Какой газ в холодильнике - СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОРТАЛ
Ecom-climate.ru

СТРОИТЕЛЬНЫЙ ПОРТАЛ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Какой газ в холодильнике

Эволюция холода: хладагенты в современных холодильниках

Хладагент — это рабочее вещество холодильной машины, которое при кипении и в процессе испарения отнимает тепло от охлаждаемого объекта, а затем после конденсации передаёт его окружающей среде.

Современные холодильники в основном компрессионные и, как следует из названия, имеют компрессор (а некоторые модели даже два). Кроме этого, конструкция предусматривает испаритель. Меж ними циркулирует хладагент. Сначала сжатый компрессором хладагент, находясь в газообразном состоянии, поступает в конденсатор — длинную зигзагообразную трубку. Там он превращается в жидкость и отдаёт тепло окружающей среде. Через специальный регулирующий вентиль жидкий хладагент поступает в испаритель, который находится внутри теплоизолированной морозильной или холодильной камеры. Там давление падает, он начинает кипеть, испаряется, снова превращаясь в газ, отбирая при этом тепло у окружающего воздуха. Камера холодильника охлаждается. Испарившийся хладагент опять сжимается компрессором и попадает в конденсатор. И так цикл повторяется снова и снова. Этот принцип охлаждения используется в большинстве холодильников уже десятки лет.

1 — компрессор; 2 — нагнетательный трубопровод; 3 — конденсатор; 4 — фильтр-осушитель; 5 — капиллярная трубка; 6 — испаритель холодильной камеры; 7 — испаритель морозильной камеры; 8 — всасывающий трубопровод» src=»http://pics.rbc.ru/img/cnews/2008/02/15/1.jpg»>

Схема компрессионного холодильника:
1 — компрессор; 2 — нагнетательный трубопровод; 3 — конденсатор; 4 — фильтр-осушитель; 5 — капиллярная трубка; 6 — испаритель холодильной камеры; 7 — испаритель морозильной камеры; 8 — всасывающий трубопровод

Однако есть и другой тип холодильников, пусть и менее популярный сегодня, — абсорбционные. Циркуляция рабочих веществ: абсорбента (воды) и хладагента (как правило, аммиака), имеющих разную температуру кипения при атмосферном давлении, осуществляется посредством абсорбции. Аммиак поглощается водой, получившаяся смесь подогревается с помощью электрического или газового нагревателя. При этом происходит выпаривание аммиака, который, испаряясь, потребляет теплоту камеры холодильника, то есть способствует её охлаждению. Абсорбционные холодильники в основном маленькие, однокамерные. Яркий пример такой техники — великолукские холодильники «Морозко».

Схема устройства абсорбционного холодильника

Как всё начиналось

История появления холодильников, конечно, не сравнится с историей цивилизации, но всё-таки насчитывает несколько веков. В древности снег и лёд помогали людям сохранять пищу (этот способ длительного хранения продуктов питания пришёл в Европу из северных широт). У народов, населявших те края, замороженные рыба, оленина и ягоды хранились месяцами. Однако в более тёплом климате нужны были специальные ледяные шкафы, а поставлять лёд для них стоило очень дорого. Те, кто не мог себе это позволить, вынуждены были хранить продукты : квасить капусту, солить мясо, сушить фрукты и грибы. Так продолжалось довольно долго. Постепенно начали проводиться различные исследования, способствующие поиску решения вопроса сохранения пищи. Но прорыва удалось достигнуть только в 19 веке. В 1834 году появилась первая холодильная компрессионная машина. мир и столкнулся впервые с хладагентами. В этой машине использовался диэтиловый эфир.

Серийное производство холодильников в начале XX века активнее всего развивалось в США. Практически во всех машинах того времени в качестве хладагента использовались аммиак, различные эфиры и некоторые другие весьма токсичные и опасные для человека вещества. поломок таких агрегатов и контакта людей, в частности, с аммиаком высокой концентрации нередки были даже смертельные случаи. Поэтому учёные стали искать другие вещества, которые можно использовать в качестве хладагентов. Так появились фреоны.

Один из первых серийных американских холодильников — Frigidaire

Воцарение фреонов

Фреоны — это химические соединения на основе метана или этана. Их физическое состояние — газы без цвета и запаха, безвредные для человека. Первой фреон синтезировала американская компания «Кинетик Кемикалз Инк» в начале годов прошлого века. Эта же фирма и дала название новому веществу. Тогда же было введено его обозначение: латинская буква «R» (по первой букве английского слова Refrigerant) — и цифры: код, определяющий свойства. Первый фреон назывался (дифтордихлорметан). Фреон из чистого метана имеет марку , а из этана — . Все остальные фреоны получаются смешением этих двух газов и замещением атомов водорода атомами хлора или фтора.

Сейчас в мире синтезировано более четырех десятков различных фреонов, отличающихся по свойствам и химическому составу. Основные требования, которые предъявляются к фреонам, — это минусовая температура кипения при атмосферном давлении, конденсация при низком давлении, а также высокая хладопроизводительность. Кроме этого, необходимы высокий коэффициент теплопроводности и теплопередачи. Желательна и низкая стоимость. Таким требованиям лучше других раньше отвечали фреоны R-12 и R-11 (фтортрихлорметан), использовавшиеся обычно в бытовых холодильниках, а также R-22 (дифторхлорметан), применявшийся в низкотемпературных промышленных холодильных установках. Для получения очень низких температур были разработаны хладагенты , и .

Скрытая угроза

Всё шло прекрасно: и производители, и потребители были довольны. К 1976 году объём производства того же достиг почти 340 тысяч тонн. Определённая часть из этого количества предназначалась как раз для холодильных систем, систем охлаждения воздуха, баночек с аэрозолями Но годы прошлого века стали началом «тяжелых времён» для уже привычных фреонов. Ученые, исследовавшие причины нарушения озонового слоя Земли, пришли к выводу, что многие фреоны наносят ему ощутимый вред. Также оказалось, что фреоны участвуют в возникновении парникового эффекта, потому что задерживают инфракрасное излучение, которое испускает земная поверхность, а следовательно, способствуют глобальному потеплению.

Вообще, «экологическая опасность» фреонов зависит от содержания трех составляющих: хлора, фтора и водорода. Чем меньше атомов водорода, тем дольше фреон не разлагается и не наносит вред окружающей среде. А по мере увеличения числа атомов хлора растёт токсичность и озоноразрушающая способность фреонов. Вред, наносимый такими веществами озоновому слою, оценивается величиной озоноразрушающего потенциала. Чем он больше, тем вреднее фреон. Так, самый распространённый ранее — — имеет потенциал равный 1, — 0,05, а наиболее вредными являются фреоны , , у которых озоноразрушающий потенциал достигает 13.

Чтобы защитить нашу планету от разрушительной деятельности человека, в 1987 году в соответствии со специальной программой ООН вступил в действие «Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой», предусматривающий постепенное сокращение производства и потребления ряда вредных фреонов. Поэтому с тех пор в холодильниках не используют , . В 1992 году на конференции в Копенгагене было принято решение и о прекращении производства озоноопасных фреонов R11, R12 и R502 с 1 января 1996 года. Заменой им стали озонобезопасные хладагенты, такие, как , или (все три: гидрофторуглеродные соединения). Правда, безопасные агенты, например, R134а зачастую не отличаются прекрасными физическими и термодинамическими свойствами, и к тому же стоят довольно дорого, например, килограмм в 7 раз дороже такого же количества обычного . Также используются смеси, из нескольких хладагентов.

Озоновый слой планеты всё ещё под угрозой, хотя за 20 лет, прошедших с подписания монреальского протокола, есть ощутимые позитивные изменения. Фото сделано спутником NASA

Альтернатива фреонам

Однако и сегодня постоянно ведутся исследования, учёные пытаются синтезировать новые, максимально экологичные, более качественные по своим свойствам хладагенты. Разработкой альтернативных хладагентов озабочены многие государства, вкладывающие значительные финансовые средства в соответствующие исследования. По оценкам специалистов, за последние шесть лет на синтез новых хладагентов было потрачено свыше 2,4 миллиардов долларов.

Синтезированы хладагенты из пропана (R290), этилена (R1150), пропилена (R1270), изобутана (R600a). Производство холодильников, работающих на изобутане, освоили многие производители, причём не только в Европе или в Америке, но и на просторах бывшего СССР. Например, белорусская фирма Atlant предлагает покупателям модель за 15000 рублей, да и остальные свои модели этот производитель «перевёл» на безопасный изобутан.

Читать еще:  Зона свежести в холодильнике что это

Примеры моделей с хладагентом R600A:

Фирмой Du Pont был разработан ряд новых смесей хладогентов, известных под марками SUVA MP, SUVA МР39 (R401A), SUVA MP52 (R401C) и некоторые другие.

Увы, пока говорить о идеальном по своим характеристикам хладагенте рано. Сегодня главное то, что удалось разработать хладагенты безопасные для человека и окружающей среды. Именно они и используются в бытовых холодильниках и кондиционерах. Ну, а дальнейшее их совершенствование — дело времени.

Вреден ли фреон из холодильника

Многие поломки холодильника сопровождаются разгерметизацией охлаждающего контура. Коррозия испарителя, нарушение целостности локринговых соединений, пробой испарителя ножом, если вы пытались сбить лед в морозилке при размораживании холодильника – все это приводит к выходу из строя агрегата и утечке фреона. И помимо вопроса «что делать с холодильником», второй не менее резонный – «не опасен ли фреон»? Может быть он ядовит? Не отравятся ли домочадцы, особенно, если у нас стандартная 6-метровая кухня? А еще у нас газовая плита – не «рванет» ли?

Ответим сразу: в современных холодильниках циркулируют хладагенты марок R600a, R134a, R12 и R22. В тех объемах, которые имеются в бытовых холодильниках, утечка фреона не может нанести вред здоровью или привести к взрыво- или пожароопасной ситуации.

Ниже мы подробно рассмотрим основные свойства фреонов с точки зрения их потенциальной опасности для человека и окружающей среды (в том числе влияния на озоновый слой).

Фреон R600a (изобутан)

Используется в качестве хладагента в большинстве современных холодильников. Представляет собой газ природного происхождения, поэтому не разрушает озоновый слой. Горюч, в высокой концентрации взрывоопасен при контакте с воздухом.

Влияние на человека

Опасен ТОЛЬКО в ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ (нижний порог взрывоопасности – 1,3% — это 31 грамм изобутана на кубический метр воздуха; верхний порог —8,5% — 205 граммов изобутана на кубический метр воздуха). Объем обычной «6-метровой кухни» составляет примерно 15 кубических метров. То есть для создания взрывоопасной среды (при условии полной герметичности помещения) потребуется более 400 грамм R600a. В холодильнике, к счастью для всех, циркулирует порядка 100-200 грамм фреона.

Хладагент R134a (тетрафторэтан)

Вместе с R600a основной фреон, используемый в современных бытовых холодильниках. Один из первых хладагентов, полученных без использования хлора. Представляет собой нетоксичный бесцветный газ. Не взрывоопасен и не воспламеняется при любых значениях температуры. Не оказывает влияния на озоновый слой атмосферы, поскольку имеет нулевой потенциал разрушения озонового слоя (ODP = 0).

Влияние на человека

Фреон R12 (дифтордихлорметан)

В современных холодильниках практически не применяется (может встречаться в старых моделях). Представляет собой бесцветный газ с легким эфироподобным запахом. Невзрывоопасен. Вреден для окружающей среды, поскольку обладает озоноразрушающей способностью.

Влияние на человека

В высокой концентрации промышленных масштабов (при объемной доле в воздухе — 30%), приводит к удушью. Как вы понимаете, фреона из единственного бытового агрегата для создания подобной концентрации совсем не достаточно. Не горюч, однако при температуре свыше 330 °C выделяет токсичные соединения.

Хладагент R22 (дифторхлорметан)

Ранее широко использовался в холодильниках, сегодня — встречается лишь в старых моделях. Представляет собой бесцветный газ с легким запахом хлороформа. Не горюч и не взрывоопасен. Озоноразрушающий потенциал в 20 раз ниже, чем у фреона R12. Разлагается на высокотоксичные продукты при воздействии с открытым пламенем.

Влияние на человека

Ядовит ТОЛЬКО при нагревании свыше 250 С° за счет разложения на токсичные соединения.

Как видите, даже потенциально опасные для человека фреоны при комнатной температуре и в тех объемах, которые имеются в бытовых холодильниках – не могут причинить вред человеку. Впрочем, проветривание помещения в случае утечки фреона не повредит – для вашего же спокойствия.

Как определить, какой фреон в вашем холодильнике?

Если вы беспокоитесь, что ваш холодильник был заправлен каким-то иным хладагентом (как вам кажется, очень вредным и опасным), рекомендуем узнать марку фреона, на котором работает холодильник. На компрессоре каждого холодильника есть специальная бирка (наклейка), где указан используемый хладагент. Кроме того, тип фреона указывается в техническом паспорте агрегата.

С 99% уверенностью можно утверждать, что ваш агрегат функционирует на одном из описанных выше хладагентов (R600а, R134a, R12 или R22), которые не ядовиты и не несут никакой опасности для человека.

Признаки утечки фреона

Как определить, что из холодильника вытек фреон? Существует ряд признаков, свидетельствующих об утечке хладагента из холодильника:

  • Если вы сбивали лед в морозилке, острие воткнулось в стенку и вы услышали шипение – речь идет об утечке.
  • Недостаточное охлаждение, при этом компрессор работает постоянно и не отключается. При утечке фреона холодильник не может достигнуть заданной температуры, и агрегат пытается «компенсировать» недостаток холода постоянной работой. Если холодильник двухкомпрессорный – плохо будет охлаждать одна из камер, если однокомпрессорный – обе.
  • Мотор не включается совсем. После того как фреон улетучился, компрессор не «заводится», холодильник перестает работать вообще.
  • Сигналы о неисправности. Современные холодильники сообщают о том, что температура выше заданного значения. Это может быть мигание аварийного индикатора или звуковой сигнал.
  • Визуальные признаки. Если произошла утечка в испарителе, на нем возникает большой нарост снега и льда (что говорит о неисправности). Если же по периметру дверцы морозильной камеры видны следы коррозии, скорее всего, образовалась утечка в контуре обогрева периметра морозилки. В обоих случаях холодильник не морозит или морозит не достаточно хорошо.

Большинство фреонов обладают повышенной текучестью, за счет чего они могут улетучиваться даже через малейшие микроотверстия. Именно поэтому определить место утечки, порой, бывает крайне сложно. Мастера «РемБытТех» используют для этого течеискатели – профессиональное оборудование, которое по концентрации фреона в воздухе помогает найти место пробоя. Сделать это самостоятельно без должных знаний и специальных инструментов – невозможно. Именно поэтому в случае утечки фреона мы настоятельно рекомендуем обращаться к профессионалам.

Цены на ремонт холодильников при утечке фреона

Стоимость ремонта холодильника зависит от его марки и характера утечки. Ниже приведена ориентировочная цена устранения утечки фреона для наиболее популярных марок холодильников в сервисном центре «РемБытТех».

Цены в таблице только за ремонтные работы, запчасти и комплектующие оплачиваются дополнительно.

Утечка фреона в холодильнике

Фреон – инертный газ, без запаха. При атмосферном давлении он закипает при температуре ниже нуля. Но компрессор создает такое давление, что хладагент конденсируется в жидкость, выполняет обогрев контуров, до того, как снова превратится в газ в испарителе. Процесс охлаждения камер требует определенное количество хладагента. Утечка уменьшает производительность аппарата по холоду. Задача мастера, обнаружить в каком месте вытек фреон из холодильника, устранить свищ и закачать новую порцию хладагента.

Признаки утечки фреона в холодильнике

Недостаточное количество фреона нарушает тепловой баланс, использует на испарение меньше тепла. Причина утечки хладагента из холодильника почти всегда происходит из-за нарушения инструкции по эксплуатации:

  • Неправильная транспортировка холодильника, погрузка и установка с резкими рывками может привести к разрушению сварочных швов.
  • Ускорение разморозки с механическим отделением льда с помощью ножа или вилки может привести к повреждению трубок в морозилке.
  • Редкая разморозка, скопление льда, таяние его у двери способствуют ржавлению трубок в обогревающем контуре. Свищи образуются внизу, где влага просачивается через уплотнение.
  • Естесственное старение материала, коррозия.
  • Заводской брак.
Читать еще:  Инверторный компрессор в холодильнике что это такое

Если фреона в холодильнике не хватает, компрессор будет работать, не останавливаясь, а в камере будет тепло. Определить точно, как утечку, так и другие неисправности может специалист с нужным оборудованием. Сходные признаки могут быть при неплотно закрытой двери, нарушении целостности прокладок.

Чтобы самостоятельно определить, есть ли фреон в холодильнике, следует разморозить и высушить аппарат. Если после того, как его включат, холод в камерах не набирается, конденсаторная решетка холодная — фреон вытек. Что делать? Нужна заправка.

Как выглядит фреон, вытекающий из холодильника

Как обнаружить утечку самостоятельно? На открытых участках место прокола обозначится черным пятном – газ вышел, а масло в контуре нелетучее, оно и остается вокруг свища. Если порыв трубки произошел в запененной части холодильника, вздуется стенка камеры, обозначая место утечки. Специалист в поиске утечки фреона в холодильнике использует течеискатель – прибор, работающий по принципу металлоискателя. Обнаружив место повреждения, аппарат подает звуковой сигнал.

Определить, что из холодильника вытек фреон можно, если в камерах тепло, на полу возле компрессора есть коричневая маслянистая лужа. Хладагент испарился при комнатной температуре, оставив масло, продукты разложения, конденсат, как след. Понять, что вытек фреон из холодильника можно самому, как только будут обнаружены лужи от растаявших продуктов и равномерный шум работающего компрессора. Если при этом пощупать конденсатор – решетку на торцевой части, она будет холодная. Это самый верный показатель, что фреон в холодильнике кончился.

Как проверить утечку фреона в холодильнике

Когда пользователи сетуют на неприятный запах из холодильника и связывают его с утечкой фреона – они правы. Да, газ бесцветный, без запаха. Но улетучивается хладагент в микроскопическое отверстие постепенно. Климат в камере меняется. Появляются микрочастицы патогенов, создается неприятный запах. Это связано с высокой влажностью. Что делать, если появилось подозрение, что из холодильника выходит фреон?

  1. Проверить, как часто останавливается компрессор, или он работает непрерывно.
  2. Проверить целостность уплотнения двери и плотность примыкания контура. Взять лист плотной качественной бумаги, отрезать полоску в 5 см и протянуть ее через закрытую дверь. Тащится с трудом – уплотнение нормальное.
  3. Не останавливается компрессор, нет холода, проверьте напряжение в сети. Производительность компрессора равна 0 если в сети 185 В. Мотор будет работать, а компрессии не будет.

Если другие причины исключены, обращайтесь в специализированный центр за диагностикой. Как определить наличие фреона в холодильнике или его отсутствие знает специалист.

Внутренняя утечка фреона в холодильнике

Самым дорогим ремонтом, если вытек фреон из холодильника, считается изменение контура хладагента. Цена работы зависит от места утечки. Если это контур обогрева двери – его отглушают и трубку прокладывают по задней стенке. Если свищ образовался в корпусе, требуется убирать изоляцию, заново прокладывать контур и запенивать.

Работа дорогостоящая, но даже в условиях мастерской заново создать заводской контур невозможно. Ремонт с нарушением теплоизоляции изменяет термодинамические свойства камер. Некоторые компании, например, Либхер, считают холодильники с утечкой фреона в запененной части неремонтопригодными. В течение 10 лет эксплуатации, они, по заключению собственного сервисного центра, могут поменять аппарат, вопреки российским торговым правилам.

Устранение утечки фреона в холодильнике

В контуре применяют разные способы восстановления герметичности. В алюминиевом испарителе для заделки проколов используют пайку припоем с алюминиевой основой.

Стык медной трубки с алюминиевой выполняется аргонной сваркой на специальной установке. Возможно, выход газа происходит в месте соединения штуцера и компрессора, а весь остальной контур не требует ремонта. У мастера есть несколько способов, как определить место утечки фреона в холодильнике. Действия ремонтника происходят в следующей последовательности:

  • диагностика неисправностей;
  • обнаружение трещин и свищей на трубках охладительного контура, устранение неисправностей на дому или в мастерской;
  • вакуумирование системы с целью удаления конденсата и остатков фреона;
  • заполнение контура газом в определенном объеме;
  • проверка системы на герметичность и способность к охлаждению.

Если после закачки хладагента охлаждающий эффект уменьшился и наблюдается обмерзание трубки всаса в компрессор – закачано много фреона – требуется перезаправка за счет мастера.

Утечка фреона в холодильнике – стоит ли ремонтировать?

По сравнению с заменой компрессора, поиск трещины, восстановление контура обходятся намного дешевле. Холодильник получает вторую жизнь. Бывают случаи, когда испаритель, отремонтированный 15 лет тому назад, до сих пор работает в старом холодильнике, в ссылке на даче. Просто так фреон вытекать из холодильника не может. Контур холода герметичный. С годами может появиться утечка в стыке между медной и алюминиевой трубкой. В российских моделях часто утечки обнаруживают в контуре обогрева двери. Недорогой ремонт возвращает функциональность аппарату полностью. Вот почему, как узнали, что вытек фреон из холодильника, нужно как можно быстрее вызвать мастера. Самостоятельно эта операция не выполняется – слишком велик риск добавить к одной проблеме еще несколько.

Как найти утечку фреона в холодильнике самостоятельно

Если компрессор работает не останавливаясь, припомните, как все началось. Возможно, в морозильнике лежало мясо, и вы со льдом оторвали его от стенки. А может быть, стремясь быстрее разморозить камеру, «нежно» отодвигали корку льда от поверхности ножом. В этот момент послышалост небольшое шипение, вскоре все стихло. Было? Тогда причина утечки очевидна. Сама проблема не решится, скоро весь газ стравит, и начнут портиться продукты. Необходимо вызвать мастера, чтобы устанил повреждение или заменил испаритель.

Видео

Предлагаем посмотреть видео по устранению утечки в контуре обогрева холодильника.

Фреон. Газ или жидкость?

Газ или жидкость?

Все знают что в холодильном контуре есть хладагент (фреон).
Многие думаю что это такая жидкость.
Но это не совсем так. Давайте по порядку, на простом языке.
Хладагент (ХА) это газ. Который в зависимости от определённой температуры и давления имеет разное агрегатное состояние.

Вот например баллон с пропаном (это кстати тоже хладагент, R290, и он сейчас только начинает набирать обороты в промышленности). Представим что баллон наполнен на половину. Если его взять в руки и пошатать, можно почувствовать что в нем плещется жидкость. Но стоит нам открыть вентиль, начнёт выходить газ.
Точно так и «фреон». При определённом давлении и температуре меняет своё состояние. При атмосферном давлении и температуре выше ноля градусов, если жидкого фреона налить в стакан, он будет кипеть и температура кипения будет известна. Специально для этой статьи с снял небольшой видеоролик — эксперимент на эту тему, где наливал фреон в стакан!

Каждый фреон имеет свою температуру кипения. Зависимость температур и давлений можно посмотреть в этой таблице.

Что же происходит в холодильном контуре?

Читать еще:  Какая температура должна быть у компрессора холодильника

Компрессор перекачивает газ. Жидкость он не может перекачивать. Конструкция такая. Если компрессор начнёт перекачивать жидкость, образуется гидроудар.
Рассмотрим работу холодильного контура на ХА R134a.
Компрессор нагнетает пары ХА, от сжатия пары нагреваясь до 50-70 градусов попадают в конденсатор (решётка на спине холодильника). Давление нагнетания около 10 бар. В конденсаторе, постепенно охлаждаясь пары начинают переходить в жидкость, конденсироваться. Таким образом пары превращаются в жидкость, температура снижается до 35 градусов. И на выходе из конденсатора ХА полностью сконденсирован и на 100% жидкий. Давление не изменилось, 10 бар. После конденсатора ХА попадает в дроссельное устройство (в бытовом холодильнике это капиллярная трубка). Дроссель имеет зауженное сечение (всего 0,7 мм), на выходе из дросселя начинается область низкого давления, около 0,2 бар. ХА проходя дроссель и попадая в область низкого давления начинает закипать, т.к температура кипения зависит от давления. Смотри таблицу выше. Температура кипения ХА R134a при 0,2 бара = минус 22 градуса Цельсия.
Таким образом сразу после дросселя начинается испаритель (это трубки морозильной камеры, и трубки плачущего испарителя в холодильном отделении). В испарителе ХА кипит, и своим кипением отбирает тепло из холодильной камеры. Кипящий ХА постепенно проходит по трубкам испарителя и отбирая тепло жидкий хладагент превращается в пар. Температура хладагента постепенно растет. На выходе из испарителя жидкость полностью превращается в пар и этот насыщенный пар засасывается через всасывающий патрубок компрессора, где снова нагнетается и попадает в конденсатор.
Холодильник — это тепловой насос. В котором тепло отбирается в холодильном и морозильном отделении, и через конденсатор передаётся в окружающую среду .

Как работает холодильник

Своим появлением холодильник целиком обязан науке термодинамике, которая, как видно из названия, занимается превращением и перемещением тепловой энергии, то есть тепла. Именно это и происходит как в обычном бытовом холодильнике, так и, например, в холодильных агрегатах RefUnits: тепло, находящееся внутри холодильника, «захватывается» и выносится наружу, охлаждая его (холодильника) содержимое. Посредниками по перевозке тепла являются хладагенты, это они захватывают внутреннее тепло, выносят его наружу, отдают, а затем порожняком возвращаются во чрево холодильника, чтобы заново повторить этот процесс.

Хладагентом (сокращение от слов «холодильный агент») принято называть рабочее вещество с низкой температурой кипения (испарения). В качестве хладагента длительное время использовали фреон-12 (R 12), производство которого было организовано ещё в 1931 году, но в 1980 году было открыто пагубное воздействие атомарного хлора на озон в атмосфере — производство и заправка холодильников фреоном-12 пошла на убыль. Сегодня в качестве хладагентов используют R 134a (потомок фреона-12), диметиловый эфир, пропан, бутан, изобутан и их смеси — все эти вещества в количестве, в котором они используются в холодильниках, абсолютно безвредны для человека и окружающей среды.

Как было сказано, любовь холодильников к хладагентам связана с низкой температурой кипения последних: пропан кипит при -42,1°С, бутан — при -0,5°С, изобутан — при -11,7°С. Но как это позволяет сохранять низкую температуру внутри холодильника? Для ответа на этот вопрос обратимся к физике: известно, что при кипении и испарении вещества забирают тепло из окружающей среды, то есть, охлаждают её (именно с этим связано чувство прохлады от растирания, например, спиртом — спирт испаряется, забирая тепло у тела), следовательно, чтобы охладить, например, баночку пива, её нужно «облить» какой-нибудь легко закипающей жидкостью, которая, закипев, отобрала бы тепло у пива.

Следовательно, чтобы дать холодильнику возможность морозить, нужно наполнить некоторые его части хладагентами, которые бы легко вскипели, охладив эти части, а, следовательно, охладив и содержимое холодильника. Пропан подходит здесь как никто другой: если он кипит уже при -42, то создать условия для его закипания при комнатной температуре внутри холодильника будет очень просто.

Завершая, таким образом, теоретическую часть, скажу, что хладагенты выбраны в качестве главного рабочего вещества в холодильниках только благодаря своей низкой температуре кипения, и, как следствие, способности легко вбирать тепло.

Перейдём непосредственно к холодильникам.

Любой холодильник состоит из трёх главных частей:

  • компрессор,
  • конденсатор (чёрный металлический змеевик на задней панели холодильника),
  • испаритель (металлический «ящичек», который обычно виден в морозильной камере).

Принцип работы холодильника:

Сжиженный под большим давлением хладагент по всасывающему трубопроводу из конденсатора (змеевик) поступает в испаритель («ящичек»). Из-за низкого давления в испарителе и низкой температуры кипения хладагента, он (хладагент) начинает интенсивно кипеть и испаряться, охлаждая единственное, с чем контактирует — металлические стенки испарителя, испаритель же, в свою очередь, охлаждает воздух внутри холодильника. Пары хладагента откачиваются компрессором, который, кстати, и создаёт низкое давление в испарителе, на место испарившегося хладагента закачивается новый сжиженный.

Откачанный из испарителя газообразный хладагент проходит через компрессор, из которого уже в сжатом состоянии поступает в конденсатор (змеевик). При резком сжимании любой газ нагревается, поэтому трубки на выходе из компрессора при его работе и сам змеевик на задней стенке холодильника всегда горячие (тёплые). По мере прохождения по змеевику сжатый горячий газообразный хладагент постепенно остывает и переходит в жидкую фазу, и уже в жидкой фазе он поступает обратно в испаритель, где данный процесс начинается заново. Этот круговорот длится до тех пор, пока датчик температуры в холодильнике не даст сигнал компрессору остановиться — хладагент в испарителе испарится, а новый уже не поступит, следовательно, охлаждение прекратится.

Почему уже сжиженный хладагент не закипает прямо в змеевике, ведь температура в нём комнатная, а изобутан кипит уже при -11°С. Обратимся опять к физике: известно, что чем выше давление, тем выше температура кипения. Поясню на конкретном примере: все почему-то уверены, что вода кипит именно при 100°С, а вы знаете, что, например, в паровом котле на ТЭЦ вода кипит при температуре 200°С, а на высоте 7130 м (пик Ленина на Памире) она закипает при 70°С (сварить мясо в таких условиях невозможно). Всё это происходит из-за разного давления: в котле оно огромное — температура кипения высокая, в горах низкое — температура кипения также низка. Абсолютно то же самое происходит и в холодильнике: изобутан не может закипеть в змеевике из-за высокого давления (температура кипения повысилась), в испарителе же он кипит легко, так как давление в нём низкое.

В том числе, поэтому не стоит думать, что холодильник нельзя охладить до температуры ниже температуры кипения хладагента. Для этого достаточно опустить давление в испарителе, и тот же изобутан закипит уже не при -11°С, а при -20°С или при -40°С.

Итак, подведем черту. Компрессор — это своего рода насос, который перекачивает хладагент, создаёт высокое давление в змеевике и низкое давление в испарителе, что соответственно способствует сжижению и испарению хладагента. Испаритель — это источник холода, в нем под низким давлением вскипает и испаряется хладагент, охлаждая окружающую среду. В конденсаторе (змеевике) происходит охлаждение и сжижение сжатого компрессором, и поэтому горячего, хладагента.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector