Принципиальная схема устройства холодильника
Еще 30-40 лет назад устройство бытовых холодильников было довольно простым: электрокомпрессор включался и выключался 2-4 устройствами, не было проблемы использования электронной платы управления.
Современные модели имеют множество дополнительных опций, но общий принцип работы остается прежним.
В старых холодильниках все дополнения сводились к лампочке питания и лампочке в морозильной камере, которая выключалась кнопкой при закрытии дверцы
Термостат является основным и единственным элементом управления, с помощью которого пользователи регулируют работу старых холодильников, и обычно находится в морозильной камере. Пружина сильфона спрятана под силовым рычагом – поворотной рукояткой. Он сжимается по мере охлаждения камеры, размыкая электрическую цепь и отключая компрессор.
Как только температура повышается, пружина распрямляется и снова замыкает цепь. Ручка с индикатором силы замораживания холодильника регулирует допустимый диапазон температур: максимальную температуру, при которой включается компрессор, и минимальную температуру, при которой прекращается охлаждение.
Тепловое реле выполняет защитную функцию: контролирует температуру двигателя, поэтому располагается непосредственно рядом с двигателем, обычно в сочетании с реле стартера. При превышении допустимого значения are, и может достигать 80 градусов и более, биметаллическая пластина в реле изгибается и размыкает контакты.
Двигатель не будет под напряжением, пока он не остынет. Это предотвращает отказ компрессора из-за перегрева или пожара в доме.
Электрические компрессоры имеют 2 обмотки: рабочую обмотку и пусковую обмотку. Напряжение рабочей обмотки подается сразу после всех предыдущих реле, но этого недостаточно для запуска. При повышении напряжения на рабочей обмотке срабатывает пусковое реле. Он подает импульс на пусковую обмотку и ротор начинает вращаться. В результате поршень сжимается и проталкивает фреон по системе.
Мотор-компрессор сжимает и прокачивает фреон по трубам системы, чтобы обеспечить передачу тепла из холодильной камеры наружу для охлаждения продукта
В целом рабочий цикл холодильника можно описать следующим образом:
- Подключиться к сети. Температура внутри коробки высокая, контакты термостата замкнуты, и двигатель запускается.
- Фреон в компрессоре сжимается и его температура повышается.
- Хладагент проталкивается в змеевик конденсатора, расположенный сзади или в поддоне холодильника. Там он охлаждается, отдает тепло воздуху и становится жидким.
- Через осушитель фреон поступает в тонкий капилляр.
- После того, как хладагент попадает в испаритель, расположенный внутри холодильной камеры, он быстро расширяется за счет увеличения диаметра трубы и перехода в газообразное состояние. Температура производимого газа ниже -15 градусов и поглощает тепло из холодного помещения.
- Теплый фреон поступает в компрессор, и все начинается сначала.
- Через определенный промежуток времени температура в холодильнике достигает заданного значения, контакт термостата размыкается, и движение мотора и фреона прекращается.
- Под воздействием температуры в помещении, от появления в помещении нового теплого продукта и открывания двери, температура в помещении повышается, термостат замыкает контакты, и начинается новый цикл охлаждения.
На этой схеме точно показана работа старого однокамерного холодильника с испарителем.
Однокамерные холодильники имеют небольшую морозильную камеру, которая не изолирована от основной морозильной камеры и имеет только дверь. Продукты перед морозильной камерой могут разморозиться
Как правило, испаритель находится в морозильной камере в верхней части прибора и не изолирован от холодильной камеры. Ниже мы рассмотрим отличия устройства для других моделей.
Двухкамерные и двухкомпрессорные модели
В большинстве доступных двухкамерных моделей имеется общий фреоновый контур: хладагент после прохождения через испаритель морозильной камеры направляется в основную камеру, а оттуда в компрессор.
Разница температур достигается за счет значительной разницы в длине змеевика, что не может быть отражено на картинке: в морозилке он полностью закрывает 4 края, а в отделении с положительной температурой закрывает лишь небольшую часть стенки на спина
Отключение двигателя осуществляется по сигналу теплового реле, расположенного в основной камере, общая схема не отличается от однокамерной модели.
В холодильниках No-Frost эта система обычно реализуется с общим испарителем, расположенным на перегородке между камерами. Разность температур регулируется количеством турбин и воздуховодов, такие модели и их электрооборудование мы подробно обсудим позже.
Модели с двумя компрессорами позволяют независимо контролировать температуру каждой камеры. По сути, это два отдельных независимых устройства в одном корпусе — таким образом, схема полностью дублируется: на каждую камеру отдельный термостат, а на каждый компрессор — отдельное пусковое реле.
Независимый контроль температуры каждой камеры также возможен с одним компрессором и двухконтурной системой. Этого можно добиться разными способами: с преимуществом замораживания или полностью независимых контуров.
В первом случае термостат морозильной камеры при достижении заданной температуры закрывает вентиль, и фреон начинает циркулировать по малому кругу — только через морозильную камеру. Когда контакт термостата морозильной камеры размыкается, компрессор останавливается.
Двухконтурная система позволяет независимо регулировать температуру камер без увеличения энергопотребления и уровня шума, при прочих равных она дешевле двухкомпрессорной модели
Во втором варианте фреон способен циркулировать по любому контуру или по обоим контурам одновременно, этот процесс регулируется открытием и закрытием определенных клапанов по сигналам с электронной платы управления.
Трехкамерные холодильники и зона нулевой температуры
Свежее мясо, птица и рыба недолго хранятся в основном отделении холодильника и при заморозке теряют часть своих полезных свойств, вкуса и аромата. У них обычно есть отдельный бокс или даже отдельная камера с температурой, близкой к нулю.
Температура свежей зоны наиболее точно поддерживается при следующих условиях:
- Отдельная камера со своим испарителем и термистором, двухконтурная или трехконтурная система циркуляции фреона. Этот вариант очень дорогой и громоздкий, но объем камеры большой;
- Утепленный отсек в основном отделении холодильника имеет систему ноу-фрост с дополнительными регулируемыми вручную воздуховодами от испарителя и термометром. Точность температуры зависит от своевременности ручной регулировки;
- Аналогичен предыдущей версии, где воздушные заслонки управляются электронным блоком.
Другой вариант — охлаждение от «стравливающего» испарителя в основной камере.
Зона свежести обычно располагается между морозильной и холодильной камерами и охлаждается дополнительным потоком воздуха с первого уровня
Как видите, нулевая зона может быть реализована в холодильниках разной схемы, для обеспечения ее работы можно дополнительно включить термостат или терморезистор, а также можно удлинить электронную плату управления.
Система No Frost и саморазморозка
Вышеупомянутый холодильник имеет капельную систему разморозки. Это означает, что в холодном помещении установлен «капающий» испаритель: в период простоя компрессора иней на нем естественным образом тает, потому что температура в помещении положительная.
Образовавшаяся вода стекает по специальному сливу и по трубе в емкость, расположенную над двигателем или рядом с ним. Позже работающий мотор настолько нагрелся, что вода испарилась. Морозильная камера с такой системой никогда не размораживается сама, к тому же иней образуется не только на стенках морозильной камеры, но и на продукте.
Холодильник No Frost не требует разморозки, даже в морозилке вы не увидите инея в его камере. Особенностью данной модели является наличие вентилятора, распределяющего холодный воздух от испарителя в камеру.
Холодильники No Frost оснащены стандартными пусковыми и защитными реле, усовершенствованными тепловыми реле, а также вентиляторами и нагревательными элементами для автоматического размораживания
Сам охлаждающий змеевик в этих моделях выглядит не как обычная сплошная металлическая пластина, а скорее как автомобильный радиатор или змеевик конденсатора на задней стенке старого холодильника.
В общей схеме работы холодильника новый элемент ведет себя следующим образом:
- Вентилятор или турбина включаются вместе с компрессором для равномерного распределения холодного воздуха по камере;
- При размыкании термореле контактов, подающих питание на двигатель из-за достижения заданной температуры, одновременно выключается и вентилятор;
- Каждые 8-16 часов термостат включает нагревательный элемент. Это электрическая прокладка или провод, который нагревает змеевик испарителя, чтобы разморозить его. Горячий воздух не поступает в холодильник, так как испаритель спрятан, а вентиляторы выключены;
- Когда иней полностью оттает, переключатель температурной компенсации выключает нагрев;
- Кроме того, термостат может управлять заслонкой, которая регулирует подачу прохладного воздуха по каналу в основное помещение.
Разморозка этого холодильника аналогична «капельному» испарителю только в одном: образующаяся вода также стекает по каналу в емкость возле мотора.
Испаритель и вентилятор могут быть спрятаны в перегородке между камерами, а для регулирования температуры используется разное количество воздуховодов и подвижных заслонок
Приведенная выше схема является наиболее примитивной. Большинство современных моделей управляются централизованно с помощью электронной платы.
Основным недостатком холодильника No Frost является высыхание продуктов из-за постоянной циркуляции воздуха. Все нужно хранить в емкости с плотно закрывающейся крышкой или завернутой в фольгу.
Компания Electrolux предлагает оригинальное решение этой проблемы в системе Frost Free. В этих агрегатах морозильные камеры работают по системе no-frost, а в положительной теплице установлен классический «капельный» испаритель. Схема в целом такая же, как и в стандартной системе «no frost”.
Читайте также: Почему гудит холодильник Indesit?
Умные холодильники с электронным управлением
Классический термостат с механической ручкой и внутренним мехом все реже встречается в современных холодильниках. Они уступают место электронным платам, способным управлять постоянно растущим разнообразием режимов работы и дополнительных опций холодильников.
Вместо меха функцию определения температуры выполняет датчик — терморезистор. Они более точны и компактны и часто устанавливаются не только в каждом отделении холодильника, но и в корпусе испарителя, льдогенератора и снаружи холодильника.
Многие современные холодильники имеют электрическую заслонку, это делает систему No Frost максимально эффективной, удобной и точной
Управляющая электроника многих холодильников выполнена на двух платах. Один может называться Пользователь: для ввода настроек и отображения текущего состояния. Вторая – система, которая выполняет заданную программу, управляя всем оборудованием холодильника через микропроцессор.
Отдельный электронный модуль позволяет использовать двигатели с регулируемой частотой в холодильниках.
Вместо того, чтобы работать попеременно с максимальной мощностью и временем простоя, как обычно, этот двигатель изменяет число оборотов в минуту только в соответствии с требуемой мощностью. Это поддерживает постоянную температуру холодильника, снижает потребление энергии и продлевает срок службы компрессора.
Использование электронных плат управления значительно расширяет функции холодильников.
Современные модели могут быть оснащены:
- Панель управления с дисплеем или без него для выбора и установки режима работы;
- Много датчиков температуры NTC;
- вентиляторы ФАН;
- Дополнительный электродвигатель М — например, для колки льда в льдогенераторах;
- hEATER нагреватели для систем разморозки, домашних баров и т.п.;
- Электромагнитный клапан VALVE — например, в охладителях;
- переключатель S/W управляет закрытием двери, включая дополнительное оборудование;
- Wi-Fi адаптер и пульт дистанционного управления.
Схемы таких устройств также ремонтопригодны: датчик температуры или подобный сбой часто является причиной выхода из строя даже самых сложных систем.
Холодильник Side-by-Side с сенсорным управлением, льдогенератором, встроенным охладителем и множеством вариантов настройки, управляемых довольно обширной и сложной электронной панелью
Если холодильник «неисправен», неправильно выполняет заданную программу или вообще не запускается, скорее всего проблема в плате или компрессоре, и лучше всего доверить его ремонт профессионалу.
