Jak funguje chladnička: Schematický a fyzikální princip

Každý z nás používá ledničku každý den a oceňuje, že s její pomocí můžeme mnoho potravin déle skladovat. Ví však každý, jak funguje lednička a jak je možné, že dokáže neustále udržovat optimální teplotu pro uchování potravin? Přečtěte si, jak v tomto materiálu funguje typická domácí lednička.

Z jakých materiálů je chladnička vyrobena?

Nerezová ocel – Tělo chladničky je obvykle vyrobeno z nerezové oceli. U mnoha modelů jsou však ocelová pouze dvířka se speciálním těsněním a zbytek těla je z plastu.

Kov – Držáky na láhve jsou obvykle vyrobeny z kovu. Některé chladničky Samsung však mají zevnitř speciální kovovou úpravu, která se nazývá „kovové chlazení“ pro lepší izolaci a větší teplotní stabilitu.

Plast – Vnitřek chladničky je vyroben z plastu a vyplněn vhodným izolačním materiálem. Zásuvky a balkonová dvířka jsou navíc z průhledného plastu.

Sklo – většina nových chladniček nabízí police z tvrzeného skla, jako například chladnička Atlant XM 4421-009-ND. Tyto police jsou odolné, snadno se čistí a snadno se do nich vejdou i těžké produkty.

Princip činnosti

Fyzikální princip fungování chladničky spočívá v tom, že teplý vzduch je nahrazen studeným vzduchem prostřednictvím procesu odpařování a kondenzace chladiva. Co je to chladivo? Chladiva se používají jak v klimatizacích, tak v chladničkách. Často přicházejí v kapalné nebo plynné formě a používají se ve vaší kuchyňské chladničce k vytvoření nízké teploty, která udržuje potraviny čerstvé.

Chladnička se skládá z hlavních součástí:

1. Kompresor;
2. Výparník;
3. Kondenzátor;
4. Expanzní ventil/kapilární trubice;
5. Filtr sušička;
6. Kotel;
7. Teplotní senzor/termostat;
8. Bezpečnostní spouštěcí relé.

Kompresor – Toto je „srdce“ chladničky. Cirkuluje chladivo v celém systému, zvyšuje tlak v teplé části okruhu a ohřívá chladivo.

Náš katalog zahrnuje jak jednokompresorové, tak dvoukompresorové chladničky.

Kondenzátor umístěné na zadní stěně chladničky. Uvnitř se chladivo ochlazuje a kondenzuje, to znamená, že se mění z plynu zpět na kapalinu.

Odpařovač nachází se uvnitř chladničky a je součástí, která chladí položky v chladničce. Když se chladivo odpařováním změní z kapaliny na plyn, ochlazuje okolí a vytváří tak vhodné prostředí pro skladování potravin.

Kapilární trubice – Jedná se o tenký kus trubky, který slouží jako expanzní zařízení. Kapalné chladivo je vedeno kapilárou a rozstřikováno do nízkotlakého prostředí výparníku.

Termostat řídí proces chlazení sledováním teploty a následným zapínáním a vypínáním kompresoru. Když senzor zjistí, že je chladnička dostatečně studená, vypne kompresor. Pokud zjistí příliš mnoho tepla, zapne kompresor a znovu spustí proces chlazení.

Důležité chladivo

Celý chemicko-fyzikální proces v lednici klade velmi vysoké nároky na výběr chladiva. Musí to být látka, která se odpařuje při velmi nízké teplotě a samozřejmě je bezpečná pro člověka i životní prostředí. Původně se používal čpavek, který je však pro člověka velmi toxický a kvůli jeho nebezpečnosti byl vyřazen.

Byl nahrazen freonem, o kterém se později zjistilo, že je škodlivý pro ozonovou vrstvu. V současnosti se jako chladiva používají například isobutan R600a. Je třeba připomenout, že se jedná o hořlavý plyn, ale v množstvích používaných v chladicích zařízeních nepředstavuje velké nebezpečí.

Sekvenční provozní cyklus chladničky

Chladničky fungují tak, že způsobí, že se chladivo cirkulující uvnitř změní z kapaliny na plyn. Tento proces, nazývaný odpařování, ochlazuje prostředí a vytváří požadovaný efekt.

Chcete-li zahájit proces odpařování a změnit chladivo z kapalného na plynné, musí být tlak chladiva snížen přes výstup zvaný kapilární trubice. Aby mohla chladnička pokračovat v provozu, musí se plynné chladivo vrátit do kapalného stavu, plyn tedy musí být opět stlačen na vyšší tlak a teplotu. Zde přichází na pomoc kompresor.

Poté, co kompresor dokončí svou práci, plyn by měl být horký a pod vysokým tlakem. Je třeba ji chladit v kondenzátoru, který je instalován v zadní části chladničky, aby mohl být obsah ochlazen okolním vzduchem. Jak se plyn ochlazuje uvnitř kondenzátoru (stále pod vysokým tlakem), mění se zpět na kapalinu. Kapalné chladivo se poté vrací do výparníku, kde proces začíná znovu.

Jak lednice dosáhne očekávané nízké teploty?

Během provozu chladnička využívá několik jednoduchých fyzikálních procesů. K tomu je však nutné zajistit mu odpovídající množství elektrické energie, kterou spotřebovává jednotka připojená k elektrické zásuvce. Díky dodané energii je možné nasměrovat chladivo do proudu a podle toho změnit jeho stav agregace.

Chladničky se během dne několikrát zapnou, jakmile dostanou informaci o změnách teploty uvnitř zařízení, kterou lze v každé chladničce upravit podle potřeb uživatele. Proudění vzduchu uvnitř chladicího oddílu je možné díky ventilátorům umístěným uvnitř.

Všechny součásti chladničky pracují v nepřetržitém a opakovatelném cyklu a jakékoli přerušení nebo selhání cyklu může mít za následek, že chladnička nebude uvnitř udržována na správné teplotě.

Typy chladicích systémů chladniček na trhu

Navzdory oblibě no-frost systému najdete na trhu různé možnosti, ale stále „tradiční“ chladničky.

Chladničky se statickým chlazením

Statické chlazení je oblíbený způsob chlazení, který využívá motory s oddělenými okruhy pro chladničku a mrazničku. Proces probíhá pomocí plynu, který ochlazuje obě komory, dokud není dosaženo vhodné teploty. Statická chladnička vyžaduje odmrazování 1-2krát ročně.

Statické ventilátorem chlazené chladničky

Fungují stejně jako statické chladiče, až na to, že mají ventilátor. Jeho úkolem je rovnoměrně rozložit chlad, aby bylo možné potraviny déle skladovat. Stejně jako statická chladnička, i lednička se statickým ventilátorem vyžaduje pravidelné odmrazování.

Chladnička s funkcí No-Frost

Systém sestávající z výparníku, ventilátoru a čističky vzduchu eliminuje potřebu odmrazování mrazničky. Chlazení se provádí „na sucho“, což snižuje riziko růstu bakterií a plísní. No-Frost lednice jsou vybaveny tzv. potravinovými komorami, kam je nutné umístit zeleninu, ovoce, sýry a maso, aby byly chráněny před vysycháním.

Náš internetový obchod nabízí široký sortiment chladniček s chladícím systémem No Frost

Jak funguje bezmrazový systém?

Každý, kdo používal běžnou lednici a nahradil ji jednotkou se systémem No Frost, ví, jak je to pohodlné. Můžete zapomenout na pravidelné odmrazování mrazničky a na obavy, že námraza začne tát, když jsou dvířka na několik minut otevřená. No-frost systém lze považovat za revoluční – nyní se lidé, kteří se rozhodují pro koupi nové lednice, zaměřují především na něj.

Funkce no-frost v mrazničkách eliminuje odmrazování v důsledku nucené cirkulace vzduchu. Vlhkost z mrazicího prostoru je odváděna ven. To je způsobeno společnou prací tří prvků: motoru výparníku, ventilátoru a čističky vzduchu. Toto uspořádání blokuje možnost tvorby ledu a také různé druhy usazenin potravy.

Výhody chladniček No Frost

Nelze popřít, že chladničky s no-frost systémem předčí přístroje s klasickými chladicími systémy. Stojí za to věnovat pozornost následujícím výhodám:

• Nepřítomnost námrazy v mrazničce znamená, že ji není třeba odmrazovat.
• Chladnička je mrazuvzdorná a snáze se udržuje v čistotě. Nečistoty se v mrazu neusazují.
• Potraviny vložené do mrazničky se nelepí k sobě ani k povrchu zásuvek.
• No-frost systém také znamená velké úspory. Zmrazená mraznička zvyšuje spotřebu energie. Když se v komorách nehromadí námraza, průtok zůstává konstantní.

Má bezmrazový systém nějaké nevýhody?

Bezmrazá lednička není ideální spotřebič. Ospravedlňuje to samotný fakt, že na trhu stále najdete běžné chladničky „starého stylu“. Následující informace vás mohou odradit od nákupu chladničky bez mrazáku:

Kapacita chladničky byla snížena. Větší mrazuvzdorný chladicí systém, zabírá více místa.

Chladničky No-Frost dokážou sušit potraviny – úroveň vlhkosti v nich je výrazně snížena. Pamatujte, že potraviny jako ovoce, zelenina, maso nebo sýr by měly být umístěny pouze do speciálních přihrádek, aby byly čerstvé.

Jak vybrat perfektní mrazuvzdornou lednici?

No-frost, i když usnadňuje život, není jedinou funkcí, kterou byste měli hledat při výběru dokonalé chladničky. Vezměte prosím na vědomí následující:

1. Úspora energie. V různých energetických třídách jsou i mrazuvzdorné chladničky. Nejlepší by bylo samozřejmě A+++. Energeticky úsporná chladnička výrazně ušetří energii na lednicích.
2. Úroveň hluku. Tiché ledničky jsou ty s objemem menším než 40 decibelů.

Výhody lednic s no-frost systémem téměř předčí klasické lednice – energetická účinnost a větší komfort používání jsou přednostmi, na kterých většině uživatelů záleží nejvíce.

Provoz chladničky je založen na schopnosti freonu měnit svůj stav agregace, vydávat a odebírat teplo. Ve 30. letech 20. století byly objeveny freony, které byly velmi účinné a zároveň relativně bezpečné. Chladicí technika pak dostala nový impuls k vývoji.

Takto funguje chladicí jednotka.

Motor-kompresor 1 (kompresor s vestavěným elektromotorem) nasává freonové páry z výparníku 5 a čerpá je do kondenzátoru 2. V kondenzátoru se freonové páry ochlazují díky výměně tepla s okolním vzduchem přes stěny potrubí a kondenzuje. Plynný freon mění svůj stav agregace na kapalný při zachování vysokého tlaku dosaženého kompresorem. Tento tlak se nazývá kondenzační tlak.

Dále kapalný freon přes filtr vysoušeč 3 a kapiláru 4 vstupuje do výparníku 5. Hydraulický odpor kapiláry (určený jejím vnitřním průměrem a délkou) se volí tak, aby vznikl určitý rozdíl v sání. a kondenzační tlak, který je vytvářen kompresorem, při kterém potrubím prochází určité množství kapaliny. Než freon vstoupí do výparníku, tlak klesne z kondenzačního tlaku na tlak varu. Tento proces se nazývá škrcení. Freon vře v trubkách nebo kanálech výparníku. K tomuto procesu dochází při absorpci tepla, které je odebíráno ze vzduchu v lednici přes povrch výparníku. Vzduch, který je v kontaktu s vnějším povrchem výparníku, se tak ochlazuje. Kapalný freon se při průchodu výparníkem zahřívá a mění se na páru, která je čerpána kompresorem. Poměr množství tepla odebraného chladicím strojem k vynaložené elektrické energii se nazývá koeficient chlazení.

Tento koeficient charakterizuje stupeň dokonalosti chladničky při určitém bodu varu.
motor-kompresor – je hlavní částí, kolem které je postaven celý provoz chladicí jednotky. Účelem kompresoru je cirkulovat chladicí kapalinu (freon) potrubním systémem chladicí jednotky. Chladnička může být vybavena buď jedním nebo dvěma kompresory pracujícími na různých úrovních teploty.

Kondenzátor — výměník tepla pro odvod tepla z kondenzující (přeměny na kapalinu) par freonu do okolí. Odvod kondenzačního tepla je možný díky zvýšení teploty během procesu komprese. U chladniček s přirozeným chlazením je kondenzátor ve formě spirály nebo štítu instalován na zadní stěně (vně nebo uvnitř). Velké chladničky jsou obvykle vybaveny kondenzátory, které vypadají jako radiátory, jsou instalovány vedle kompresoru ve spodní části. Ventilátor zajišťuje proudění vzduchu pro účinné chlazení. Kondenzátor musí být dobře chlazen – to je klíč k normálnímu provozu chladničky.

Odpařovač – výměník tepla, ve kterém kapalný freon vře uvnitř a vně požadované médium (vzduch nebo samotný produkt) ochlazuje. K varu ve výparníku dochází při nízké teplotě a odpovídajícím tlaku a dochází k němu vlivem tepla odebraného z chlazeného média.

Kapilární trubice – určený ke škrcení kapalného freonu před výparníkem a snížení jeho tlaku z kondenzačního tlaku na tlak varu s odpovídajícím poklesem tlaku. Jedná se o měděné potrubí délky 1,5. 3,0 m s vnitřním průměrem 0,6. 0,85 mm. Instaluje se mezi kondenzátor a výparník.

Filtr sušička – instalován na vstupu do kapiláry, aby byla chráněna před ucpáním mechanickými částicemi, aby absorbovala vlhkost z freonu a zabránila zamrznutí této vlhkosti na výstupu z kapiláry. Pouzdro filtrační patrony se skládá z měděné trubky o délce 105. 140 mm a průměru 18. 12 mm. Zeolit ​​je umístěn v plášti filtru mezi síty instalovanými na vstupu a výstupu patrony. Zeolit ​​(molekulární síto) slouží k absorbování molekul vlhkosti z freonu.

Provoz domácí chladničky je zajištěn níže uvedeným elektrickým obvodem.

1 – termostat, 2 – tlačítko nuceného odmrazování, 3 – relé tepelné ochrany (3.1. – kontakty relé, 3.2. – bimetalová deska), 4 – elektromotor motoru-kompresoru (4.1. – provozní vinutí, 4.2. – spouštěcí vinutí ), 5 — spouštěcí relé (5.1. — kontakty relé, 5.2. — cívka relé).

Po přivedení napětí do obvodu prochází elektrický proud: sepnuté kontakty termostatu 1, tlačítko nuceného odmrazování 2, relé tepelné ochrany 3 (kontakt 3.1, bimetalová deska 3.2), spouštěcí relé 5 (cívka 5.2, kontakty 5.1 rozepnuté) a pracovní vinutí 4.1 elektromotoru-kompresoru elektromotoru 4. Jelikož v současné době Při spouštění se hřídel motoru neotáčí, proud protékající pracovním vinutím je několikanásobně vyšší než jmenovitý. Rozběhové relé 5 je řešeno tak, že při překročení hodnoty jmenovitého proudu se sepnou kontakty 5.1 spojující startovací vinutí elektromotoru s obvodem, který přispívá ke spuštění pohybu hřídele. Po nastartování se proud v pracovním vinutí sníží, kontakty spouštěcího relé se otevřou, ale motor díky pracovnímu vinutí nadále pracuje v normálním režimu.

Po dosažení nastavené teploty se rozpojí kontakty termostatu a motor kompresoru se zastaví.

Tepelné ochranné relé je navrženo tak, aby vypínalo elektromotor, když se proud nebezpečně zvýší. Chrání elektromotor před přehřátím a spalováním. Relé se skládá z bimetalové desky 3.2., která se při nebezpečném nárůstu proudu zahřívá a ohýbáním rozepíná kontakty 3.1. Po ochlazení bimetalové desky se kontakty opět sepnou.