Hoe een koelkast werkt: structuur en werkingsprincipe van de belangrijkste soorten koelkasten

Een duidelijk begrip van het apparaat en de processen die plaatsvinden in de koelunit helpt de levensduur van de apparatuur te verlengen. Het werkingsprincipe van een koelkast is niet moeilijk te begrijpen.In elk model bestaat het uit de vorming van een koude omgeving door warmte in het interieur van het object te absorberen en vervolgens buiten het apparaat te verwijderen.

Uit het artikel dat we hebben gepresenteerd, leert u alles over hoe koelkasten met verschillende werkingsprincipes werken. We zullen het hebben over de kenmerken van het apparaat en de bijbehorende bedieningsregels. Ons advies helpt u koelmachines te beschermen tegen voortijdige defecten en bespaart u reparaties.

Werkingsprincipe van de belangrijkste soorten koelkasten

Koelapparatuur wordt op veel gebieden van activiteit gebruikt. Je kunt er in het dagelijks leven niet zonder en je kunt je het volwaardige werk van productieateliers bij bedrijven, handelsvloeren en openbare horecagelegenheden niet voorstellen.

Afhankelijk van het beoogde doel en toepassingsgebied zijn er verschillende hoofdtypen apparaten: absorptie, vortex, thermo-elektrisch en compressor.

Het compressortype komt het meest voor, dus we zullen er in de volgende sectie dieper op ingaan. Laten we nu de belangrijkste verschillen tussen alle vier de ontwerpen schetsen.

Werking van absorptietechnologie

In het systeem van absorptie-installaties circuleren twee stoffen: het koelmiddel en het absorptiemiddel. De functies van het koelmiddel worden meestal uitgevoerd door ammoniak, minder vaak - acetyleen, methanol, freon of lithiumbromide-oplossing.

Het absorbens is een vloeistof die voldoende absorptievermogen heeft. Dit kan zwavelzuur, water, enz. zijn.

De gehele werking van de apparatuur is gebaseerd op het absorptieprincipe, wat de absorptie van de ene stof door de andere impliceert. Het ontwerp bestaat uit verschillende toonaangevende eenheden: verdamper, absorber, condensor, regelkleppen, generator, pomp

De elementen van het systeem zijn verbonden door buizen, met behulp waarvan een enkel gesloten circuit wordt gevormd. Het koelen van de kamers vindt plaats als gevolg van thermische energie.

Het proces wordt als volgt uitgevoerd:

• het in de vloeistof opgeloste koelmiddel dringt de verdamper binnen;
• Uit de geconcentreerde oplossing komt ammoniakdamp vrij die kookt bij 33 graden, waardoor het object wordt afgekoeld;
• de substantie komt in de absorber terecht, waar deze opnieuw door het absorbeermiddel wordt geabsorbeerd;
• de pomp pompt de oplossing in een generator die wordt verwarmd door een specifieke warmtebron;
• de stof kookt en de vrijkomende ammoniakdamp gaat de condensor in;
• het koelmiddel koelt af en wordt vloeibaar;
• de werkvloeistof passeert de regelklep, wordt gecomprimeerd en naar de verdamper gestuurd.

Als gevolg hiervan neemt de ammoniak die in een gesloten circuit circuleert warmte uit de gekoelde kamer en komt deze in de verdamper terecht. En het geeft het af aan de externe omgeving terwijl het zich in de condensator bevindt. De loops worden continu afgespeeld.

Omdat het apparaat niet kan worden uitgeschakeld, is het niet erg zuinig en heeft het een verhoogd energieverbruik. Als dergelijke apparatuur defect raakt, is reparatie hoogstwaarschijnlijk niet mogelijk.

De afhankelijkheid van absorptieapparaten van veranderingen in spanning, stroom en andere parameters van het elektrische netwerk is minimaal. Dankzij de compacte afmetingen zijn ze eenvoudig op elke geschikte plek te installeren

Er zijn geen omvangrijke bewegende of wrijvende elementen in het ontwerp van de apparaten, waardoor ze een laag geluidsniveau hebben. De apparaten zijn relevant voor gebouwen waarvan het elektrische netwerk onderhevig is aan constante piekbelastingen en plaatsen waar geen constante stroomvoorziening is.

Het absorptieprincipe wordt geïmplementeerd in industriële koelunits, kleine koelkasten voor auto's en kantoorgebouwen. Soms wordt het aangetroffen in bepaalde huishoudelijke modellen die op aardgas werken.

Werkingsprincipe van thermo-elektrische modellen

Het verlagen van de temperatuur in de kamer van een thermo-elektrische koelkast wordt bereikt met behulp van een speciaal systeem dat warmte wegpompt volgens het Peltier-effect. Het gaat om de absorptie van warmte in het gebied waar twee verschillende geleiders zijn aangesloten wanneer er een elektrische stroom doorheen gaat.

Het ontwerp van koelkasten bestaat uit kubusvormige thermo-elektrische elementen gemaakt van metalen. Ze worden gecombineerd door één elektrisch circuit. Terwijl stroom van het ene element naar het andere beweegt, beweegt ook warmte.

De aluminiumplaat absorbeert het uit het interne compartiment en brengt het vervolgens over naar de kubusvormige werkende delen, die het op hun beurt doorsturen naar de stabilisator. Daar wordt het dankzij een ventilator weggegooid. Dit is het principe dat draagbaar is mini-koelkasten en tassen met een verkoelend effect.

In de meeste modellen thermo-elektrische koelapparaten kunt u bij het wisselen van de stroompolariteit niet alleen koude, maar ook warmte ontvangen - tot 60 graden Celsius. Deze functie wordt gebruikt om voedsel op te warmen

Deze apparatuur wordt gebruikt op de camping, op het gebied van de inrichting van auto's, jachten en motorboten, en wordt vaak geïnstalleerd in huisjes en andere plaatsen waar het mogelijk is om het apparaat van een 12 V-voeding te voorzien.

Thermo-elektrische producten hebben een speciaal noodmechanisme dat ze uitschakelt in geval van oververhitting van werkende onderdelen of uitval van het ventilatiesysteem.

De voordelen van deze werkwijze omvatten hoge betrouwbaarheid en een vrij laag geluidsniveau tijdens de werking van de apparaten. Nadelen zijn onder meer hoge kosten en gevoeligheid voor externe temperaturen.

Kenmerken van apparatuur op vortexkoelers

Apparaten in deze categorie hebben een compressor. Het comprimeert de lucht, die in de geïnstalleerde vortexkoelers verder uitzet. Het object koelt af door de plotselinge uitzetting van perslucht.

Vortex-apparaten zijn duurzaam en veilig: ze hebben geen elektriciteit nodig, hebben geen bewegende elementen en bevatten geen gevaarlijke chemische verbindingen in het interne ontwerpsysteem

De vortexkoelermethode werd niet veel gebruikt, maar was beperkt tot alleen testmonsters. Dit komt door het hoge luchtverbruik, de zeer luidruchtige werking en het relatief lage koelvermogen. Soms worden apparaten gebruikt in industriële ondernemingen.

Overzicht van compressortechnologie

Compressorkoelkasten zijn het meest voorkomende type apparatuur in het dagelijks leven. Ze zijn in bijna elk huis te vinden: ze verbruiken niet te veel energie en zijn veilig in gebruik. De meest succesvolle modellen van betrouwbare fabrikanten dienen hun eigenaren al meer dan 10 jaar. Laten we eens kijken naar hun structuur en de principes waarmee ze werken.

Kenmerken van de interne structuur

Een klassieke huishoudelijke koelkast is een verticaal georiënteerde kast uitgerust met een of twee deuren. Het lichaam is gemaakt van stijf plaatstaal met een dikte van ongeveer 0,6 mm of duurzaam plastic, waardoor het gewicht van de ondersteunende structuur wordt verminderd.

Voor een hoogwaardige afdichting van het product wordt een pasta met een hoog gehalte aan vinylchloridehars gebruikt. Het oppervlak is gegrond en bedekt met hoogwaardig email van spuitpistolen. Bij de productie van interne metalen compartimenten wordt de zogenaamde stempelmethode gebruikt; kunststof kasten worden gemaakt met behulp van de vacuümvormmethode.

De deuren van het apparaat bestaan ​​uit staalplaten. Langs de randen is een dikke rubberen afdichting aangebracht om te voorkomen dat er lucht van buitenaf binnendringt. In sommige aanpassingen zijn magnetische luiken ingebouwd

Tussen de binnen- en buitenwanden van het product moet een laag thermische isolatie worden gelegd, die de kamer beschermt tegen hitte die uit de omgeving probeert binnen te dringen en het verlies van de binnen gegenereerde kou voorkomt. Mineraal- of glasvilt, polystyreenschuim en polyurethaanschuim zijn zeer geschikt voor deze doeleinden.

De interne ruimte is traditioneel verdeeld in twee functionele gebieden: koelen en vriezen.

Afhankelijk van de vorm van de lay-out worden ze onderscheiden:

• een-;
• twee-;
• apparaten met meerdere kamers.

Afzonderlijk toegewezen Zij-aan-zij-eenheden, inclusief twee, drie of vier camera's.

Units met één kamer zijn uitgerust met één deur. In het bovenste gedeelte van de apparatuur bevindt zich een vriesgedeelte met een eigen deur met een vouw- of openingsmechanisme, in het onderste gedeelte bevindt zich een koelgedeelte met in hoogte verstelbare planken.

In de kamers wordt verlichtingsapparatuur met een LED of een gewone gloeilamp geïnstalleerd om te zien wat zich daadwerkelijk in de koelkast bevindt.

Apparaten gemaakt van het type "side-by-side" zijn veel groter en breder dan hun tegenhangers. Beide compartimenten nemen ruimte in beslag over de gehele hoogte van de apparatuur. Ze bevinden zich parallel aan elkaar

Bij units met twee kamers zijn de interne kasten geïsoleerd en elk gescheiden door een eigen deur. De locatie van afdelingen daarin kan Europees of Aziatisch zijn. De eerste optie gaat uit van een lagere indeling van de vriezer, de tweede - een bovenste.

Componenten van de structuur

Koelunits van het compressortype produceren geen koude. Ze koelen een object af door interne warmte te absorberen en naar buiten af ​​te voeren.

De koudevormingsprocedure omvat de volgende componenten:

• koelmiddel;
• condensator;
• verdampingsradiator;
• compressorapparatuur;
• thermostatische kraan.

Het koelmiddel dat wordt gebruikt om het koelkastsysteem te vullen, wordt gebruikt door verschillende merken freon: mengsels van gassen met een hoge mate van vloeibaarheid en vrij lage kook-/verdampingstemperaturen. Het mengsel beweegt in een gesloten lus, waarbij warmte door verschillende delen van de cyclus wordt overgedragen.

In de meeste gevallen gebruiken fabrikanten Freon 12 als werkelement voor koelmachines voor thuis. Dit kleurloze gas met een nauwelijks waarneembare specifieke geur is niet giftig voor de mens en heeft geen invloed op de smaak en eigenschappen van producten die in de kamers zijn opgeslagen

Compressor - het centrale deel van het ontwerp van elke koelkast. Dit is een inverter of lineaire eenheid die een geforceerde circulatie van gas in het systeem veroorzaakt, waardoor de druk toeneemt. Simpel gezegd, koelkastcompressor comprimeert freondampen en dwingt ze in de gewenste richting te bewegen.

De apparatuur kan worden uitgerust met één of twee compressoren. Trillingen die tijdens het gebruik ontstaan, worden geabsorbeerd door externe of interne ophanging. In modellen met een paar compressoren is voor elke kamer een afzonderlijk apparaat verantwoordelijk.

De classificatie van compressoren biedt twee subtypen:

1. Dynamisch. Dwingt het koelmiddel om te bewegen als gevolg van de bewegingskracht van de bladen van een centrifugaal- of axiale ventilator. Het heeft een eenvoudige structuur, maar vanwege het lage rendement en de snelle slijtage onder invloed van koppel wordt het zelden gebruikt in huishoudelijke apparatuur.
2. Volume. Het comprimeert de werkvloeistof met behulp van een speciaal mechanisch apparaat dat wordt aangedreven door een elektromotor. Het kan zuiger of roterend zijn. Meestal zijn dit de compressoren die in koelkasten zijn geïnstalleerd.

Zuigerapparaat gepresenteerd in de vorm van een elektromotor met een verticale as, ingesloten in een massieve metalen behuizing. Wanneer het startrelais de stroom aansluit, activeert het de krukas en begint de daaraan bevestigde zuiger te bewegen.

Op het werk is een systeem van openende en sluitende kleppen aangesloten. Als gevolg hiervan wordt freondamp uit de verdamper gezogen en in de condensor gepompt.

Als een zuigercompressor kapot gaat, is reparatie alleen mogelijk als gebruik wordt gemaakt van gespecialiseerde professionele apparatuur. Elke demontage in een huiselijke omgeving gaat gepaard met verlies van dichtheid en de onmogelijkheid van verdere bediening

Bij roterende mechanismen wordt de vereiste druk gehandhaafd door twee rotoren die naar elkaar toe bewegen. Freon komt de bovenste zak binnen die zich aan het begin van de schachten bevindt, wordt samengedrukt en komt naar buiten via het onderste gat met een kleine diameter.Om wrijving te verminderen wordt olie in de ruimte tussen de assen gebracht.

Condensatoren zijn gemaakt in de vorm van een spoelrooster, dat op de achter- of zijwand van de apparatuur is gemonteerd.

Ze hebben verschillende ontwerpen, maar zijn altijd verantwoordelijk voor dezelfde taak: hete gasdampen afkoelen tot vaste temperaturen door de substantie te condenseren en warmte in de kamer af te voeren. Ze kunnen paneelvormig of geribbeld buisvormig zijn.

De verdamper bestaat uit een dunne aluminium pijpleiding en gelaste stalen platen. Het maakt contact met de interne compartimenten van de koelkast, verwijdert effectief de geabsorbeerde warmte van het apparaat en verlaagt de temperatuur in de kasten aanzienlijk

Thermostatisch ventiel nodig om de druk van de werkvloeistof op een bepaald niveau te houden. Grote eenheden van de eenheid zijn met elkaar verbonden door een systeem van buizen die een hermetisch afgesloten gesloten ring vormen.

Volgorde van de werkcycli

De optimale temperatuur voor langdurige opslag van voedsel in compressie-apparaten wordt gecreëerd tijdens bedrijfscycli die na elkaar worden uitgevoerd.

Ze gaan als volgt te werk:

• wanneer het apparaat op het elektriciteitsnet is aangesloten, start de compressor, waardoor freondampen worden gecomprimeerd, waardoor hun druk en temperatuur synchroon worden verhoogd;
• onder de kracht van overdruk komt de hete werkvloeistof, die zich in een gasvormige aggregaattoestand bevindt, de condensortank binnen;
• bewegend langs een lange metalen buis, laat de stoom de opgehoopte warmte vrij in de externe omgeving, koelt soepel af tot kamertemperatuur en verandert in vloeistof;
• de vloeibare werkvloeistof passeert een filterdroger die overtollig vocht absorbeert;
• het koelmiddel dringt door een smalle capillaire buis, aan de uitgang waarvan de druk afneemt;
• de substantie koelt af en verandert in een gas;
• de gekoelde stoom bereikt de verdamper en haalt, via de kanalen ervan, warmte weg uit de interne compartimenten van de koeleenheid;
• De temperatuur van de freon stijgt en wordt opnieuw naar de compressor gestuurd.

Als we in eenvoudige woorden praten over hoe een compressorkoelkast werkt, ziet het proces er als volgt uit: de compressor destilleert het koelmiddel in een gesloten cirkel. Freon verandert op zijn beurt zijn aggregatietoestand dankzij speciale apparaten, verzamelt warmte binnen en brengt deze naar buiten over.

De bedrijfscyclus in het systeem wordt herhaald totdat de door de systeemprogramma's ingestelde temperatuurwaarden zijn bereikt, en wordt opnieuw hervat wanneer hun stijging wordt geregistreerd

Na afkoeling tot de vereiste parameters stopt de thermostaat de motor, waardoor het elektrische circuit wordt geopend.

Wanneer de temperatuur in de kamers begint te stijgen, sluiten de contacten weer en wordt de compressormotor geactiveerd beschermend startrelais. Dat is de reden waarom tijdens de werking van de koelkast het gezoem van de motor voortdurend verschijnt en vervolgens weer afneemt.

Aanbevelingen voor gebruik en onderhoud

Er is niets ingewikkelds aan de bediening van de apparatuur: deze werkt 24 uur per dag automatisch. Het enige dat u hoeft te doen als u hem voor het eerst inschakelt en tijdens bedrijf periodiek aanpast, is het instellen van het optimale temperatuurregime in specifieke omstandigheden.

De gewenste temperatuur is ingesteld thermostaat. In een elektromechanisch systeem worden de waarden met het oog ingesteld of rekening houdend met de aanbevelingen in de instructies van de fabrikant.In dit geval moet u rekening houden met het soort en de hoeveelheid voedsel dat in de koelkast is bewaard.

De bedieningsknop is in de regel een rond mechanisme met verschillende divisies, of, in modernere en duurdere modellen, kan de bediening worden uitgevoerd met behulp van een aanraakpaneel.

Om de mate van bevriezing te beoordelen, adviseren deskundigen om de regelaar eerst in de middenpositie te zetten en na enige tijd, indien nodig, naar rechts of links te draaien

Elke markering op zo'n handvat komt overeen met een bepaald temperatuurregime: hoe groter de verdeling, hoe lager de temperatuur. Dankzij de elektronische unit kunt u met een draaiknop of knoppen de temperatuur tot op 1 graad nauwkeurig instellen.

Zet het vriesgedeelte bijvoorbeeld op -14 graden. Alle ingevoerde parameters worden weergegeven op het digitale display.

Om de levensduur van uw koelkast thuis te maximaliseren, moet u niet alleen de structuur ervan begrijpen, maar er ook goed voor zorgen. Gebrek aan goed onderhoud en onjuiste bediening kunnen leiden tot snelle slijtage van belangrijke onderdelen en slechte werking.

U kunt ongewenste gevolgen voorkomen door u aan een aantal regels te houden:

1. Maak de condensor regelmatig schoon tegen vuil, stof en spinnenwebben bij modellen met een open metalen rooster aan de achterwand. Hiervoor heeft u een gewone, licht vochtige doek of een stofzuiger met een klein opzetstuk nodig.
2. Installeer de apparatuur correct. Zorg ervoor dat de afstand tussen de condensor en de wand van de kamer minimaal 10 cm bedraagt, deze maatregel zorgt voor een ongehinderde circulatie van luchtmassa's.
3. Ontdooi tijdig, waardoor de vorming van een overmatige sneeuwlaag op de wanden van de kamers wordt voorkomen. Tegelijkertijd is het voor het verwijderen van ijskorsten verboden om messen en andere scherpe voorwerpen te gebruiken, die de verdamper gemakkelijk kunnen beschadigen en uitschakelen.

Ook moet je er rekening mee houden dat de koelkast niet naast verwarmingstoestellen geplaatst moet worden of op plaatsen waar direct contact met zonlicht mogelijk is. Overmatige invloed van externe hitte heeft een slecht effect op de werking van de hoofdcomponenten en de algehele prestaties van het apparaat.

Voor het reinigen van onderdelen van het product van roestvrij staal zijn alleen speciale producten geschikt die door de fabrikant in de handleiding van het apparaat worden aanbevolen.

Als u van plaats naar plaats wilt transporteren, kunt u de apparatuur het beste vervoeren in een vrachtwagen met een hoge bestelwagen, waarbij u deze in een strikt verticale positie vastzet.

Op deze manier is het mogelijk om te voorkomen dat storingen en olielekkage uit de compressor rechtstreeks in het koelvloeistofcirculatiecircuit terechtkomen.

Conclusies en nuttige video over het onderwerp

Video #1. Hoe de koelunit werkt:

Video #2. Gedetailleerde uitleg van de structuur van compressiekoelkasten:

Video #3. Informatie over de werking van absorptiemachines:

Hoewel koelapparatuur naar behoren werkt, zijn consumenten zelden geïnteresseerd in het ontwerp ervan. Deze kennis mag echter niet worden verwaarloosd. Ze zijn erg waardevol omdat u hiermee snel de oorzaak van de storing kunt vaststellen en het probleemgebied kunt lokaliseren, waardoor ernstige storingen worden voorkomen.

Laat opmerkingen achter, plaats thematische foto's en stel vragen over het onderwerp van het artikel in het onderstaande blok. Vertel ons hoe u de structuur van uw eigen koelkast hebt bedacht.Deel hoe jij jouw kennis over het ontwerp van een koelmachine in de praktijk hebt toegepast.