno usato l'anidride solforosa come refrigerante? Tali dispositivi erano molto pericolosi a causa dell'alta probabilità di depressurizzazione del sistema.

Nel processo di trasferimento di calore, si verifica la condensazione del gas. Il freon da uno stato gassoso si trasforma in un liquido.

Dal condensatore, il liquido libero entra nell'essiccatore del filtro. Qui, l'umidità viene assorbita da un assorbente speciale. Dal filtro, il freon gassoso entra nel tubo capillare.

Il tubo capillare svolge il ruolo di una specie di spina (ostacolo). All'ingresso del tubo, la pressione del gas diminuisce. Il refrigerante si trasforma in liquido. Dal tubo capillare, il freon entra nell'evaporatore. Quando la pressione cala, Freon evapora. Insieme alla pressione, anche la temperatura del gas diminuisce. Al momento dell'ingresso nell'evaporatore, la temperatura del freon è di - 23 ° C.

Freon passa attraverso uno scambiatore di calore all'interno del frigorifero. Il gas raffreddato rimuove il calore dall'interno dei tubi dell'evaporatore. Quando viene rilasciato calore, lo spazio interno del frigorifero viene raffreddato.

Dopo l'evaporatore, il freon viene aspirato nel compressore. Il ciclo chiuso viene ripetuto.

I principali tipi di sistemi di raffreddamento

Secondo il principio di azione, si distinguono i seguenti tipi di frigoriferi:

• compressione;
• adsorbimento;
• termoelettrico;
• espulsore di vapore.

Nelle unità di compressione, il movimento del refrigerante viene effettuato modificando la pressione nel sistema. Il controllo della pressione del fluido di lavoro viene eseguito dal compressore. I sistemi di raffreddamento del compressore sono il tipo più comune di dispositivo di raffreddamento.

Negli impianti di assorbimento, il movimento del refrigerante è dovuto al suo riscaldamento dal sistema di riscaldamento. L'ammoniaca viene utilizzata come miscela di lavoro. Lo svantaggio del sistema è l'alto pericolo e la complessità della manutenzione. Questo tipo di elettrodomestico è obsoleto ed è stato interrotto oggi.

Sapevi che il primo frigorifero fu lanciato dalla società americana General Electric nel 1911. Il dispositivo era fatto di legno. L'anidride solforosa è stata utilizzata come refrigerante.

Il principio di azione principale dei frigoriferi termoelettrici si basa sull'assorbimento del calore durante l'interazione di due conduttori durante il passaggio di corrente elettrica attraverso di essi. Questo principio è noto come effetto Peltier. Il vantaggio del dispositivo è l'elevata affidabilità e durata. Lo svantaggio è l'alto costo dei sistemi a semiconduttore.

Gli impianti di espulsione del vapore utilizzano acqua. Il ruolo del sistema di propulsione è svolto dall'eiettore. Il fluido di lavoro entra nell'evaporatore. Qui, l'ebollizione del liquido si verifica con la formazione di vapore acqueo. Durante la generazione di calore, la temperatura dell'acqua scende bruscamente.

L'acqua refrigerata viene utilizzata per raffreddare i cibi. Il vapore acqueo viene scaricato dall'eiettore al condensatore. Nel condensatore, il vapore acqueo viene raffreddato, convertito in condensa e nuovamente alimentato nell'evaporatore. Il vantaggio di tali installazioni è la loro semplicità del dispositivo, sicurezza, rispetto dell'ambiente. Lo svantaggio del sistema di espulsione del vapore è il notevole consumo di acqua ed elettricità per il suo riscaldamento.

Il principio di funzionamento dei frigoriferi ad assorbimento

Il funzionamento dei dispositivi di assorbimento si basa sulla circolazione e l'evaporazione del refrigerante liquido. L'ammoniaca viene utilizzata come refrigerante. Il ruolo dell'assorbente (assorbitore) è svolto da una soluzione di ammoniaca a base d'acqua.

Lo schema di funzionamento del dispositivo di assorbimento

Idrogeno e cromato di sodio vengono aggiunti al sistema di raffreddamento dell'apparato. L'idrogeno è progettato per controllare la pressione del sistema. Il cromato di sodio protegge le pareti interne dei tubi dalla corrosione.

Sapevi che i vecchi frigoriferi sovietici usano il freon R12 a base di cloro come miscela di raffreddamento. Lo svantaggio principale è il suo effetto distruttivo sullo strato di ozono della Terra.

Quando è collegato all'alimentazione nel generatore-caldaia, il fluido di lavoro viene riscaldato. La miscela di lavoro è una soluzione acquosa di ammoniaca. La soluzione di ammoniaca si trova in un serbatoio speciale.

Il riscaldamento del refrigerante porta all'evaporazione dell'ammoniaca. Il vapore di ammoniaca entra nel condensatore. Qui, l'ammoniaca si condensa e si trasforma in un liquido.

L'ammoniaca liquefatta entra nell'evaporatore. Da qui, l'ammoniaca liquida si mescola con l'idrogeno. La differenza di pressione delle due sostanze porta all'evaporazione dell'ammoniaca. Il processo di evaporazione è accompagnato da calore e raffreddamento dell'ammoniaca a -4 ° C. Insieme all'ammoniaca, l'evaporatore si raffredda.

Un evaporatore freddo prende il calore dell'area circostante. Dopo l'evaporazione, l'ammoniaca entra nell'adsorbitore. C'è acqua pulita nell'adsorbitore. Qui l'ammoniaca è mescolata con acqua. La soluzione di ammoniaca entra nel serbatoio. La soluzione di ammoniaca dal serbatoio entra nel generatore di caldaia e il ciclo chiuso viene ripetuto.

Come sostituto dell'ammoniaca, possono essere utilizzate soluzioni acquose di acetone, bromuro di litio, acetilene.

Il vantaggio dei dispositivi di assorbimento è il funzionamento silenzioso delle unità.

Il principio di funzionamento del frigorifero auto-congelante

Il processo di sbrinamento in installazioni con un sistema di congelamento automatico si verifica automaticamente.

Esistono due tipi di sistemi di congelamento automatico:

1. Drip.
2. Ventoso (nessun gelo).

Nei dispositivi con sistema di gocciolamento, l'evaporatore si trova sul retro del dispositivo. Durante il funzionamento, si forma del gelo sulla parete posteriore. Durante lo scongelamento, il gelo scorre attraverso speciali grondaie sul fondo dell'apparecchio. Riscaldato a compressore ad alta temperatura evapora il liquido.

Nelle installazioni con sistema eolico, l'aria fredda dall'evaporatore sulla parete posteriore viene soffiata da un ventilatore speciale all'interno dell'alloggiamento. Durante il ciclo di scongelamento, il gelo scorre lungo le scanalature in un foro speciale.

Frigoriferi industriali

Gli apparecchi industriali si differenziano dagli elettrodomestici per capacità dell'impianto e dimensioni delle camere di raffreddamento. La potenza del motore dell'attrezzatura raggiunge diverse decine di chilowatt. La temperatura di funzionamento dei congelatori è nell'intervallo da + 5 a - 50 ° C.

Sapevi che il più grande frigorifero industriale occupa 24 km2 di superficie. Questo gigante si trova a Ginevra (Svizzera) e serve a scopi scientifici nel collettore di adroni.

Gli impianti industriali sono progettati per il raffreddamento e il congelamento di un gran numero di prodotti. Il volume dei congelatori va da 5 a 5000 tonnellate. Utilizzato nelle imprese di approvvigionamento e di trasformazione.

Il principio di funzionamento del frigorifero inverter

I compressori inverter sono progettati per l'accumulo e la conversione di corrente continua in corrente alternata con una tensione di 220 V. Il principio di funzionamento si basa sulla capacità di controllare uniformemente la velocità dell'albero motore.

Dispositivo motore inverter

Quando acceso, l'inverter guadagna rapidamente la velocità richiesta per creare la temperatura richiesta all'interno del case. Quando vengono raggiunti i parametri impostati, il dispositivo passa in modalità standby. Non appena la temperatura all'interno dell'alloggiamento aumenta, il sensore di temperatura si attiva e la velocità del motore aumenta.

Dispositivo termostato per frigorifero

Il termoregolatore è progettato per mantenere una temperatura predeterminata all'interno del sistema. Il dispositivo è saldato ermeticamente da un'estremità del tubo capillare. All'altra estremità, il tubo capillare è collegato all'evaporatore.

L'elemento principale del dispositivo di controllo della temperatura di qualsiasi frigorifero è un relè termico. Il design del relè termico è costituito da un soffietto e una leva di potenza.

Dispositivo termostato

Un soffietto è una molla ondulata con freon nei suoi anelli. A seconda della temperatura del freon, la molla viene compressa o allungata. Quando la temperatura del refrigerante diminuisce, la molla si contrae.

Sapevi che i moderni frigoriferi domestici usano il freon R600a a base di isobutano. Questo refrigerante non distrugge lo strato di ozono del pianeta e non provoca un effetto serra.

Sotto l'influenza della compressione, la leva chiude i contatti e collega il compressore al lavoro. Con l'aumentare della temperatura, la primavera si allunga. La leva di alimentazione apre il circuito e il motore si spegne.

Un frigorifero senza elettricità: è vero o è finzione?

Mohammed Ba Abba, residente in Nigeria, ha ricevuto un brevetto per un frigorifero senza elettricità nel 2003. Il dispositivo è un vaso di terracotta di diverse dimensioni. Le navi sono ripiegate l'una nell'altra secondo il principio delle "bambole nidificanti" russe.

Frigorifero senza elettricità

Lo spazio tra le pentole è pieno di sabbia bagnata. Come copertura, viene utilizzato un panno umido. Sotto l'influenza dell'aria calda, l'umidità della sabbia evapora. L'evaporazione dell'acqua porta a una diminuzione della temperatura all'interno dei vasi. Ciò consente di conservare gli alimenti in un clima caldo per lungo tempo senza l'uso di elettricità.

Conoscere il dispositivo e il principio di funzionamento del frigorifero ti consentirà di eseguire una semplice riparazione del dispositivo con le tue mani. Se il sistema è configurato correttamente, il dispositivo funzionerà per molti anni. Per malfunzionamenti più complessi, è necessario contattare gli specialisti dei centri di assistenza.