Электрическая схема холодильника: устройство и принцип работы различных холодильников

Основные узлы: перечень, описание

Каждое устройство участвует в процессе теплообмена. Непрерывная и взаимосвязанная работа устройств требуется для поддержания в камерах холодильника постоянной низкой температуры. Ниже описаны устройства и какую работу они осуществляют.

Мотор-компрессор: назначение и особенности

Это главный узел. Он обеспечивает циркуляцию хладагента в трубопроводе системы теплообмена. В холодильнике может стоять один или два компрессора — это зависит от потребительских свойств и назначения.

Назначение двигателя — привести в движение компрессор. То есть он преобразовывает электроэнергию в возвратно-поступательные движения компрессора. Современные холодильники комплектуются поршневыми мотор-компрессорами. То есть электродвигатель размещён в них внутри корпуса устройства. Это позволяет избежать утечки фреона через уплотнители вала. В результате возможность поломки снижается.

Чтобы снизить вибрации от работы компрессора используется подвеска. Она делится на следующие типы:

1. Внутреннюю. Двигатель подвешен на специальный демпфер внутри корпуса компрессора.
2. Внешнюю. Компрессор подвешен на пружине.

Внутренняя подвеска наиболее распространена из-за повышенной возможности поглощения вибраций.

Для чего требуется конденсатор

Это устройство теплообмена. Тепло требуется отводить от фреона, который конденсируется, то есть превращается в жидкость и нагревается. В простых моделях бытовых холодильников конденсатор расположен на задней стенке и представляет собой змеевик.

Если же холодильник имеет большие размеры или промышленное назначение, то в качестве конденсатора служит радиатор. Зачастую он обдувается вентилятором для более эффективной отдачи тепла. Главное для конденсатора — хорошо охлаждаться. Это залог долгой работы холодильника.

Испаритель: обратный принцип

Это тоже устройство теплообмена. Только служит испаритель для охлаждения фреона. В устройстве хладагент закипает и отнимает тепло у среды, которую требуется охладить.

Капиллярная трубка: нормализация давления

Устанавливается между конденсатором и испарителем. Представляет собой медную трубу длиной от 1,5 до 3 метров. Диаметр сечения трубки — около 0,7 мм. Задача устройства — дросселирование жидкого хладагента и понижение его давления до уровня кипения до его попадания в испаритель.

Фильтрация хладагента осушителем

Его устанавливают на входе в капиллярную трубку. Предназначение устройства:

1. Препятствие засорению капиллярной трубки.
2. Предотвращение замерзания выхода трубки.
3. Поглощение влаги, которая накапливается в хладагенте.

Докипатель: оберег компрессора

Это ёмкость между испарителем и компрессором. Требуется для того, чтобы хладагент докипел и не попал в компрессор в жидком состоянии. В противном случае компрессор ждёт гидроудар и выход из строя. Для повышения КПД докипатель ставят в месте, которое требует охлаждения, обычно в морозильной камере.

Абсорбционные холодильники, как устроены, принцип работы

Так же, как и в холодильниках компрессорного типа, охлаждение внутренних камер в устройствах данного типа связано не с выработкой холода, а с испарением рабочей жидкости, в качестве которой чаще всего используют аммиак, однако, помимо него в ней также присутствуют водород или какой-либо еще инертный газ.

Подобные аппараты укомплектованы абсорбером, десорбером и дефлегматором. При растворении аммиака в воде вся смесь приходит в движение. Раствор, находящийся в абсорбере, за счет своих физических свойств, продвигается в десорбер, где снова разлагается на две предварительные составляющие. В конденсаторе рабочая смесь снова приходит в жидкое состояние, а затем опять отправляется в испаритель. Движение аммиака обеспечивается посредством струйных насосов.

Чаще всего холодильник абсорбционного типа используется там, где нельзя применять обычный компрессорный агрегат. В быту такие аппараты устанавливаются редко из-за имеющегося в их составе ядовитого вещества, крайне токсичного для человека.

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 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:

1. Нижняя часть металлического кожуха.
2. Крепление статора электромотора.
3. Статор двигателя.
4. Корпус внутреннего электромотора.
5. Крепеж цилиндра.
6. Крышка цилиндра.
7. Плита крепления клапана.
8. Корпус цилиндра.
9. Поршневой элемент.
10. Вал с кривошипной шейкой.
11. Кулиса.
12. Ползунок кулисного механизма.
13. Завитая в спираль медная трубка для нагнетания хладагента.
14. Верхняя часть герметичного кожуха.
15. Вал.
16. Крепление подвески.
17. Пружина.
18. Кронштейн подвески.
19. Подшипники, установленные на вал.
20. Якорь электродвигателя.

В зависимости от конструкции поршневой системы данные устройства делятся на два типа:

1. Кривошипно-шатунные. Используются для охлаждения камер большого объема, поскольку выдерживают значительную нагрузку.
2. Кривошипно-кулисные. Применяются в двухкамерных холодильниках, где практикуется совместная работа двух установок (для морозильника и основной емкости).

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.

Принцип работы

Принцип работы холодильника заключается в следующем:

1. Тепловая энергия передается из камеры в окружающую среду.
2. Холод концентрируется внутри корпуса.

Чтобы отобрать тепло, необходимо применить хладагент, который называется фреоном. Этот газообразный состав состоит из этана, хлора и фтора. Он может переходить в жидкое состояние и газообразное. Это случается при скачках давления.

Компрессор холодильника всасывает хладагент внутрь. В системе используется электрический двигатель, который запускает вращение поршня. Этот механизм вызывает сжатие газа.

Процесс разделен на 2 этапа:

1. Изначально поршень движется в возвратном направлении, а когда он смещается, происходит открытие впускного клапана.
2. Затем поршень движется в обратном направлении, сжимая газообразное вещество. Сжатый хладагент воздействует на пластину выпускного клапана, что приводит к резкому скачку давления. В результате газ нагревается до +100 °C, а клапан открывается и выпускает его наружу.

Подогретое вещество направляется в конденсатор, а затем передается в окружающую среду. При передаче тепла запускается конденсация газа, а фреон приобретает состояние жидкости.

Саморазмораживающийся

Модели с саморазмораживающейся функцией выполняют цикл разморозки в автоматическом режиме. Всего есть 2 типа таких систем:

1. Капельная.
2. Ветреная (No frost).

В оборудовании с капельной функцией испаритель размещается сзади аппарата. Когда устройство работает, сзади на стенке появляется иней. В процессе размораживания наледь перемещается по желобам в нижнюю секцию холодильника. По мере нагревания компрессора происходит испарение жидкости.

В моделях с такой системой воздух от испарителя передается внутрь камеры с помощью вентилятора. Затем он стекает по желобкам в специальный отсек.

Слово «ноу фрост» ничего не говорит для новичков. Поэтому при ознакомлении с принципом действия холодильника необходимо уточнить, как работает система No frost и что это такое.

Инверторный

Компрессорные установки в инверторных холодильниках выполняют аккумуляцию и преобразование постоянного тока в переменный с номинальным напряжением в 220 В. Принцип их действия заключается в плавном изменении оборотов двигательного вала.

Когда холодильник запускается, инвертор достигает требуемого количества оборотов для поддержания нормального температурного режима под корпусом. После этого оборудование переходит в стадию ожидания. По мере повышения температуры происходит срабатывание датчика, а скорость вращения растет.

Абсорбционный

Специфика работы абсорбционных моделей сводится к бесперебойной циркуляции и испарению фреона в жидком состоянии. Его роль выполняет аммиак, а в качестве поглотителя (абсорбента) используется водный аммиачный состав.

В системе охлаждения присутствует хромат натрия и водород. Первый обеспечивают защиту стенок от коррозийных процессов, а второй регулирует давление в системе.

Когда оборудование подключается к электроснабжению, кипятильник нагревает рабочий состав, размещенный в специальной емкости. После этого сжиженный хладагент передается испарителю и соединяется с водородом. Из-за разности давлений 2 составов аммиак испаряется.

Охлажденное вещество отнимает тепловую энергию извне.

Промышленные

Промышленное оборудование отличается от бытового показателями мощности и габаритами камер охлаждения. Производительность холодильников достигает нескольких десятков кВт, а рабочий температурный диапазон морозилок варьируется в пределах +5…-50 °C.

Промышленные агрегаты используются для эффективного охлаждения и глубокой заморозки продуктов. Объем камеры варьируется от 5 до 5 тыс. т. Основные сферы применения — предприятия по заготовке и переработке продуктов.

Схема и принцип работы двухкамерного

Схемы работы получения минусовой температуры в двухкамерном холодильном агрегате и плюсовой температуры отличаются.

В такой бытовой технике между морозильной и холодильной камерами находится теплоизолирующая перегородка, каждый отсек имеет свой испаритель. Работает агрегат по следующему принципу: при помощи компрессора в морозильную камеру подаётся фреон (группа насыщенных алифатических фторсодержащих углеводородов, используется в холодильных установках). Этот газ закипает и испаряется, попадая в воздухоохладитель, понижается температура его поверхности.

Этот процесс повторяется до тех пор, пока температура не станет минусовой. Газ не направляется в воздухоохладитель холодильной камеры, поскольку в ней охлаждение не происходит. Тем не менее после полного охлаждения морозильной камеры, хладагент попадает в испаритель холодильной.

В холодильных отсеках с небольшим объёмом помещается воздухоохладитель, размеры существенно меньше испарителя морозильной камеры. Температура в холодильной камере всегда выше 0, а в среднем 4-6 градусов по Цельсию.

На фото электросхема двухкамерного холодильника. Такие схемы у Lg, «Аристон», «Веко», «Горение», «Самсунг».

Схема работы электроустройств

Принцип работы электросхемы холодильника:

1. Электрический ток подаётся из сети общего пользования через следующие устройства:
   • Контакты терморегуляторы (рассмотрим, что они замкнуты).
   • На кнопку размораживания (при наличии таковой).
   • К реле теплозащиты.
   • На катушку пускового реле.
   • К обмотке электромотора компрессора.
2. На данный момент мотор не получил вращения. Значит, протекающий электроток через обмотку мотора превышает номинальный. Устройство пускового реле сделано так, что при превышении номинально заданного напряжения его контакты замыкаются. В результате обмотка двигателя подключается. После начала вращения двигателя ток начинает снижаться на пусковом реле. После достижения номинального напряжения контакты на пусковом реле размыкаются, и электродвигатель работает в обычном режиме.
3. Температура в испарителе с течением времени будет падать. После достижения определённого значения контакты терморегулятора размыкаются. В результате электродвигатель останавливается, компрессор больше не работает.
4. Поскольку компрессор больше не работает, то температура в испарителе начинает постепенно расти. После повышения температуры выше установленного порога контакты терморегулятора замыкаются, после чего цикл охлаждения повторяется.

В электросхеме холодильника также присутствует реле защиты. Оно выключает электродвигатель, если электроток подаётся в избытке. Это помогает уберечь как обмотку электродвигателя, так и в целом жильё от возможного возгорания из-за перегрузки в электросети и её воздействия на электросистему холодильника.

Устройство реле защиты простое. Оно состоит из тонкой металлической пластины. При повышении температуры, которая возникает из-за повышенного сопротивления электротока при его избытке, пластина изгибается, в результате контакты размыкаются. После того как пластина остывает, контакты снова смыкаются.

https://youtube.com/watch?v=IkNikwNRzFo

Принципиальная схема холодильника

Ещё 30 – 40 лет назад бытовые холодильники имели довольно простое строение: мотор-компрессор запускался и отключался 2 – 4 устройствами, о применении электронных плат управления и речи быть не могло.

Современные модели имеют множество дополнительных опций, но принцип работы в целом остается неизменным.

Терморегулятор – основной и единственный орган управления, которым пользователь может настроить работу старого холодильника, располагается обычно внутри холодильной камеры. Под силовым рычагом – крутящейся ручкой – скрыта пружина сильфона. Она сжимается, когда в камере холодно, тем самым размыкая электрическую цепь и отключая компрессор.

Как только температура поднимается, пружина распрямляется и вновь замыкает цепь. Ручка с указателями силы заморозки холодильника регулирует допустимый диапазон температур: максимальную, при которой компрессор запускается, и минимальную, при которой охлаждение приостанавливается.

Тепловое реле  выполняет защитную функцию: контролирует температуру двигателя, поэтому расположено непосредственно возле него, часто совмещено с пусковым реле. При превышении допустимых значений, а это может быть 80 градусов и более, биметаллическая пластина в реле изгибается и прерывает контакт.

Мотор не получит питания до тех пор, пока не остынет. Это защищает как от поломки компрессора вследствие перегрева, так и от пожара в доме.

Мотор-компрессор имеет 2 обмотки: рабочую и стартовую. Напряжение на рабочую обмотку подается напрямую после всех предыдущих реле, но этого недостаточно для запуска. Когда напряжение на рабочей обмотке повышается, срабатывает пусковое реле. Оно дает импульс на стартовую обмотку, и ротор начинает вращаться. В результате поршень сжимает и проталкивает по системе фреон.

В целом цикл работы холодильника можно описать следующим образом:

1. Включение в сеть. Температура в камере высокая, контакты терморегулятора замкнуты, мотор запускается.
2. Фреон в компрессоре сжимается, его температура повышается.
3. Хладагент выталкивается в змеевик конденсатора, расположенный за спиной или в поддоне холодильника. Там он остывает, отдает тепло воздуху и переходит в жидкое состояние.
4. Через осушитель фреон попадает в тонкую капиллярную трубку.
5. Попадая в испаритель, расположенный внутри камеры холодильника, холодильный агент резко расширяется благодаря увеличению диаметра трубок и переходу в газообразное состояние. Полученный газ имеет температуру ниже -15 градусов, поглощает тепло из камер холодильника.
6. Немного нагретый фреон поступает в компрессор, и всё начинается заново.
7. Через некоторое время температура внутри холодильника достигает заданных значений, контакты терморегулятора размыкаются, мотор и движение фреона останавливаются.
8. Под воздействием температуры в помещении, от новых тёплых продуктов в камере и открывания двери, температура в камере повышается, терморегулятор замыкает контакты и начинается новый цикл охлаждения.

Эта схема в точности описывает работу старых однокамерных холодильников, в которых один испаритель.

Как правило, испаритель является корпусом морозилки в верхней части агрегата, не изолированный от холодильной камеры. Отличия в устройстве других моделей рассмотрим далее.

Проблема в компрессоре?

1. Снимите компрессор и пускозащитное реле.
   Под ним будет 3 контакта: пусковой и рабочей обмоток и общий.
2. На современных (особенно импортных) компрессорах на шильдике или наклейках изображают расположение контактов в соответствии с обмотками. Если нет — вооружаемся мультиметром и измеряем сопротивление
   между ними. Сопротивление пусковой обмотки (между контактами ее и общим) для бытовых холодильников будет примерно 13 Ом. Рабочей — 43-45 Ом. Сопротивление между контактами обмоток будет равно суммарному, то есть 13+45=58 Ом. Допустимы колебания в зависимости от мощности и модели агрегата.
3. Изготавливаем несложный прибор, имитирующий работу пускозащитного реле: к вилке подключаем 2 двухжильных провода, один из которых размыкаем с помощью кнопки. Подключаем прямой провод к рабочей обмотке, разомкнутый к пусковой, общие — к общему контакту. Зажимаем кнопку, вставляем вилку в розетку. Если компрессор исправен — он заведется. После нескольких секунд работы отпустите кнопку, выключив пусковую обмотку.

Если результат неутешительный — можно попробовать понять, в чем проблема. Но ценность этих знаний сомнительна, ведь ремонт компрессора в большинстве случаев стоит дороже, чем покупка нового аналога,
да и не каждая контора возьмется за такую трудоемкую работу. И все же:

• Проблема, которую вы могли заметить еще при изготовлении своего «реле». При попытке измерить сопротивление мультиметр показал обрыв? Значит обмотки разорваны, контакта нет. Ремонт состоит в том, чтоб намотать их заново, но это слишком кропотливая работа.
• Поставьте мультиметр в режим прозвона и проверьте, не пробивает ли он на корпус. Один щуп поднесите к корпусу, другим поочередно прикасайтесь до контактов обмоток. Если прибор показал контакт — есть пробой, мотор сломался.
• При длительной работе под большой нагрузкой (никогда не забивайте полный морозильник теплого мяса!) компрессор может сильно перегреться. При этом происходит оплавление изоляции проводов в обмотке, она начинает работать, не задействуя всю свою мощность. Компрессор сильно греется, не может обеспечить давление для работы в обычном режиме, регулярно срабатывает тепловая защита.
• Другие, более серьезные аварии, вроде гидравлического удара. Громкий грохот где-то внизу холодильника вы точно заметите и, на будущее, знайте, что после такого компрессор можно просто отнести на металлолом.

«Как проводится замена пускозащитного реле холодильника? Почему реле приходит в негодность? Как самостоятельно заменить пусковое реле? Мы расскажем об этом более детально»

Бытовые и промышленные холодильники – это достаточно сложное инженерное воплощение. Они состоят из множества узлов и электронных плат. Все процессы в холодильном оборудовании взаимосвязаны и поломка одной маленькой запчасти может парализовать работу всего аппарата. То же самое может произойти из-за выхода из строя пускозащитного реле. Данный компонент предназначен для своевременного запуска компрессора. Мотор не в состоянии самостоятельно начать работу без этой маленькой коробочки, которая в свою очередь так же предохраняет компрессор от перегрева и работы на износ. Как только мотор начинает перегреваться, реле размыкает электрическую цепь. Ток не попадает на электрическую цепь и работа прекращается. Это защищает такой важный агрегат от преждевременной поломки.

Подключение реле компрессора холодильника

Чтобы подключить реле компрессора холодильника, необходимо выполнить несколько простых действий. При этом используется шланг стеклоомывателя. Найти его не составит труда. Он есть практически в любом магазине, который занимается продажей запчастей для автомобилей.

Что касается эксплуатации устройства, то важно следить за уровнем масла. Это позволит избежать перегрева

При этом длительность работы устройства не должна превышать сорока пяти минут. В противном случае оно может быстро выйти из строя.

Данное устройство является электрическим. Поэтому при его использовании необходимо соблюдать технику безопасности. Прежде чем приступать к эксплуатации, обязательно проверяется качество изоляции проводов. При этом применяется только специальный материал. Во время использования устройства руки должны быть обязательно сухими.

Схема холодильника Ariston

Принципиальная электрическая схема холодильника Hotpoint Ariston MB 2185 NF.019

L – фаза, N- нейтраль, TH1- терморегулятор холодильной камеры, TH2 —терморегулятор морозильной камеры RH1 – тепловое реле компрессора, RA1 – пусковое реле компрессора, SL1- индикаторная лампа холодильной камеры,SL2 — индикаторная лампа морозильной камеры, IL1 – выключатель лампы, L1- лампа освещения холодильного отделения, TIM – таймер, TR – TR тепловое реле тэна испарителя, TF- плавкий предохранитель, CO1- компрессор холодильной камеры, СО2 — компрессор морозильной камеры, R1- тэн испарителя, R2- тэн поддона каплепадения, RA2 -пусковое реле компрессора, RH2- тепловое реле компрессора

Система No Frost и саморазморозка

Описанные выше холодильники имеют капельную систему разморозки. Это значит, что  холодильной камере установлен “плачущий” испаритель: в период простоя компрессора иней на нём тает естественным образом, потому как температура в камере плюсовая.

Образовавшаяся вода стекает по специальным желобам через трубочку в контейнер, расположенный над мотором или возле него. Позже работающий мотор сильно нагревается, и вода испаряется. Морозилка при такой системе самостоятельно не оттаивает никогда, к тому же иней образуется не только на стенках камеры, но и на продуктах.

Холодильники No Frost не нуждаются в разморозке, инея в их камерах, даже в морозилке, вы не увидите. Характерная особенность таких моделей – наличие вентилятора, который распределяет холодный воздух от испарителя по камерам.

В холодильниках No Frost присутствуют стандартные пуско-защитные реле, усовершенствованное термореле, а также вентилятор и нагревательные элементы для автоматической оттайки

Сам охлаждающий змеевик в таких моделях выглядит не как привычная сплошная металлическая пластина, а как автомобильный радиатор или змеевик конденсатора сзади старых холодильников.

В общей схеме работы холодильника новые элементы ведут себя следующим образом:

• вентилятор или турбина запускается вместе с компрессором и равномерно распределяет холодный воздух по камерам;
• когда термореле размыкает контакты, питающие двигатель в связи с достижением заданной температуры, одновременно отключается и вентилятор;
• раз в 8 – 16 часов термореле включает нагревательный элемент. Это электрический мат или провод, нагревающий змеевик испарителя для удаления с него инея. Теплый воздух не попадает в камеры холодильника, поскольку испаритель скрыт, а вентилятор отключен;
• когда весь иней оттаял, переключатель компенсации температуры отключает подогрев;
• дополнительно термостат может управлять заслонкой, регулирующей подачу холодного воздуха в основную камеру по каналам.

Разморозка таких холодильников похожа на “плачущий” испаритель лишь в одном: образовавшаяся вода также стекает по каналам в емкость около мотора.

Испаритель и вентилятор могут быть скрыты в перегородке между камерами, а для регулировки температуры служат разное количество воздуховодов и подвижные заслонки в них

Описанная выше схема – наиболее примитивная. Большинство современных моделей управляются централизованно, с электронной платы.

Основной недостаток холодильников No Frost – пересыхание продуктов из-за постоянной циркуляции воздуха. Всё приходится хранить в контейнерах с плотными крышками или заворачивать в плёнку.

Оригинальное решение проблемы предлагает Electrolux в системе Frost Free. В этих агрегатах морозилка работает по системе No Frost, а в камере с плюсовой температурой установлен классический, “плачущий” испаритель. Электрическая схема в целом идентична стандартным системам “без инея”.

Холодильник Атлант МХМ 2808-00 и Атлант МХМ 162

«Атлант» – наследник советского холодильника «Минск», собирается также в Минске. Работают эти холодильники достаточно долго, а поломки и сбои можно самостоятельно устранять.

Схемы работы бытовых двухкамерных холодильников типовые и электросхема «Атланта» ничем не отличается от агрегатов «Стинол», «Индезит», «Норд» и других холодильников без системы No Frost.

«Ноу Фрост» – система охлаждения камер, обеспечивающая циркуляцию холодного воздуха и предотвращающая наледь на стенках холодильника.

Схема этих холодильников точно та же, что и обычного двухкамерного холодильника.