Kuidas külmik töötab: ehitus ja põhiliste külmikutüüpide tööpõhimõte

Selge arusaam külmutusseadme ehitusest ja selle sees toimuvatest protsessidest aitab pikendada seadme kasutusiga. Külmiku tööpõhimõtet on lihtne mõista. Iga mudeli puhul seisneb see külma keskkonna tekitamises, neelates soojust objekti sisemuses ja kandes selle seejärel seadmest välja.

Kõike sellest, kuidas töötavad erineva tööpõhimõttega külmikud, saate teada meie esitatud artiklist. Me räägime seadme iseärasustest ja sellega seotud kasutusreeglitest. Meie nõuanded aitavad kaitsta külmutusmasinaid enneaegsete rikete eest ja säästavad teid remondivajadusest.

Peamiste külmikutüüpide tööpõhimõte

Külmutusseadmeid kasutatakse paljudes tegevusvaldkondades. Ilma nendeta ei saa koduses majapidamises hakkama ja ei ole võimalik ette kujutada tootmistsehhide, kaubanduspindade ja toitlustusasutuste täisväärtuslikku tööd.

Sõltuvalt sihtotstarbest ja kasutusvaldkonnast eristatakse mitut peamist seadmetüüpi: absorptsioon-, pööris- ja kompressorseadmed ning termoelektrilised seadmed.

Kompressortüüp on kõige levinum, seega käsitleme seda üksikasjalikult järgmises jaotises. Praegu aga toome välja peamised erinevused kõigi nelja konstruktsiooni vahel.

Absorptsioontehnika toimimine

Absorptsioontüüpi seadmete süsteemis ringlevad kaks ainet – külmaaine ja absorvent. Külmaaine funktsioone täidab tavaliselt ammoniaak, harvem atsetüleen, metanool, freoon, liitiumbromiidi lahus.

Absorbent on vedelik, millel on piisav neeldumisvõime. See võib olla väävelhape, vesi jne.

Kogu seadme töö põhineb absorptsiooni põhimõttel, mis tähendab ühe aine neeldumist teise poolt. Konstruktsioon koosneb mitmest põhisõlmest – aurustist, absorberist, kondensaatorist, reguleerventiilidest, generaatorist, pumbast.

Süsteemi elemendid on ühendatud torudega, mille abil moodustub üks suletud ahel. Kambrite jahutamine toimub soojusenergia abil.

Protsess toimub järgmiselt:

• Vedelikus lahustunud külmutusagens tungib aurustisse;
• Kontsentreeritud lahusest eralduvad 33 kraadi juures keevad ammoniaagiaurud, mis jahutavad objekti;
• Aine liigub absorberisse, kus see uuesti absorbeeritakse;
• Pump pumpab lahuse generaatorisse, mida soojendab teatud soojusallikas;
• Aine keeb ning eralduvad ammoniaagiaurud suunduvad kondensaatorisse;
• Külmutusagens jahtub ja muutub vedelikuks;
• Töövedelik läbib reguleerventiili, surutakse kokku ja saadetakse aurustisse.

Tulemusena võtab suletud ahelas ringlev ammoniaak soojust jahutatavast kambrist, kui see aurustisse siseneb, ning annab selle väliskeskkonda, olles kondensaatoris. Tsüklid korduvad lakkamatult.

Kuna agregaati ei saa välja lülitada, ei ole see kuigi ökonoomne ja sellel on suurenenud energiatarve. Kui selline seade rikki läheb, siis seda tõenäoliselt ei õnnestu parandada.

Absorptsioonseadmete sõltuvus pingekõikumistest, voolust ja teistest elektrivõrgu parameetritest on minimaalne. Kompaktsed mõõtmed võimaldavad neid hõlpsasti paigaldada igale sobivale alale

Seadmete konstruktsioonis puuduvad mahukad liikuvad ja hõõrduvad osad, seetõttu on neil madal müratase. Seadmed sobivad hoonetesse, mille elektrivõrk on pidevalt tippkoormuse all, ja kohtadesse, kus puudub pidev elektrivarustus.

Absorptsiooniprintsiip realiseerub tööstuslikes külmutusseadmetes, väikestes autode ja kontoriruumide külmikutes. Mõnikord esineb see üksikutes kodumasinates, mis töötavad maagaasil.

Termoelektriliste mudelite tööpõhimõte

Temperatuuri langus termoelektrilise külmiku kambris saavutatakse spetsiaalse süsteemi abil, mis pumpab soojust välja vastavalt Peltier' efektile. See hõlmab soojuse neeldumist kahe erineva juhi ühenduskohas elektrivoolu läbimise hetkel.

Külmikute konstruktsioon koosneb metallidest valmistatud kuupkujulistest termoelektrilistest elementidest. Need ühendatakse ühe elektrilise skeemiga. Koos voolu liikumisega ühest elemendist teise liigub ka soojus.

Alumiiniumplaat neelab selle sisemisest sektsioonist ja annab edasi kuupkujulistele töödetailidele, mis omakorda suunavad selle stabilisaatorisse. Seal visatakse see ventilaatori abil välja. Sellel põhimõttel töötavad kaasaskantavad minikülmikud ja jahutava toimega kotid.

Enamikus termoelektriliste jahutusseadmete mudelites on toitepinge polaarsust vahetades võimalik saada mitte ainult külma, vaid ka sooja – kuni 60 °C. Seda funktsiooni kasutatakse toidu soojendamiseks.

Seda seadet kasutatakse matkamisel, sõiduautode, jahtide ja mootorpaatide sisustamisel, sageli paigaldatakse see suvilatesse ja muudesse kohtadesse, kus on võimalik tagada seadme toiteallikas 12 V pingega.

Termoelektrilistes seadmetes on spetsiaalne avariimehhanism, mis lülitab need välja töötavate osade ülekuumenemise või ventilatsioonisüsteemi rikke korral.

Sellise töömeetodi eelisteks on suur töökindlus ja üsna madal müratase seadmete kasutamisel. Puuduste hulka kuuluvad kõrge hind ja tundlikkus välistemperatuuride suhtes.

Pöörisjahutitega seadmete omadused

Selle kategooria seadmetes on kompressor. See surub õhku kokku, mis seejärel paisub paigaldatud pöörisjahutite plokkides. Objekti jahutatakse kokkusurutud õhu järsu paisumise tõttu.

Pöörisseadmed on vastupidavad ja ohutud: need ei vaja elektrit, neil pole liikuvaid osi ega ohtlikke keemilisi ühendeid sisemises konstruktsioonis.

Pöörisjahutite meetod ei saavutanud laialdast levikut, piirdudes vaid katsenäidistega. Seda seletatakse suure õhukuluga, väga mürarikka tööga ja suhteliselt madala jahutustõhususega. Mõnikord kasutatakse seadmeid tööstusettevõtetes.

Kompressortehnika ülevaade

Kompressoriga külmikud on kõige levinum kodutehnika tüüp. Need on peaaegu igas kodus – tarbivad suhteliselt vähe energiat ja on kasutamisel ohutud. Parimad mudelid usaldusväärsetelt tootjatelt teenivad oma omanikke üle 10 aasta. Vaatame nende ehitust ja tööpõhimõtteid.

Sisemise ehituse iseärasused

Klassikaline kodukülmik on vertikaalselt orienteeritud kapp, mis on varustatud ühe või kahe uksega. Selle korpus on valmistatud jäigast lehtterasest paksusega umbes 0,6 mm või vastupidavast plastikust, mis kergendab kandekonstruktsiooni kaalu.

Kvaliteetseks tihendamiseks kasutatakse kõrge kloorivüülivaigusiisaldusega pastat. Pind krunditakse ja kaetakse kvaliteetse emailiga pihustuspüstolitest. Sisemiste metallosakeste tootmisel kasutatakse nn stantsimismeetodit, plastkappe tehakse vaakumvormimise meetodil.

Seadme uksed koosnevad teraslehtedest. Äärtesse paigaldatakse tihe kummist tihend, mis ei lase välisõhku läbi. Mõnedesse modifikatsioonidesse on paigaldatud magnetilised sulgurid.

Toote sise- ja välisseina vahele tuleb tingimata paigaldada soojusisolatsioonikiht, mis kaitseb kambrit soojuse eest, mis üritab ümbritsevast keskkonnast sisse tungida, ja takistab sees tekkiva külma kadumist. Nendel eesmärkidel sobivad hästi mineraal- või klaasvill, vahtpolüstüreen, vahtpolüuretaan.

Siseruum traditsiooniliselt jaguneb kaheks funktsionaalseks tsooniks: jahutus- ja sügavkülmutustsooniks.

Paigutuse kuju järgi eristatakse:

• ühe-;
• kahe-;
• mitmekambrilised seadmed.

Eraldi liigina on välja toodud Side-by-Side agregaadid, mis hõlmavad kahte, kolme või nelja kambrit.

Ühekambrilised agregaadid on varustatud ühe uksega. Seadme ülemises osas asub sügavkülmutuskamber oma eraldi uksega, millel on ülesklapitav või avanev mehhanism, alumises osas – jahutussektsioon reguleeritava kõrgusega riiulitega.

Kambritesse paigaldatakse valgustusseadmed LED- või tavalise hõõglambiga, et näha, mis seal külmkapis tegelikult sees on.

Kõrvuti (side-by-side) tüüpi seadmed on palju mahukamad ja laiemad kui nende analoogid. Mõlemad sektsioonid hõivavad ruumi kogu seadme kõrguse ulatuses. Need asetsevad üksteisega paralleelselt.

Kahekambrilistes agregaatides on sisemised karbid isoleeritud ja igaüks eraldatud oma uksega. Sektsioonide paigutus võib olla Euroopa või Aasia tüüpi. Esimene variant eeldab sügavkülmutuskambri paiknemist all, teine – üleval.

Konstruktsiooni koostisosad

Kompressortüüpi külmutusseadmed ei tooda külma. Need jahutavad objekti, neelates siseimust soojust ja suunates selle väljapoole.

Külma tekke protsess kulgeb järgmiste sõlmede osalusel:

• külmaaine;
• kondensaator;
• aurustusradiaator;
• kompressorseade;
• termoreguleeriv ventiil.

Külmaaine rollis, millega külmiku süsteemi täidetakse, on erinevad freooni margid – gaasisegud, millel on kõrge voolavus ja üsna madal keemis-/aurustumistemperatuur. Segu liigub suletud kontuuris, kandes soojust üle tsükli erinevatesse osadesse.

Enamikul juhtudel kasutavad tootjad kodukülmutusmasinates tööelemendina Freoon 12. See värvitu gaas vaevumärgatava spetsiifilise lõhnaga ei ole inimesele mürgine ega mõjuta kambrites hoitavate toodete maitset ja omadusi.

Kompressor on iga külmiku konstruktsiooni keskne osa. See on inverter- või lineaarseade, mis kutsub esile sundringluse gaasile süsteemis, suurendades rõhku. Lihtsamalt öeldes surub külmiku kompressor kokku freooni auru ja paneb selle liikuma vajalikus suunas.

Seade võib olla varustatud ühe või kahe kompressoriga. Tööst tekkivad vibratsioonid neelab välimine või sisemine vedrustus. Paari kompressoriga mudelites vastutab iga kamberi eest eraldi seade.

Kompressorite klassifikatsioon näeb ette kaks alamliiki:

1. Dünaamiline. See sunnib külmaainet liikuma tsentrifugaal- või aksiaalventilaatori labade liikumisjõu abil. Sellel on lihtne ehitus, kuid madala kasuteguri ja väändemomendi mõjul kiire kulumise tõttu kasutatakse seda koduseadmetes harva.
2. Mahukompressor. See surub töökeha kokku spetsiaalse mehaanilise seadme abil, mille käivitab elektrimootor. See võib olla kolb- või rootorkompressor. Peamiselt paigaldatakse külmikutesse just sellised kompressorid.

Kolbaparaat on esitatud vertikaalse võlliga elektrimootorina, mis on ümbritsetud terviklikust metallkestast. Kui käivitusrelee ühendab toite, aktiveerib see väntvõlli ning sellele kinnitatud kolb hakkab liikuma.

Töösse lülitub avanevate ja sulgurite klappide süsteem. Selle tulemusel tõmmatakse freooniaurud aurustist välja ja surutakse kondensaatorisse.

Kolbkompressori rikete korral on remont võimalik ainult spetsialiseeritud professionaalse seadme kasutamisel. Iga lahtivõtmine koduses keskkonnas ähvardab hermeetilisuse kaotamise ja edasise kasutamise võimatusega.

Rootormehhanismides hoiavad vajalikku rõhku kaks vastastikku liikuvat rootorit. Freoon siseneb ülemisse taskusse, mis asub võllide alguses, surutakse kokku ja väljub läbi väikese läbimõõduga alumise ava. Hõõrdumise vähendamiseks juhitakse võllide vahele õli.

Kondensaatorid on valmistatud rest-spiraalina, mis kinnitatakse seadme taga- või külgseinale.

Neil on erinev konstruktsioon, kuid nad täidavad alati üht ülesannet: kuumade gaasiaurude jahutamine etteantud temperatuuriväärtusteni aine kondenseerimise ja soojuse hajutamise kaudu ruumi. Need võivad olla kilp- või ribitoru tüüpi.

Aurusti koosneb õhukesest alumiiniumtorustikust, joodetud terasplaatidest. See puutub kokku külmiku sisemiste kambritega, juhib tõhusalt neeldunud soojuse seadmest välja ja alandab oluliselt temperatuuri kappides.

Termoreguleerimisventiil on vajalik töökeha rõhu hoidmiseks teatud tasemel. Agregaadi suured sõlmed ühendatakse omavahel torustikusüsteemiga, mis moodustab hermeetilise suletud ringi.

Töötsüklite järjestus

Pikemaajaliseks toiduvarude säilitamiseks kompressorseadmetes tekib optimaalne temperatuur töötsüklite ajal, mis toimuvad üksteise järel.

Need kulgevad järgmiselt:

• kui seade võrku ühendatakse, käivitub kompressor, mis surub kokku freooni auru, tõstes samaaegselt nende rõhku ja temperatuuri;
• ülerõhu mõjul siseneb kuum töövedelik, mis on gaasilises olekus, kondensaatori mahutisse;
• pika metalltoru kaudu liikudes eraldab aur kogunenud soojuse väliskeskkonda, jahtub järk-järgult toatemperatuurini ja muutub vedelikuks;
• vedel töövedelik läbib filtri-kuivati, mis neelab liigse niiskuse;
• külmaaine tungib läbi kitsa kapillaartoru, mille väljundis selle rõhk langeb;
• aine jahtub ja muundub gaasiks;
• jahutatud aur jõuab aurustini ja liikudes läbi selle kanalite võtab soojust külmutusseadme sisemistest osadest;
• freooni temperatuur tõuseb ja see saadetakse tagasi kompressorisse.

Lihtsas sõnastuses: kompressoriga külmik töötab nii: kompressor pumpab külmainet suletud ringi. Freoon omakorda muudab olekut tänu spetsiaalsetele seadmetele, kogub soojust sees ja kannab selle välja.

Töötsükkel süsteemis kordub seni, kuni on saavutatud süsteemiprogrammidega määratud temperatuuriväärtused, ja taaskäivitub, kui nende tõus tuvastatakse

Pärast vajalike parameetriteni jahutamist peatab termoregulaator mootori, katkestades elektriahela.

Kui kambrite temperatuur hakkab tõusma, sulguvad kontaktid uuesti ja kompressori elektrimootor pannakse tööle kaitse-käivitusrelee abil. Seetõttu kostab külmiku töötamise ajal pidevalt mootori mürinat, mis vaibub ja siis uuesti ilmub.

Soovitused kasutamiseks ja hoolduseks

Seadme kasutamises pole midagi keerulist: see töötab automaatrežiimis ööpäevaringselt. Ainus, mida tuleb teha esmakordsel sisselülitamisel ja perioodiliselt töö käigus kohandada, on seada konkreetsetes oludes optimaalne temperatuurirežiim.

Vajalik temperatuur seatakse termoregulaatoriga. Elektromehaanilises süsteemis määratakse väärtused silma järgi või vastavalt tootja juhendis toodud soovitustele. Seejuures tuleb arvestada külmikus hoitavate toodete tüüpi ja kogust.

Regulaatori nupp on tavaliselt ümmargune mehhanism, millel on mitu jaotust, või uuemates ja kallimates mudelites saab juhtimist teostada puutepaneeli abil.

Külmutusastme hindamiseks soovitavad spetsialistid esialgu seada regulaator keskmisse asendisse ja mõne aja pärast vajadusel seda paremale või vasakule keerata.

Iga märk sellisel käepidemel vastab kindlale temperatuurirežiimile: mida suurem jaotus, seda madalam temperatuur. Elektrooniline plokk võimaldab aga seada temperatuuri maksimaalse täpsusega kuni 1 kraadini pöördregulaatori või nuppude abil.

Näiteks seada sügavkülmikus väärtuseks -14 kraadi. Kõik sisestatud parameetrid kuvatakse digitaalekraanil.

Kodukülmiku eluea maksimaalseks pikendamiseks tuleb mitte ainult aru saada selle ehitusest, vaid ka oskuslikult seda hooldada. Nõuetekohase teeninduse puudumine ja vale kasutamine võivad põhjustada oluliste osade kiiret kulumist ja ebatäielikku toimimist.

Soovimatutest tagajärgedest saab hoiduda, järgides mitmeid reegleid:

1. Kondensaatorit regulaarselt puhastada mustusest, tolmust ja ämblikuvõrkudest mudelites, mille tagaseinal on avatud metallvõre. Selleks tuleb kasutada tavalist kergelt niisutatud lappi või väikese otsikuga tolmuimejat.
2. Seade õigesti paigaldada. Jälgida, et kondensaatori ja toaseina vaheline kaugus oleks vähemalt 10 cm. Selline meede aitab tagada takistamatu õhumasside ringluse.
3. Õigeaegselt sulatada, vältides liigse lumekihi teket kambrite seintele. Samal ajal on jääkoorikute eemaldamiseks keelatud kasutada nuge ja muid teravaid esemeid, mis võivad kergesti aurustit kahjustada ja rikkuda.

Samuti tuleb arvestada, et külmkappi ei tohi paigutada kütteseadmete lähedusse ega kohtadesse, kus on võimalik otsene päikesevalguse kokkupuude. Liigne välissoojuse mõju mõjub halvasti põhiosade tööle ja seadme üldisele jõudlusele.

Roostevabast terasest valmistatud tooteosade puhastamiseks sobivad ainult spetsiaalsed vahendid, mida tootja soovitab seadme juhendis.

Kui plaanitakse vedu ühest kohast teise, on kõige parem transportida seadet kõrge kastiga veoautos, kinnitades selle rangelt vertikaalsesse asendisse.

Nii saab vältida rikkeid, õli lekkimist kompressorist, mis satub otse jahutusaine ringluskontuuri.

Järeldused ja kasulik video teemal

Video #1. Kuidas külmutusagregaat töötab:

Video #2. Kompressioonkülmikute ehituse üksikasjalik selgitus:

Video #3. Informatsioon absorptsioonimasinate töö kohta:

Kuni külmutusseadmed töötavad korralikult, ei huvitu tarbijad sageli nende ehitusest. Kuid neid teadmisi ei tohiks tähelepanuta jätta. Need on väga väärtuslikud, kuna võimaldavad kiiresti tuvastada rikke põhjust ja leida probleemset kohta, ennetades tõsiseid rikkeid.

Palun jätke kommentaare, lisage teemakohaseid fotosid, esitage artikli teemal küsimusi allpool asuvas plokis. Rääkige, kuidas te oma külmiku ehitusest aru saite. Jagage, kuidas te praktikas külmutusmasina konstruktsiooni teadmisi rakendasite.