С тази проста анимирана схема ще се опитам да обясня работата на домашния хладилник:
Компоненти на домашният хладилник:
- Компресор
- Кондензатор (втечнител)
- Филтър
- Изпарител
- Дроселиращ елемент (капилярна тръба)
- Хладилен шкаф
- Хладилен агент (фреон)
Как работи хладилникът? Компресора нагнетява фреона, който на този етап е газ и го изпраща в кондензатора. Там, заради високото налягане, започва втечняването на фреона. Течния фреон постъпва във филтъра, който още се нарича и филтър-дехидратор. Филтъра пречиства хладилния агент (фреона) от механични замърсявания и от остатъчна влага. Филтъра обикновено е пълен с влагоабсорбиращ материал, най-често това е силикагел. След почистването фреона постъпва в капилярната тръба (капилярка). Капилярката служи да отдели системата на ниско и високо налягане. Капилярната тръба действа като дюза. При преминаването на фреона през нея се получава пад на налягането и температурата. От капилярната тръба фреона постъпва в тромпета на изпарителя, където става впръскването. В тази точка започва бурното кипене и изпаряване на хладилния агент, при което кипене се отнема топлината от вътрешния обем на хладилния шкаф. След изпарителя повечето хладилен агент се е превърнал в пара и по пътя до компресора се изсушава до сух газ.
Правилното функциониране на домашния хладилник зависи от множество детайли:
- Подходящ компресор
- Подходящ регулатор (електронен или механичен термостат)
- Точно определяне на количеството хладилен агент
- Липса на пречупвания по тръбния път
- Липса на пропуски и утечки
- Достатъчна изолация на хладилния шкаф
- Подсигуряване охлаждането на кондензатора
- Липса на обемни заледявания по изпарителя
Съвремените домашни хладилници работят на цикли, които осигуряват саморазскрежаването на хладилната част. Фреизерната част също може да се саморазмразява, ако е оборудвана с саморазмразяващ се изпарител и е осигурен канал за оттичане на водата.
Регулирането на домашния хладилник е сложна тема и може да бъде реализирано по доста различни начини. Ще разгледам просто регулиране с термостат. За целта ще си помогна с проста схема, показваща електрическите връзки:
При включване на хладилника в мрежата, термостата затваря веригата и компресора стартира. Това е така, докато температурата в обема на хладилния шкаф не падне до точката на изключване на термостата. След което термостата прекъсва веригата. Когато температурата в обема се вдигне, термостата отново затваря веригата и компресора отново започва да работи.
Механичните термостати са прости и надеждни устройства, които имат работен живот десетки години. Осезателя на механичния термостат представлява тръбичка с метален балон в тялото на термостата. Тръбичката и балона са пълни с газ, който свива и разширява обема си спрямо околната температура. Когато температурата е висока, балона на термостата се раздува и докосва двете точки, които затварят веригата. Постигането на различни температури се осъществява посредством винт, който доближава или раздалечава точките на включване спрямо балона.
При електронните термостати управлението става с термоелементи, които променят съпротивлението си спрямо температурата. Идеята е същата.
Осветлението в хладилника се включва, когато вратата се отвори. За целта около рамката на хладилния шкаф е монтиран шалтер с пружина, който при затворена врата прекъсва веригата. Има и други методи за следене на отворена/затворена врата, като например рийд-ампула и магнит.
————
Ще добавя няколко думи относно двукръговите хладилници с 2 отделения, които позволяват изключване на някое от отделенията и ползване само на другото. Преди години производителите правеха двукръгови хладилници с 2 компресора. Така потребителите имаха избор да изключат или само хладилното отделение, или само фризерното. Естествено тези хладилници бяха скъпи, тъй като най-скъпия компонент в хладилника е компресора (всъщност не винаги е така). За да се редуцира цената и пак да се предостави на потребителя избор за пестене на енергия, производителите се насочиха към едно по-рационално решение с един компресор. Неодостатък на това решение е, че позволява изключване само на хладилната част, като остава да работи само фризера. Подобно схема се реализира с управление с магнет-вентил, който насочва фреона или към целия кръг, или само към фризерната част. Ето опростен изглед на схема на двукръгов хладилник с един компресор:
В този случай едно от предизвикателствата е прецизното определяне на количеството фреон, за да не се получи презапълване на хладилната инсталация, когато хладилника работи само на фризерен режим. Или пък системата да остане недозаредена, когато работи в режим на цял цикъл. Това затруднение може да се редуцира леко, ако се използва събирател (изсушител, ресивер) на фреон непосредствено след фризерния изпарител или просто се пусне по-дълга смукателна тръба в запенената част. Това ще позволи леко презареждане на системата за фризерен режим, като недоизпарения фреон ще се изпари по пътя до компресора.
Схемата на управление се реализира най-често с електроника, но съм виждал много хитър вариант и с механични термостати.
