По какому принципу работает компрессор в бытовом холодильнике

По какому принципу работает компрессор в бытовом холодильнике

Существует несколько типов холодильных машин, но наиболее распространены компрессорные холодильники с фреоном в качестве хладагента. А компрессор холодильника правильно называть «мотор-компрессор». Это устройство с герметичным корпусом, внутри которого расположены непосредственно компрессор и привод (чаще всего электродвигатель).

Назначение компрессора в холодильнике

Роль компрессора в холодильнике

Принцип действия компрессионного холодильного устройства основан на обратном цикле Карно. В холодильнике (и в кондиционере) охлаждение и нагревание хладагента происходит за счет изменения его термодинамического состояния. В качестве хладагента выступает фреон — жидкость с низкой температурой кипения (испарения).

Работу холодильника можно «разложить» на два этапа:

  1. Попадая в камеру с низким давлением, фреон испаряется и отбирает тепло из окружающей среды.
  2. В камере с высоким давлением фреон конденсируется, выделяя тепло.

Камеру с низким давлением называют «испарителем», с высоким давлением — «конденсатором». Испаритель находится внутри холодильника, а конденсатор снаружи. Каждый из них представляет собой радиаторную сборку, повышающую эффективность теплообмена с окружающей средой.

Компрессор в холодильнике отвечает за циркуляцию хладагента, а вместе с дросселем (терморегулируемым вентилем или капилляром) обеспечивает разность давлений в камерах.

Принцип работы компрессора

Принцип работы компрессора в холодильнике

Большинство агрегатов оборудуют поршневыми моделями, которые могут быть кривошипно-шатунными и кривошипно-кулисными. Лишь незначительная часть бытовых холодильников имеет в составе ротационные компрессоры.

Оба типа относятся к объемным компрессорам, в которых изменение давления происходит благодаря перемещению подвижного элемента внутри герметичной камеры. А перемещение элемента происходит за счет:

  • асинхронного электродвигателя;
  • двигателя постоянного тока (бортовые и инверторные холодильники);
  • электромагнита (поршневые линейные компрессоры).

Примечание! Есть еще одна большая группа — динамические компрессоры (лопаточные, осевые, центробежные и струйные). У них нет клапанов, и в отличие от объемных устройств, трубопроводы всасывания и нагнетания всё время сообщаются между собой, а метод компрессии построен на преобразовании энергии потока в потенциальную энергию давления. Эти виды в бытовых холодильниках не применяются.

Кривошипно-шатунный компрессор

Схема кривошипно-шатунного компрессора

Упрощенно схема выглядит в виде цилиндра с поршнем внутри. Возвратно-поступательное движение поршня осуществляется с помощью кривошипно-шатунного механизма, который закреплен к валу электродвигателя. За один поворот вала совершается полный рабочий цикл. А принцип работы компрессора холодильника можно проиллюстрировать как работу в виде двух фаз:

  1. Движение «из цилиндра». За поршнем создается зона разрежения, пары хладагента всасываются в компрессор из испарителя через свой открытый клапан. Нагнетательный клапан в конденсатор закрыт.
  2. Движение «в цилиндр». Всасывающий клапан закрывается. В цилиндре создается избыточное давление. Сжатые пары хладагента нагреваются, через открывающийся нагнетательный клапан выталкиваются в конденсатор, где они остывают и переходят в жидкое состояние.

Важно! В диапазоне малых мощностей (для бытовых холодильников) почти повсеместно используются герметичные агрегаты в стальном неразъемном корпусе. Достоинство конструкции в том, что охлаждение компрессор-мотора происходит непосредственно за счет паров хладагента. Но такие модели ремонту не подлежат, а устранение неисправности холодильника происходит путем замены компрессора.

Кривошипно-кулисный компрессор

Схема кривошипно-кулисного компрессора

Принципиальное отличие этого типа — способ создания для поршня возвратно-поступательного движения. В конструкции используется не коленчатый вал с двумя точками опоры, а консоль (кулиса) с одной точкой опоры на кривошип. То есть, вращательная пара заменена на возвратно-поступательный элемент.

Такое устройство облегчает процесс сборки для одноцилиндровых компрессоров, а точнее — упрощает их регулировку компенсацией неточностей реального производства путем небольших осевых смещений кулисы. Этот тип маломощных компрессоров в производстве дешевле и стоит меньше.

Важно! Для однопоршневого кулисного компрессора есть даже понятие «полной самоустанавливаемости деталей». Это возможно за счет одностороннего направления ориентации каждого подвижного элемента — вала с кривошипом, кулисы и поршня.

У двухцилиндровых моделей такого преимущества нет. Хотя на практике используется схема оппозитного компрессора, когда вторая кулиса приваривается к кривошипу с другой стороны, а второй поршень расположен на той же оси, что и первый, но с другой стороны вала двигателя.

Недостаток конструкции — ограничение мощности. Консольный вал выдерживает меньшие нагрузки, чем коленчатый вал.

Этот тип устанавливают в маленьких холодильниках, в двухкамерных моделях с двумя компрессорами и небольшими объемами камер (или одной из них).

Линейный компрессор

Схема линейного компрессора

Это разновидность поршневого агрегата. Привод в разрезе можно представить как соленоид, у которого шток поршня движется в электромагнитном поле катушки цилиндрической формы. А соленоиды постоянного тока создают значительное усилие, направленное по оси катушки, и используются в качестве силового магнитного привода.

Линейный компрессор работает по следующей упрощенной схеме:

  1. На катушку подается постоянное напряжение. Поршень приходит в поступательное движение.
  2. По завершении движения катушка отключается, а поршень возвращается в исходное состояние с помощью пружины.

Отсутствие электродвигателя и кривошипной передачи уменьшает уровень шума и снижает потери мощности на преодоление сил трения (выше класс энергопотребления). По этим двум характеристикам линейные компрессоры лучшие для домашних холодильников.

Ротационный компрессор

Схема ротационного компрессора

У этого типа нет поршней, а работа обеспечивается за счет движения в статоре двух роторов винтовой формы с сопрягающимися плоскостями. Если проводить аналогию с поршневыми моделями, то роль цилиндра выполняет не статор, а охватывающий ротор — по мере прохождения к стороне нагнетания объём между пластинами уменьшается.

Внутренний, охватываемый, ротор выполняет функцию поршня — его пластины обеспечивают сжатие потока впереди и разрежение газовой среды сзади.

Этот тип применяют в холодильных системах средней и большой мощности — при одинаковых характеристиках с поршневыми аналогами размеры компрессора меньше. Холодопроизводительность маленьких моделей уступает поршневым образцам с такими же размерами.

Еще одна разновидность ротационного типа — спиральный компрессор. Он состоит из двух спиралей «вдетых» одна в другую. Верхняя спираль неподвижна и в центре основания имеет нагнетательное отверстие. Всасывание происходит при движении внутренней спирали на периферии системы.

Так же, как и у винтовых моделей, максимальное КПД возможно лишь для холодильных установок средней и большой мощности. Поэтому основная «бытовая» область применения — это системы кондиционирования воздуха.

Основные производители

Производители компрессов для холодильника

Чтобы правильно подобрать холодильную технику, надо ориентироваться в её «содержимом». А основной узел, отвечающий за надежность, энергопотребление и производительность — это компрессор.

Лидером в производстве поршневых кривошипно-шатунных моделей считается американская компания TECUMSEN. По ее лицензиям работают многие заводы Европы и Азии.

Среди европейских производителей больше всего компрессор-моторов продает итальянский концерн EMBRACO. Заводы этого концерна в Европе, в Бразилии и в Китае производят около 20 млн. агрегатов в год, и их устанавливают на холодильниках такого известного производителя как LIEBHERR.

Концерну ELECTROLUX принадлежит несколько марок холодильников. Объём собственного производства мотор-компрессоров достигает около 12 млн. единиц в год, и они известны под следующими марками:

  • австрийский Verdichter;
  • итальянский Zem;
  • испанский Unite Germetique;
  • американский Kelvinator.

Очень хорошая репутация у датской компании DANFOSS. Её продукция вполне устраивает таких авторитетных производителей холодильников, как концерны BOSCH и SIEMENS.

Как подобрать компрессор

Правильный выбор компрессора

Как указывалось выше, при поломке компрессора, в большинстве случаев его просто меняют на новый. Но и при этом надо откачать из системы хладагент, загерметизировать трубопроводы, а после замены агрегата — закачать новый фреон и проверить его давление. Выполнить такие работы своими руками без специального оборудования невозможно. Поэтому лучше привлечь специалиста. Он же и подберет для замены такую же модель, а если её сняли с производства, то аналог с такими же характеристиками, что и вышедшая из строя деталь.

Совет! Один из способов сэкономить на ремонте «старенькой» марки холодильника — это установка б/у компрессора такой же марки, который сняли с аналогичного образца. И найти его можно в каждом регионе на сайтах объявлений по продаже и услугам соответствующего профиля.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Один Холодильник.ру
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: