Устройство холодильника

История создания холодильных приборов.

14 июля 1850 года американский врач Джон Гори впервые продемонстрировал процесс получения искусственного льда в созданном им аппарате.

В 1857 году австралиец Джеймс Харрисон стал применять холодильные камеры, работающие с использованием компрессора, в пивоваренной и мясообрабатывающей промышленности.

Первый бытовой холодильник был создан в 1913 году. Как и промышленные холодильники, он работал с использованием принципа теплового насоса. В первых бытовых холодильниках в качестве охлаждающей жидкости использовались достаточно токсичные вещества.

Первая получившая широкое распространение модель холодильника Monitor-Top была произведена фирмой General Electric в 1927 году.

С 1930 г. в качестве хладагента в бытовых холодильниках применяются фреоны. В 1940-е годы в холодильниках появляются морозильные отделения, также возникают обособленные морозильные шкафы. В 1950-60-е годы на рынок выходят холодильники с функцией размораживания. В СССР первые образцы бытового холодильника производятся в 1937 г. Серийный выпуск начался в 1939 г. (до начала Великой Отечественной войны выпущено несколько тысяч экземпляров). Массовое производство запущено в 1950 г. В США к 1962 году холодильники имело 98,3% семей, в Италии — 20%, а в СССР — 5,3% семей.

Устройство холодильника

Холодильный шкаф состоит из корпуса и расположенной в нем холодильной камеры. Между стенами корпуса и холодильной камерой проложен теплоизоляционный слой, толщиной 50-100 мм. Теплоизоляция препятствует проникновению тепла в холодильную камеру из окружающей среды. В домашних холодильниках в качестве теплоизоляционного материала применяется стеклянная вата, шлаковая вата и мипора. Холодильная камера снабжена съемными решетчатыми полочками, на которых размещаются продукты. Съемные полочки, с целью предохранения их от коррозии, подвергаются оцинкованию, лужению или лакируются. Для более удобного размещения некоторых видов продуктов - мяса, фруктов, масла - холодильники укомплектованы эмалированными или пластмассовыми сосудами с крышками. В некоторых холодильниках имеется специальное отделение, закрываемое дверцей, где можно хранить продукты, не требующие низких температур (крупу, муку, бобовые).

Во многих холодильниках на дверцах шкафа со стороны холодильной камеры устроены полочки для хранения бутылок с напитками, молока, яиц. В холодильниках большой емкости холодильные камеры оборудованы электрической лампочкой, которая автоматически включается, при открывании дверцы, и выключается, при закрывании.

Охлаждение холодильной камеры и находящихся в ней продуктов производится с помощью холодильной машины. В зависимости от типа холодильной машины холодильники подразделяются на компрессионные, абсорбционные и термоэлектрические.

Холодильники компрессионного типа имеют в своем составе компрессор, который используется для обеспечения циркуляции хладагента в системе. Аппараты этого класса в настоящее время получили наибольшее распространение. Они дешевы в изготовлении, безопасны в эксплуатации и просты в ремонте. В качестве хладагента в бытовых компрессионных холодильниках применяются фреоны R12 и R134А, а в последнее время — изобутан R600А.

Принцип действия компрессионного холодильника.

Основными составляющими частями холодильника являются: компрессор, получающий энергию от электрической сети, конденсатор, находящийся снаружи холодильника, испаритель, находящийся внутри холодильника, хладагент, циркулирующее в системе (вещество с определёнными физическими характеристиками).

Хладагент под давлением через капилляр поступает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости и превращение ее в пар. При этом хладагент отнимает тепло у внутренних стенок испарителя, за счёт чего происходит охлаждение внутреннего пространства холодильника.

Компрессор засасывает из испарителя хладагент в виде пара, сжимает его, за счёт чего температура хладагента повышается и выталкивает в конденсатор.

В конденсаторе, нагретый в результате сжатия хладагент остывает, отдавая тепло во внешнюю среду, и конденсируется. Процесс повторяется вновь.

При достижении необходимой температуры терморегулятор размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается.

Через некоторое время, температура в холодильнике (за счет воздействия внешних факторов) начинает повышаться, контакты терморегулятора замыкаются, с помощью защитно-пускового реле и запускается электродвигатель.

Холодильники абсорбционного типа. В бытовых холодильниках абсорбционного типа хладагентом служит раствор аммиака. Нагрев хладагента осуществляется нагревательным элементом (ТЭН). Под воздействием тепла хладагент кипит и поступает в конденсатор, где превращается в жидкость и направляется в испаритель. В испарителе за счет разности давлений аммиак испаряется и поглощает тепло из холодильной камеры. Преимущества абсорбционных холодильников — бесшумность работы, отсутствие движущихся механических частей, недостаток — по сравнению с компрессионными холодильниками подобные холодильники расходуют почти в два раза больше энергии. В продаже эти аппараты уже почти не встречаются.

Термоэлектрические холодильники. Их принцип действия основан на эффекте Пельтье (при пропускании постоянного тока через термоэлемент, состоящих из 2-х спаянных материалов с разной теплопроводностью на спае выделяется тепло, а на свободных поглощается. Такие холодильники бесшумны, отличаются высокой надежностью, компактны, имеют малый вес. Но удельный расход энергии подобных аппаратов, по сравнению с другими типами холодильников, гораздо выше. Область применения термоэлектрических установок ограничена автомобильными холодильниками.