Het schema en werkingsprincipe van verschillende koelkasten

Home comfort van een modern persoon kan niet worden gedacht zonder een koelkast. Het is bedoeld voor langdurige opslag van producten. Volgens wetenschappers opent elk gezinslid de deur tot 40 keer per dag. We kijken naar binnen zonder er zelfs maar aan te denken hoe onze koelkast werkt.

In ons artikel zullen we in detail het apparaat en het werkingsprincipe van verschillende koelkasten bekijken.

Hoe is het met de koelkast

Elke moderne koelkast bestaat uit de volgende hoofdunits:

1. De motor.
2. Condensor.
3. Verdamper.
4. Capillaire buis.
5. Filter aftappen.
6. Dokipatel.

Het schema van de koelkast

Elektrische motor

De motor is de hoofdeenheid van het huishoudelijke apparaat. Ontworpen voor de circulatie van koelvloeistof (freon) door de buizen.

De motor bestaat uit twee eenheden:

• elektrische motor;
• compressor.

Een elektromotor zet elektrische stroom om in mechanische energie. De eenheid bestaat uit twee delen - de rotor en de stator.

Het statorhuis bestaat uit meerdere koperen spoelen. De rotor heeft het uiterlijk van een stalen as. De rotor is verbonden met het zuigersysteem van de motor.

Wanneer de motor is aangesloten op de voeding, vindt elektromagnetische inductie plaats in de spoelen. Het veroorzaakt koppel. Centrifugale kracht drijft de rotor in rotatiebeweging.

Wist je dat de koelkast goed is voor 10% van alle verbruikte elektriciteit. De open deur van het apparaat verhoogt meerdere keren het elektriciteitsverbruik.

Wanneer de rotor van de motor draait, beweegt de zuiger lineair. De voorwand van de zuiger comprimeert en voert de werkvloeistof af naar een werkende toestand.

Positie koelkastmotor

In moderne koelinstallaties bevindt de elektromotor zich in de compressor. Deze opstelling blokkeert het gaspad voor spontane lekkage.

Om trillingen te verminderen, is de motor op een verende metalen ophanging gemonteerd. De veer kan zich buiten of binnen het apparaat bevinden. In moderne eenheden bevindt de veer zich in het motorhuis. Hiermee kunt u trillingen tijdens het gebruik van het apparaat effectief dempen.

condensator

Het is een slangachtige pijpleiding met een diameter tot 5 millimeter. Ontworpen om warmte uit de werkvloeistof in de omgeving te verwijderen. De condensator bevindt zich aan de buitenzijde van het apparaat.

verdamper

Vertegenwoordigt een dun buizensysteem. Ontworpen voor verdamping van de werkvloeistof en koeling van de omliggende ruimte. Bevindt zich binnen of buiten de vriezer.

Compressor apparaat

Capillaire buis

Ontworpen om de gasdruk te verminderen. Het heeft een diameter van 1,5 tot 3 millimeter. Bevindt zich tussen de verdamper en de condensor.

Filterdroger

Ontworpen om het werkgas te reinigen van vocht. Het ziet eruit als een koperen buis met een diameter van 10 tot 20 mm. De uiteinden van de buis zijn langwerpig en hermetisch gesoldeerd aan de capillaire buis en condensator.

Waarschuwing! De filterdroger heeft een eenrichtingsprincipe. Het apparaat is niet bedoeld voor omgekeerde bediening. Als het filter niet correct is geïnstalleerd, kan de installatie mislukken.

In de buis zit zeoliet - een minerale vulstof met een zeer poreuze structuur. Barrièrenetten worden aan beide uiteinden van de buis geïnstalleerd.

Filterdroger

Een metalen gaas met maaswijdten tot 2 mm is aan de zijkant van de condensator geïnstalleerd. Een synthetisch gaas is geïnstalleerd aan de zijkant van de capillaire buis. Celafmetingen van zo'n rooster zijn tienden van een millimeter.

Dokipatel

Het is een metalen container. Het wordt geïnstalleerd in het gebied tussen de verdamper en de compressorinlaat. Ontworpen om Freon aan de kook te brengen, gevolgd door verdamping.

Dient om de motor tegen vloeistof te beschermen. Het binnendringen van werkvloeistof kan tot storingen leiden.

Hoe de koelkast werkt

Het belangrijkste werkingsprincipe van elke koelkast is gebaseerd op twee werkhandelingen:

1. Het verwijderen van thermische energie van het apparaat naar de omliggende ruimte.
2. Concentratie van koude in het apparaat.

Voor de selectie van warmte wordt een koelmiddel genaamd freon gebruikt. Het is een gasvormige stof op basis van ethaan, fluor en chloor. Freon heeft het unieke vermogen om van een gasvormige toestand naar een vloeibare toestand over te gaan en vice versa. De overgang van de ene toestand naar de andere vindt plaats wanneer de druk verandert.

De werking van het koelsysteem is als volgt. De compressor zuigt freon naar binnen. Een elektrische motor werkt in het apparaat. De motor drijft de zuiger aan. Wanneer de zuiger beweegt, wordt gas samengedrukt.

Schematische weergave van de koelkast

Het gascompressieproces is verdeeld in twee fasen. In de eerste fase gaat de zuiger achteruit. Wanneer de zuiger wordt verplaatst, opent de inlaatklep. Via een open gat komt freon de gaskamer binnen.

In de tweede fase beweegt de zuiger in de tegenovergestelde richting. Tijdens omgekeerde beweging drukt de zuiger het gas samen. Gecomprimeerde freon drukt op de uitlaatklepplaat. De druk in de kamer stijgt sterk. Naarmate de druk toeneemt, wordt het gas verwarmd tot een temperatuur van 100 ° C. De uitlaatklep opent en laat gas naar buiten vrij.

Verwarmde freon uit de kamer komt een externe warmtewisselaar (condensor) binnen. Onderweg langs de condensor geeft freon warmte af naar buiten. Op het eindpunt van de condensor daalt de gastemperatuur tot 55 ° C.

Wist je dat de allereerste koelkasten zwaveldioxide als koelmiddel gebruikten? Dergelijke apparaten waren erg gevaarlijk vanwege de grote kans op drukverlaging van het systeem.

Tijdens het warmteoverdracht vindt gascondensatie plaats. Freon uit een gasvormige toestand verandert in een vloeistof.

Vanuit de condensor komt de vloeibare freon de filterdroger binnen. Hier wordt vocht opgenomen door een speciaal sorptiemiddel. Uit het filter komt gasvormige freon het capillaire buisje binnen.

De capillaire buis speelt de rol van een soort plug (obstakel). Bij de inlaat van de buis neemt de gasdruk af. Het koelmiddel verandert in vloeistof. Vanuit de capillaire buis komt freon de verdamper binnen. Wanneer de druk daalt, verdampt Freon. Samen met de druk daalt ook de gastemperatuur. Op het moment van binnenkomst in de verdamper is de temperatuur van freon - 23 ° C.

Freon passeert een warmtewisselaar in de koelkast. Gekoeld gas verwijdert warmte van de binnenkant van de verdamperbuizen. Wanneer warmte vrijkomt, wordt de interne ruimte van de koelkast gekoeld.

Na de verdamper wordt freon in de compressor gezogen. De gesloten cyclus wordt herhaald.

De belangrijkste soorten koelsystemen

Volgens het werkingsprincipe worden de volgende soorten koelkasten onderscheiden:

• compressie;
• adsorptie;
• thermo;
• stoom ejector.

In compressie-eenheden wordt de beweging van het koelmiddel uitgevoerd door de druk in het systeem te veranderen. De drukregeling van de werkvloeistof wordt uitgevoerd door de compressor. Compressorkoelsystemen zijn het meest voorkomende type koelapparaat.

In absorptie-installaties is de beweging van het koelmiddel te wijten aan zijn verwarming door het verwarmingssysteem. Ammoniak wordt gebruikt als een werkmengsel. Het nadeel van het systeem is het grote gevaar en de complexiteit van onderhoud. Dit type huishoudelijke apparaten is verouderd en is vandaag niet meer leverbaar.

Wist je dat de allereerste koelkast werd gelanceerd door het Amerikaanse bedrijf General Electric in 1911. Het apparaat was gemaakt van hout. Zwaveldioxide werd als koelmiddel gebruikt.

Het belangrijkste werkingsprincipe van thermo-elektrische koelkasten is gebaseerd op de absorptie van warmte tijdens de interactie van twee geleiders tijdens de doorgang van elektrische stroom erdoorheen. Dit principe staat bekend als het Peltier-effect. Het voordeel van het apparaat is een hoge betrouwbaarheid en duurzaamheid. Het nadeel is de hoge kosten van halfgeleidersystemen.

Stoomuitwerpinstallaties gebruiken water. De rol van het aandrijfsysteem wordt uitgevoerd door de ejector. De werkvloeistof komt de verdamper binnen. Hier vindt het koken van de vloeistof plaats met de vorming van waterdamp. Tijdens de warmteontwikkeling daalt de watertemperatuur sterk.

Gekoeld water wordt gebruikt om voedsel te koelen. Waterdamp wordt door de ejector naar de condensor afgevoerd. In de condensor wordt de waterdamp afgekoeld, omgezet in condensaat en opnieuw aan de verdamper toegevoerd. Het voordeel van dergelijke installaties is hun eenvoud van het apparaat, veiligheid, milieuvriendelijkheid. Het nadeel van het stoomuitwerpsysteem is het aanzienlijke verbruik van water en elektriciteit voor de verwarming ervan.

Het werkingsprincipe van absorptiekoelkasten

De werking van absorptietoestellen is gebaseerd op de circulatie en verdamping van vloeibaar koelmiddel. Ammoniak wordt gebruikt als koelmiddel. De rol van het absorptiemiddel (absorber) wordt uitgevoerd door een ammoniakoplossing op waterbasis.

Het werkingsschema van het absorptie-apparaat

Waterstof en natriumchromaat worden aan het koelsysteem van het apparaat toegevoegd. Waterstof is ontworpen om de druk van het systeem te regelen. Natriumchromaat beschermt de binnenwanden van de buizen tegen corrosie.

Wist je dat oude Sovjet-koelkasten R12-freon op chloorbasis gebruiken als koelmengsel. Het belangrijkste nadeel is het destructieve effect ervan op de ozonlaag van de aarde.

Bij aansluiting op de voeding in de generator-boiler wordt de werkvloeistof verwarmd. Het werkmengsel is een waterige oplossing van ammoniak. De ammoniakoplossing bevindt zich in een speciale tank.

Het verwarmen van het koelmiddel leidt tot de verdamping van ammoniak. Ammoniakdamp komt de condensor binnen. Hier condenseert ammoniak en verandert in een vloeistof.

Vloeibare ammoniak komt de verdamper binnen. Vanaf hier vermengt vloeibare ammoniak zich met waterstof. Het drukverschil van de twee stoffen leidt tot de verdamping van ammoniak. Het verdampingsproces gaat gepaard met warmte en koeling van ammoniak tot -4 ° C. Samen met ammoniak koelt de verdamper.

Een gekoelde verdamper neemt de warmte van de omgeving op. Na verdamping komt ammoniak de adsorber binnen. Er is schoon water in de adsorber. Hier wordt ammoniak gemengd met water. Ammoniakoplossing komt in de tank. De ammoniakoplossing uit de tank komt de ketelgenerator binnen en de gesloten cyclus wordt herhaald.

Als vervanging voor ammoniak kunnen waterige oplossingen van aceton, lithiumbromide en acetyleen worden gebruikt.

Het voordeel van absorptie-apparaten is de geruisloze werking van de eenheden.

Het werkingsprincipe van de zelfvriezende koelkast

Het ontdooiproces in installaties met een zelfvriessysteem vindt automatisch plaats.

Er zijn twee soorten zelfvriessystemen:

1. Drip.
2. Winderig (geen vorst).

Bij apparaten met een druppelsysteem bevindt de verdamper zich aan de achterkant van het apparaat. Tijdens bedrijf wordt vorst gevormd op de achterwand. Tijdens het ontdooien stroomt er vorst door speciale goten naar de bodem van het apparaat. Verwarmde tot hoge temperatuur compressor verdampt de vloeistof.

In installaties met een windsysteem wordt koude lucht uit de verdamper op de achterwand door een speciale ventilator in de behuizing geblazen. Tijdens de ontdooicyclus stroomt vorst door de groeven in een speciaal gat.

Industriële koelkasten

Industriële apparaten verschillen van huishoudelijke apparaten in de capaciteit van de installatie en de grootte van de koelkamers. Het motorvermogen van de apparatuur bereikt enkele tientallen kilowatt. De bedrijfstemperatuur van de vriezers ligt in het bereik van + 5 tot - 50 ° C.

Wist je dat de grootste industriële koelkast een oppervlakte van 24 km2 beslaat. Deze reus bevindt zich in Genève (Zwitserland) en dient voor wetenschappelijke doeleinden in de hadron-botser.

Industriële fabrieken zijn ontworpen voor het koelen en diepvriezen van een groot aantal producten. Het volume vriezers is van 5 tot 5000 ton. Gebruikt bij inkoop- en verwerkingsbedrijven.

Het werkingsprincipe van de koelkast van de omvormer

Invertercompressoren zijn ontworpen voor de accumulatie en omzetting van gelijkstroom in wisselstroom met een spanning van 220 V. Het werkingsprincipe is gebaseerd op de mogelijkheid om de snelheid van de motoras soepel te regelen.

Inverter motor apparaat

Wanneer ingeschakeld, bereikt de omvormer snel de vereiste snelheid om de vereiste temperatuur in de behuizing te creëren. Wanneer de ingestelde parameters zijn bereikt, gaat het apparaat naar de stand-bymodus. Zodra de temperatuur in de behuizing stijgt, wordt de temperatuursensor geactiveerd en neemt het motortoerental toe.

Thermostaatapparaat koelkast

De temperatuurregelaar is ontworpen om een ​​vooraf bepaalde temperatuur in het systeem te handhaven. Het apparaat is hermetisch gesoldeerd aan een uiteinde van de capillaire buis. Aan het andere uiteinde is de capillaire buis verbonden met de verdamper.

Het belangrijkste element van het temperatuurregelapparaat van elke koelkast is een thermisch relais. Het ontwerp van het thermische relais bestaat uit een balg en een krachthendel.

Thermostaat apparaat

Een balg is een gegolfde veer met freon in zijn ringen. Afhankelijk van de temperatuur van de freon wordt de veer samengedrukt of uitgerekt. Terwijl de temperatuur van het koelmiddel daalt, trekt de veer samen.

Wist je dat moderne huishoudelijke koelkasten op isobutaan gebaseerde R600a freon gebruiken. Dit koelmiddel vernietigt de ozonlaag van de planeet niet en veroorzaakt geen broeikaseffect.

Onder invloed van compressie sluit de hendel de contacten en verbindt de compressor met het werk. Bij toenemende temperatuur rekt de veer uit. De krachthendel opent het circuit en de motor schakelt uit.

Een koelkast zonder elektriciteit - is het waar of fictie?

Mohammed Ba Abba, een inwoner van Nigeria, ontving in 2003 een patent voor een koelkast zonder elektriciteit. Het apparaat is een kleipotten van verschillende grootte. De vaten worden in elkaar gevouwen volgens het principe van de Russische 'nesting dolls'.

Koelkast zonder elektriciteit

De ruimte tussen de potten is gevuld met nat zand. Als dekking wordt een vochtige doek gebruikt. Onder invloed van hete lucht verdampt vocht uit het zand. Verdamping van water leidt tot een verlaging van de temperatuur in de vaten. Hierdoor kunt u voedsel lang in een warm klimaat bewaren zonder elektriciteit te gebruiken.

Als u het apparaat en het werkingsprincipe van de koelkast kent, kunt u het apparaat met uw eigen handen eenvoudig repareren. Als het systeem correct is geconfigureerd, werkt het apparaat vele jaren. Voor complexere storingen moet u contact opnemen met de specialisten van servicecentra.