Устройство компрессора холодильника
Работа бытового и промышленного холодильного оборудования напрямую зависит от циркуляции хладагента, отвечает за этот процесс компрессорная установка. По сути, это самый важный элемент конструкции, без которого домашний холодильник заинтересует только приемщиков вторсырья. Чтобы произвести ремонт этого устройства или произвести замену, важно понимать принцип его работы. В данной публикации мы расскажем о внутреннем устройстве различных компрессоров бытовых холодильников и их особенностях.
Кратко о типах оборудования
По принципу работы данное оборудование можно разделить на четыре вида:
Именно последний вид оборудования широко используется в бытовых и промышленных агрегатах.
Компрессор для холодильника: принцип работы
Чтобы понять назначения данного аппарата, следует рассмотреть схему работы оборудования. Упрощенный вариант, где указаны только основные элементы конструкции, приведен ниже.
Рис. 1. Принцип работы холодильной установки
Обозначения:
Теперь рассмотрим, алгоритм работы системы:
Далее идет повторение цикла, до установления в камере необходимой температуры, после чего датчик подает сигнал на реле для отключения электроустановки. Как только происходит повышение температуры выше определенного порога, аппарат включается и установка работает по описанному циклу.
Исходя из вышеописанного, можно заключить, что данное устройство представляет собой насос, обеспечивающий циркуляцию хладагента в системе охлаждения.
Классификация компрессоров в холодильном оборудовании
Несмотря на общий принцип работы, конструкция механизмов может существенно отличатся. Классификация производится по принципу действия на три подтипа:
У вторых более высокий КПД за счет роста кинетической энергии, под воздействием центробежной силы.
Центробежный компрессор в разрезе
Основной недостаток таких систем – деформация лопастей вследствие эффекта кручения, возникающего под воздействием крутящего момента. Динамические установки не применяются в бытовом оборудовании, поэтому для нас они не представляет интереса.
Учитывая, что в бытовых устройствах используются два последних подвида, имеет смысл рассмотреть их устройство более подробно.
Устройство поршневого компрессора холодильника
Данный аппарат представляет собой электрический мотор, у которого вертикальный вал, конструкция размещается в герметизированном металлическом кожухе.
Внешний вид поршневого компрессора со снятым верхним кожухом
При включении питания пусковым реле мотор приводит в движение коленчатый вал, благодаря чему закрепленный на нем поршень начинает совершать возвратно-поступательное движение. В результате этого происходит откачка паров фреона из испарительного радиатора (А на рис. 1) и нагнетание хладагента в конденсатор. Данному процессу способствует система клапанов, открывающаяся и закрывающаяся при смене давления. Основные элементы поршневой конструкции представлены ниже.
Конструкция поршневого компрессора в виде схемы
Обозначения:
В зависимости от конструкции поршневой системы данные устройства делятся на два типа:
В более поздних моделях поршень приводится в действие не электродвигателем, а катушкой. Такой вариант реализации более надежен, за счет отсутствия механической передачи, и экономичен, поскольку потребляет меньше электроэнергии.
Обратим внимание, что поршневые аппараты не подлежат ремонту в бытовых условиях, поскольку их разборка приводит к потере герметичности. Теоретически ее можно восстановить, но для этого необходимо специализированное оборудование. Поэтому при выходе аппаратов из строя, как правило, производится их замена.
Устройство роторных механизмов
Если быть точным, то такие устройства необходимо называть двухроторными, поскольку необходимое давление создается благодаря двум роторам со встречным вращением.
Внутри компрессора фреон, попадая в сжимающийся «карман» выталкивается в отверстие небольшого диаметра, чем создается необходимое давление. Несмотря на относительно небольшую скорость вращения роторов, создается необходимый коэффициент сжатия. Отличительные особенности: небольшая мощность, низкий уровень шума. Основные элементы конструкции механизма представлены ниже.
Конструкция линейного роторного компрессора в виде схемы
Обозначения:
Устройство инверторного компрессора холодильника
По сути, это не отдельный вид, а особенность работы. Как уже рассматривалось выше, мотор установки отключается при достижении пороговой температуры. Когда она поднимается выше установленного предела, производится подключение двигателя на полной мощности. Такой режим запуска приводит к снижению ресурса электромеханизма.
Возможность избавиться от такого недостатка появилась с внедрением инверторных установок. В таких системах двигатель постоянно находится во включенном состоянии, но при достижении нужной температуры снижается его скорость вращения. В результате хладагент продолжает циркулировать в системе, но значительно медленней. Этого вполне достаточно для поддержки температуры на заданном уровне. При таком режиме работы продлевается срок службы и меньше потребляется электроэнергии. Что касается остальных характеристик, то они остаются неизменными.
Компрессор – это северный полюс холодильника
Компрессор — это еще и«сердце» бытового холодильника: при его помощи организуется циркуляция холодного воздуха по всему пространству камеры. Именно за счет компрессионной системы холодильник, установленный на вашей кухне, замораживает и сохраняет продукты.
Текст: Елена ОМЕЛЬЧЕННО
Консультант: Денис Безруких, компания «Поларис»
Зачем нужны компрессоры?
Компрессор предназначен для создания разницы давлений в разных частях охлаждающей системы. Этот процесс происходит путем сжатия хладагента и перекачивания его по контуру теплообменной системы.
В результате именно компрессор является тем звеном, где электроэнергия преобразуется в работу по переносу теплоты из внутренних камер холодильника в окружающий воздух, и, соответственно, внутри холодильника создаются условия для эффективного замораживания и хранения охлажденных продуктов.
Какие они бывают
Большинство современных холодильников оборудованы поршневыми компрессорами, которые работают от электродвигателей с вертикальным валом. Наиболее часто компрессор вместе с электродвигателем подвешивают на пружинах внутри герметичного кожуха — такой тип конструкции называется внутренней подвеской. Так обеспечивается невысокий уровень шума при работе компрессора, поскольку большинство вибраций гасятся пружинами и «остаются» внутри кожуха.
Поршневые компрессоры прошлых лет работали от электродвигателя с горизонтальным валом и имели наружную подвеску — в основании шкафа холодильника, на раме, устанавливались пружины, на которые, собственно, и крепился кожух с запакованными в него компрессором и электродвигателем. В этом случае все вибрации компрессора не гасятся пружинами и передаются на кожух, затем на раму и шкаф, что делает работу холодильника излишне шумной.
Не шуми холодильник большой и маленький
Поршневые компрессоры бывают кривошипно-шатунными и кривошипно-кулисными — в зависимости от того, с помощью какого механизма преобразуется в возвратно-поступательное движение поршня вращательное движение вала электродвигателя.
По результатам многолетней эксплуатации огромного количества бытовых холодильников при малых нагрузках оба типа компрессоров работают одинаково надежно и долговечно.
При больших нагрузках предпочтение отдают кривошипно-шатунным компрессорам (в силу специфики строения коленчатого вала). Поэтому именно такие компрессоры рекомендуется устанавливать на большие холодильники, когда нагрузка на единственный компрессор довольно велика.
Кривошипно-кулисные компрессоры, соответственно, чаще применяются в комбинированных холодильниках-морозильниках,оснащенных двумя компрессорами, и в холодильниках небольшого объема.
На российском рынке появились импортные «линейные» компрессоры с магнитным приводом. В компрессорах такого типа нет вращающегося вала, возвратно-поступательные движения поршня происходят под действием электромагнитных сил приводного механизма. «Линейные» компрессоры рекомендуют устанавливать на холодильники большого объема, поскольку они намного экономичнее в эксплуатации.
Ротационный тип – самый компактный, но и самый редкий
Где их производят
Количество наименований марок, под которыми производятся компрессоры для комплектации холодильников, продающихся на российском рынке, не превосходит десяти — двенадцати.
В России серийным производством компрессоров занимается, например, Красноярский завод холодильников «Бирюса» (более 1 млн. штук в год).
Этот завод изготавливает компрессоры с кривошипно-кулисным механизмом, которые используют при сборке «родных» холодильников под маркой «Бирюса», а также холодильной техники «Саратов», «Позис», «Мир», «Свияга».
Эти же компрессоры в больших количествах поставляют на завод Indesit Company в Липецке, который производит холодильники Ariston, Indesit и Stinol.
При этом компрессорами отечественного производства комплектуют только «Стинолы», на холодильники Indesit и Ariston ставят компрессоры, импортируемые из Италии, Турции, Бразилии и стран Юго-Восточной Азии, а в последнее время в основном компрессоры Danfoss, которые изготавливают в различных странах мира по датской технологии.
На Украине донецкий завод «Норд» по итальянской лицензии производит компрессоры с кривошипно-шатунным механизмом Bono. Мощности этого завода по компрессорам примерно совпадают с мощностями Красноярского завода — около 1 млн. штук в год.
В Белоруси почти в два раза превышает миллионный объем компрессоров Барановичский станкостроительный завод, который входит в АО «Атлант». Здесь, как и в Красноярске, изготавливают кривошипно-кулисные компрессоры, используя при этом технологию японской компании Sanyo.
Мощности европейских, азиатских и американских заводов по производству компрессоров во много раз превосходят мощности отечественных предприятий: так, например, итальянский концерн Embraco (заводы в Испании, Италии,
Бразилии, Китае) производит более 20 млн. штук компрессоров разного типа в год.
В мировой практике заводы холодильников очень часто не имеют собственного производства мотор-компрессоров и работают в кооперации с заводами-поставщиками. Мотор-компрессоры разных изготовителей, как правило, имеют унифицированные присоединительные размеры. Это позволяет устанавливать мотор-компрессоры одной марки на холодильники разных марок. С другой стороны, на холодильники одной модели по разным причинам могут устанавливать мотор-компрессоры разных марок. Примерное распределение наиболее популярных компрессоров с указанием, в холодильниках каких марок они чаще всего применяются, приводится в таблице.
Сколько компрессоров в самый раз?
Два компрессора — это две независимые холодильные системы, одна из которых, как правило, обеспечивает работу холодильной камеры, другая — морозильной. Нагрузка, соответственно, также распределяется на две системы.
С технической точки зрения это наиболее оптимальное решение: Двухкомпрессорный холодильник более точно поддерживает температуру внутри, поскольку оба компрессора включаются ровно в те моменты, когда это нужно для поддержания температуры в соответствующей камере (например, если вы открыли и долго не закрывали дверь холодильной камеры).
Во время работы двухкомпрессорного холодильника оба компрессора редко включаются одновременно, и если вспомнить, что в качестве второго компрессора, как правило, используются приборы с кривошипно-кулисными механизмами, то уровень шума двухкомпрессорного холодильника не выше, чем однокомпрессорного.
Наличие двух компрессоров обязательно для холодильников большого объема (более 350 л), трехкамерных моделей и холодильников Side-by-Side.
Если холодильник имеет только один компрессор, это означает, что он обслуживает как холодильную, так и морозильную камеру. В этом случае регулятор температуры также, как правило, общий, и невозможно при необходимости отключить одну из камер холодильника.
Главное преимущество однокомпрессорного агрегата в том, что стоит он дешевле, чем его двухкомпрессорный собрат. Как правило, холодильники с одним компрессором размораживаются по «плачущему» типу и не имеют дополнительных систем охлаждения, хотя могут встречаться и исключения.
Слово о линейной модернизации
Все ведущие производители компрессоров для бытовой техники работают над созданием более экономичных, экологически чистых и менее шумных компрессоров. Главная забота производителей — уменьшение расхода электроэнергии, для этого ведутся разработки компрессоров с переменными оборотами вала и «линейных» компрессоров, о которых уже рассказывалось выше.
Первой патент на «линейные» компрессоры получила корейская компания LG Electronics. Внедрение этой инновации формирует серьезное конкурентное преимущество на рынке. Так, например, в холодильниках с линейным компрессором потребление электроэнергии сокращается более чем на 40 % (при отсутствии вентилятора) или на 30 % (с принудительной циркуляцией воздуха).
Кстати, существенный вклад в экономичность холодильника в этом случае вносит электронная система управления компрессором, которая позволяет в зависимости от конкретной ситуации снижать или повышать мощность компрессора.
Холодильники, изготовленные на базе линейных компрессоров, работают при уровне шума ниже 20 децибел, т. е. ниже порога восприятия постороннего звука в повседневной обстановке.
Это во многом тоже заслуга электронной контролирующей системы, которая отслеживает ход поршней компрессора, осуществляя функции «тихого» старта и остановки. Поэтому вибрации и пиковые шумы при начале работы линейного компрессора и ее прекращении полностью отсутствуют.
Необходимо также отметить, что линейные компрессоры изначально сориентированы на работу с хладагентами, безопасными для озонового слоя.
А где гарантия?
Поскольку компрессор — одна из основных деталей холодильника, важно рассмотреть вопрос надежности их работы и гарантии производителей. Общепринято считать, что для покупателя значение имеет скорее не марка, под которой произведен компрессор, а предоставляемые изготовителем или продавцом гарантии его надежности.
Гарантийный срок обслуживания компрессоров, как правило, совпадает или чуть превышает гарантийный срок на весь холодильник и в среднем длится от 1 года до 5 лет
В России компрессоры, особенно импортного производства, как правило, не ремонтируют. Единственное, что может подлежать ремонту, это пусковая и защитная аппаратура компрессора. На компрессорах одной марки пусковые и защитные реле, как правило, взаимозаменяемые.
При подготовке статьи использовались материалы сайтов
www.holodilnik.info и www.holodok.info
| компрессор | где производят | где используется |
