Полезные свойства холода для хранения продуктов были известны ещё в глубокой древности. Да и выпить охлаждённых напитков или съесть мороженого, когда на улице жара, тоже хотелось. И люди находили способы решения этой задачи даже в жарких странах, где никогда не бывает зимы. Например, ещё в Древнем Египте и Междуречье для правителей и богатых граждан с горных ледников доставляли лёд. Чтобы довезти его в сохранности, лёд тщательно укрывали, а по прибытию складывали в подземных помещениях. Ещё в Древней Персии, Греции и Риме летом продавали мороженое из замороженных фруктов и мёда, а царица Египта Клеопатра каждый день обтирала лицо кубиками льда.

Подобный способ устройства «холодильников» применялся очень долго, вплоть до 20 века. В России, например, для длительного хранения продуктов традиционно оборудовали «ледники» — подземные или полуподземные помещения. Зимой на пол «ледника» укладывали лёд, который укрывали соломой. Само помещение хорошо изолировали, чтобы лёд не растаял до следующей зимы, и там весь год хранились мясо, рыба, овощи и другие припасы.

Существовала целая индустрия добычи и продажи льда. Например, в Петербурге 19 в. на Неве арендовали целые участки, где выпиливали лёд. Специальные артели вырезали прямоугольные куски льда и занимались наполнением «ледников».

добыча льда на Неве, 19 в.

типичный «ледник»

В США в 19 в. появились «ледяные короли» — люди, сколотившие многомиллионные состояния на торговле льдом. Добывая зимой лёд на реках и озёрах, они продавали его затем не только своим согражданам, но и в Индию, Бразилию и даже Австралию.

Но когда же люди научились получать холод, не запасая лёд и как были изобретены холодильники? Как ни странно, процесс изобретения холодильника растянулся на несколько столетий.

Способы охлаждения без использования заранее заготовленного снега и льда были известны людям довольно давно. Например, ещё в древности для охлаждения содержимого кувшинов их оборачивали в мокрую ткань, т. к. вода, испаряясь, отнимала у кувшина тепло. Также ещё в средние века использовали способ охлаждения и замораживания продуктов при помощи растворения селитры и некоторых других химикатов в воде, т. к. при растворении некоторых веществ в оде поглощается тепло. Но эти способы были не очень эффективными или дорогими.

В 1748 г. шотландский врач Уильям Каллен впервые собрал установку, принцип действия которой был схож с современными холодильниками. В замкнутой установке он использовал легко испаряющийся диэтиловый эфир, который в одной ёмкости кипел при пониженном давлении и отбирал тепло, а в другой вновь конденсировался и отдавал тепло. В 1756 г. Каллен таким образом искусственно получил небольшое количество льда. Но до того, как холодильники вошли в жизнь, прошло ещё очень много времени.

В 1805 г. американец Оливер Эванс разработал проект холодильника и даже получил на него патент, но так и не построил его. Первый холодильник по похожему проекту построил лишь в 1834 г. другой американец Джэйкоб Перкинс, но этот холодильник был довольно непрактичным и не заинтересовал промышленников. 1844 г. — ещё одна веха в истории холодильников, врач Джон Гори построил кондиционер для охлаждения воздуха в больнице, где лечились люди, страдающие малярией. Установка была готова к промышленному производству, но пресса по заказу «королей льда» высмеяла проект и он был забыт.

Но прогресс было не остановить. В 1855 г. англичанин Джеймс Харрисон сумел-таки впервые продать построенный им холодильник австралийской пивоварне. Следующих успехов добились французы. В 1850 г. француз Эдмонд Карре построил холодильник, работающий на смеси воды и аммиака. Его брат Фердинанд усовершенствовал холодильник и в 1862 г. продемонстрировал его на выставке в Лондоне. Его холодильник мог производить до 200 кг льда в час. Через некоторое время по его проекту был построен первый корабль-рефрижератор. Что интересно, эти холодильники были т. н. адсорбционного типа, т. е. не имели компрессора и для того, чтобы они работали, их нужно было топить дровами или углём.

Холодильники постепенно входили в жизнь, но были громоздкими и работали на ядовитых и огнеопасных веществах, поэтому использовались в первую очередь владельцами крупных складов и предприятий. А когда же появились домашние холодильники? Первый домашний холодильник появился в США в 1910 г., причём стоил он больше 1000$, вдвое дороже автомобиля. По тем временам это была огромная сумма. Не удивительно, что первая фирма, решившая производить домашние холодильники, вскоре обанкротилась, успев продать всего 40 штук.

Тем не менее, появлялись всё новые фирмы, решившие выпускать холодильники. Первой действительно удачной и массовой моделью стал холодильник Monitor Top, выпущенный американской фирмой General Electric в 1927 г. Он был бесшумным, безвредным и долговечным и своей конструкцией уже напоминал современные (патент на этот холодильник фирма купила у датского изобретателя Кристиана Стинструпа). Холодильников этой модели было продано более миллиона.

Холодильник Monitor Top

В конце 20-х были открыты фреоны, которые можно было использовать как удобный и безопасный хладагент. Это дало дополнительный толчок индустрии бытовых холодильников. В 30-е холодильник становится уже довольно распространённым бытовым прибором в США. В 1939 General Electric выпускает первый холодильник, имеющий морозильную камеру.

В СССР холодильники начали выпускать в 1937 г., до начала войны было выпущено всего несколько тысяч штук. Возобновили производство холодильников в СССР в начале 50-х. Одной из первых моделей были легендарные холодильники «ЗИС-Москва», которые славились своей надёжностью и долговечностью (у многих эти холодильники до сих пор работают без ремонта).

Холодильник «ЗИС-Москва» образца 1951 г.

История холодильника длиннее и интереснее, чем можно предположить. Жители древнего Китая еще в 10 веке умели сохранять лед, а 500 лет спустя, жители древнего Египта и Америки научились в холодные ночи выставлять глиняные сосуды, заполненные водой на открытый воздух, для создания льда. Другие древние цивилизации Греции и Рима собирали снег в небольшие ямы и закрывали их различными материалами, чтобы предохранить таяние.

Во многих европейских странах в XVII веке для производства льда и охлаждения помещений использовали раствор из селитры. В XVIII веке распространенным был сбор ледяных блоков и упаковка их во фланель, для хранения под землей, где в таком виде лед мог выдержать несколько месяцев.

Сбор и использование льда была распространены в середине XVIII века, как в коммерческих, так и домашних надобностях. Иногда ледяные блоки отправляли на дальние расстояния. В теплые времена года, для хранения продуктов использовали холодные погреба. Были также и специальные ящики для охлаждения - деревянные ящики, покрытые оловом или цинком, пробкой, опилками или водорослями для изоляции.

Первые паровые холодильники

Концепция механического охлаждения появилась в 1720, когда шотландский врач Уильям Каллен, заметил, что сопряжение может иметь охлаждающий эффект. Первый прототип устройства, основанного на этой идее был представлен в 1748 году, испарением этилового эфира в вакууме.

В 1805 году, американский изобретатель Оливер Эванс разработал (но не построил) машину охлаждения, которая вместо летучих веществ использовала жидкости. В 1820 году еще один подход к теме высказал английский ученый Майкл Фарадей с помощью сжиженного аммиака.

Однако титул «отца холодильников» получил партнер Эванса - Джейкоб Перкинс, получивший в 1835 году патент, на применение цикла сжатия пара, с использованием жидкого аммиака. В 1842 году американский врач Джон Горри использовал разработанную им машину по изготовлению льда, которым охлаждал пациентов, больных желтой лихорадкой. Именно он получил патент по использованию метода охлаждения в медицинских целях.

Однако быстрое развитие новых устройств был связано с массовым производством пива европейскими и американскими пивоваренными заводами в конце XIX века. Первый холодильник в Нью-Йорке был установлен в 1870 году. 30 лет спустя, на рубеже веков, все пивоваренные заводы были оснащены холодильниками. За пивоварами последовали переработчики мяса - первый холодильный агрегат появился в Чикаго, в 1900 году.

Холодильники для людей

Первые бытовые холодильники начали производиться в Америке, в 1911 году. В 20-30 годах на рынке появились холодильники, производящие кубики льда. В то время диоксид серы был заменен фреоном. Однако массовое производство устройств началось только после 1945 года. Холодильники стали невероятно популярны, стали незаменимым элементом интерьера.

На этом эволюция холодильников не остановилась. В следующее десятилетие большое внимание уделялось защите окружающей среды. Разрабатывались технологии энергосберегающих устройств, и предпринимались попытки создать холодильные агрегаты, без использования хлорфторуглеродов.

Современные холодильники работают так же, как и сто лет назад - за счет испарения жидкости. Хладагент (сжиженный газ, чаще всего фреон или аммиак), расположенный внутри холодильника кипит при низкой температуре. Когда это происходит, вещество интенсивно извлекает тепло, которое в виде газа отводится в конденсатор снаружи холодильника (поэтому холодильник греется снаружи).

Безопасность холодильников

Раннее в холодильниках использовались горючие, токсичные и высоко реактивные газы и жидкости. Только в 1926 году начали использовать соединения, содержащие фториды, что сделало холодильники гораздо безопаснее. Применение хлорфторуглеродов (CFC) было популярно более пятидесяти лет, когда обнаружилось их вредное влияние на озоновый слой.

Большинство современных холодильников используется гидрофторуглероды (ГФУ), которые гораздо безопаснее, чем CFC, но по-прежнему не идеальны. Холодильники это удобный и безопасный способ хранения продуктов питания. Когда слишком тепло, в продуктах развиваются вредные бактерии, которые могут стать причиной порчи продуктов и отравлений. Холодильник должен быть настроен минимум на 4,4 градуса по Цельсию.

Холодильники будущего

Новые полупроводниковые и магнитные технологии это будущее систем охлаждения холодильников. Традиционные холодильники, основаны на компрессорах, которые генерируют много тепла и отдают его в помещение. Полупроводниковые используют всю поверхность устройства, чтобы медленно рассеивать тепло, что не приводит к росту температуры в помещении, а поверхность холодильника холодная на ощупь. Эти устройства не содержат вредные материалы и работают совершенно бесшумно.

В какой стране изобрели холодильник, и кто стал создателем этого агрегата? Уже более тысячи лет назад люди использовали помещения наполненные льдом для обеспечения сохранности продуктов. А у простых крестьян были погребки, в которых припасы подолгу не портились. И все-таки холодильник, в таком виде, как мы его знаем, появился относительно недавно - около 140 лет назад.

Изобретателем холодильной камеры принято считать Карла фон Линде - немецкого инженера, члена технических и научных ассоциаций. Линде родился в Германии, но образование получил в Швейцарии. В качестве охлаждающей жидкости Линде использовал в своем изобретении аммиак, который со времени был заменен на безопасный (как для человека, так и для экологии) хладагент фреон.

Альтернативная версия

Ответить на вопрос «кто изобрел холодильник» не так легко, как кажется на первый взгляд. Есть мнение, что первым человеком, трудившимся над разработкой этого агрегата, был американец Джон Горри (по профессии врач). Этот человек оформил патент на свое изобретение в 1851 году, на несколько лет опередив своего «конкурента» Карла фон Линде.

Согласно историческим свидетельствам, Горри занимался исследованием в одной из клиник г. Апалачикола (штат Флорида). Нужно отметить, что Флорида отличается довольно жарким климатом, что причиняет немалые страдания пациентам, пораженным тропическими заболеваниями. Желая облегчить участь своих больных, Горри приступил к разработке агрегата для охлаждения воздуха.

Джон Горри создал первый в мире компрессор, способный сжимать и охлаждать воздух. Фактически его установку нельзя назвать было назвать «холодильником», поскольку она выполняла функцию сплит системы. Тем не менее, разработанный Горри принцип до сих пор используется во всех современных холодильниках. Агрегат не принес особой пользы своему изобретателю - до конца жизни Горри занимался медицинской практикой.

Знаете ли вы, что:

• В известном фантастическом фильме «Назад в будущее» вместо автомобиля должен был использоваться холодильник. Идею отвергли, дабы не подвергать малолетних зрителей искушению попробовать « » с помощью домашнего холодильника
• В среднем человек открывает дверцу домашнего холодильника не менее двенадцати раз в сутки
• Микробиологи установили, что холодильник - это самое грязное место в квартире. Здесь больше бактерий на квадратный сантиметр, чем на поверхности рабочего стола, на полу или даже на сиденье в туалете
• В США изобрели мини-холодильник, подключаемый к USB-порту. Прибор габаритами 19,5x9x8 см предназначен для охлаждения банки колы или пива
• Шубы на меховых комбинатах хранят в специальных холодильниках. Это позволяет защитить дорогостоящие вещи от пыли, моли и потускнения

В СССР в этот период холодильное оборудование поставлялось из-за рубежа в штучных количествах. Чаще использовались шкафы-ледники.

Важные даты в «холодильной» истории

Современные и инновационные системы холодильников

Уже вначале 1990-х годов начинается разработка следующих систем.

• Самодиагностика (Whirpool, США).
• Системы, контролирующие температуру внутри камеры, стабильность напряжения, процесс оттаивания, отвода талой воды и т.п. (GE).
• Внедрение синтезатора речи для голосовых предупреждений об ошибках использования (AEG).
• Создание опытных образцов, использующих энергию солнца (компания Brissonneau & Lotz Marine, Франция).

Проблемы экологии

Вплоть до 1980-х годов вещества групп ГХФУ и ХФУ составляли основной объем производимых хладагентов. К 1976-м году R12 производился в объеме 340 000 тонн ежегодно. Их них 27 000 тонн шло на производства охлаждающих систем. Спустя 10 лет объем суммарного производства достиг 1,123 млн. тонн. 30% из них приходилось на Америку, 20% - на европейские страны, по 10% - на Россию и Японию.

Далее началось изучение экологической безопасности хладагентов. Была выявлена связь между их применением и формированием парникового эффекта, разрушением озонового слоя и пр. В итоге вопрос о контроле выпуска ХФУ на международном уровне поднимается на состоявшейся в 1985-м году Венской конвенции по защите озонового слоя. Двумя годами позже индустриальные государства подписывают Монреальский протокол в Канаде.

Альтернативой R12 стал разработанный в начале 1990-х годов R134a. Этот хладагент содержит 1 компонент и безопасен для озонового слоя. Другими альтернативами стали R402 и пр. на основе ГХФУ, R407C и пр. на основе ГФУ. Ряд государств уже инвестировали в безопасные хладагенты и их разработку больше $2,4 млрд. Одни только исследования токсичности R134a длительностью в 7 лет потребовали суммарных затрат в $4,5 млн.

Современные тенденции

• Больше удобства в сервисе и эксплуатации. Разработки для хранения продуктов в оптимальных условиях. Приоритет моделей, имеющих зоны «влажного» и «сухого» охлаждения.
• Увеличение объемов зоны свежести, в которой продукты хранятся без заморозки. Возможность выбора температуры в большом диапазоне.
• Наполнение (дверки, ящики и пр.) чаще изготавливается из закаленного стекла, прозрачного пластика.
• Активное использование swing-design, при котором внешние формы холодильника становятся скругленными. Развитие дизайна осуществляется преимущественно за счет применения новых материалов.
• Применение дезодораторов. Включаются принудительно отдельной кнопкой.
• Применение аккумуляторов холода для морозильных камер с целью поддержания низкой температуры в случае отключения мотора.
• Индикация о незакрытой дверце либо неправильной эксплуатации.
• Камеры располагаются вертикально. На долю морозилки приходится 7-35% объема холодильника. Общие принципы компоновки: при объеме до 50 дм 3 морозильники располагают наверху, при объеме более 80 дм 3 - внизу (снабжаются отдельным мотором).
• Автономные испарительные системы для разных камер. Холодильные камеры имеют самооттаивающие испарители. Для морозильников используются испарители с ручным оттаиванием.
• Производство моделей с системами No Frost либо Safe Frost.
• Максимальная интеграция холодильного оборудования в интерьер кухни.
• Использование электроконвективного теплообмена между компрессорами, испарителями, конденсаторами.
• Применение средств бактерицидной обработки.
• Применение естественного холода.
• Стремление производителей максимально упростить .

Как видно, при разработке бытовых холодильников был пройден очень длинный путь. Современные модели обладают целым рядом вспомогательных систем и являются достаточно сложными. Именно поэтому необходим квалифицированный, профессиональный ремонт морозильных камер и холодильников. Именно такие услуги предлагает компания «Холод Сервис». Обратившись к нам, вы можете вызвать мастера для ремонта холодильника на дому. Мы работаем быстро, качественно и с предоставлением гарантии.

Холодильник

Современный бытовой холодильник

Холоди́льник - устройство, поддерживающее низкую температуру в теплоизолированной камере. Применяется обычно для хранения пищи или предметов, требующих хранения в прохладном месте. Бытовой холодильник имеется почти в каждой семье в развитых странах. Работа холодильника основана на использовании холодильной машины , переносящей тепло из рабочей камеры холодильника наружу, где оно рассеивается во внешнюю среду. Существуют также коммерческие холодильники с большей холодопроизводительностью, которые используются на предприятиях общественного питания и в магазинах и промышленные холодильники, объём рабочей камеры которых может достигать десятков и сотен кубометров, они используются, например, на мясокомбинатах, промышленных производствах.

Холодильники могут подразделяться на два вида: среднетемпературные камеры для хранения продуктов и низкотемпературные морозильники.

Морозильник - отдельный прибор или составная часть холодильника, предназначенный для замораживания и хранения продуктов питания. Температура в морозильнике составляет обычно −18 °C. В последнее время наибольшее распространение получили двухкамерные холодильники, включающие в себя оба компонента. Первые двухкамерные холодильники были выпущены фирмой «Дженерал Электрик ».

История создания

Холодильник, заполняемый льдом

Помещения для хранения продуктов, наполняемые льдом, появились несколько тысяч лет назад. Для императора Нерона слуги заготавливали на замерзших водоемах в горах снег и лёд. Южная Европа долгое время даже не подозревала того, что снег и лед способны принести пользу в хозяйстве. Знаменитый путешественник и купец Марко Поло после длительного пребывания в Китае написал книгу, в которой описал все достоинства льда и снега.

Первый бытовой электрический холодильник был создан в 1913 году . Как и промышленные холодильники, он работал с использованием принципа теплового насоса . В первых бытовых холодильниках в качестве охлаждающей жидкости использовались достаточно токсичные вещества.

К 1962 году холодильники имели: в США - 98,3 % семей, в Италии - 20 %, а в СССР - 5,3 % семей.

К концу 2007 года, лидирующие позиции на рынке холодильников заняли следующие компании : Miele, BSH Bosch und Siemens Hausgeräte (Германия, торговые марки Bosch, Gaggenau, Neff, Siemens); General Electric, Whirlpool (США, торговые марки Whirlpool, Maytag); Electrolux Group (Швеция, торговые марки AEG- Electrolux, Electrolux, Zanussi); Indesit Company (Италия, торговые марки Ariston, Indesit, Stinol); Candy Group (Италия, торговые марки Candy, Hoover); Gorenje (Словения); «Атлант» (Беларусь). Также расширяли свое присутствие на рынке: Arcelik (Турция, торговые марки Beko, Blomberg); LG Electronics (Корея, торговая марка LG); Samsung Electronics (Корея, торговая марка Samsung); Matsushita Electric Industrial (Япония, торговая марка Panasonic); Sharp Electronics (Япония, торговая марка Sharp).

В 90-е годы в России были популярны холодильники отечественной марки "Стинол" (Липецк).

Типы холодильных агрегатов по принципу действия

• Компрессионный
• Абсорбционный
• Термоэлектрический
• С вихревыми охладителями

Устройство и принцип действия компрессионного холодильника

Основная статья: Парокомпрессионный холодильный цикл

Холодильный компрессор

Теоретической основой, на которой построен принцип работы холодильников, является второе начало термодинамики . Охлаждающий газ в холодильниках совершает так называемый обратный цикл Карно . При этом основная передача тепла основана не на цикле Карно, а на фазовых переходах - испарении и конденсации. В принципе возможно создание холодильника, использующего только цикл Карно, но при этом для достижения высокой производительности потребуется или компрессор, создающий очень высокое давление, или очень большая площадь охлаждающего и нагревающего теплообменника.

Основными составляющими частями холодильника являются:

• компрессор , создающий необходимую разность давлений;
• испаритель, забирающий тепло из внутреннего объёма холодильника;
• конденсатор , отдающий тепло в окружающую среду;
• терморегулирующий вентиль, поддерживающий разность давлений за счёт дросселирования хладагента;
• хладагент - вещество, переносящее тепло от испарителя к конденсатору.

Компрессор засасывает из испарителя хладагент в виде пара, сжимает его (при этом температура хладагента повышается) и выталкивает в конденсатор. В бытовых холодильниках используются герметичные поршневые мотор-компрессоры. В таких компрессорах электродвигатель располагается внутри корпуса компрессора, что позволяет предотвратить утечки хладагента через уплотнение вала. Для поглощения вибраций применяется подвеска компрессора. Подвеска компрессора может быть наружной, когда на пружине подвешивается корпус компрессора, или внутренней, когда подвешен двигатель компрессора внутри корпуса. В современных бытовых холодильниках наружная подвеска не применяется, так как она хуже поглощает вибрации компрессора, который к тому же производит больше шума. Для смазки компрессора применяют специальные рефрижераторные масла. Стоит отметить, что масло и хладагент хорошо растворяются друг в друге.

В конденсаторе нагретый в результате сжатия хладагент остывает, отдавая тепло во внешнюю среду, и при этом конденсируется , то есть превращается в жидкость, поступающую в капилляр. В бытовых холодильниках чаще всего применяются ребристо-трубные конденсаторы, в качестве оребрения применяется стальная проволока или стальной лист с прорезями. Охлаждение конденсаторов обычно естественное, за исключением холодильников больших объёмов.

Жидкий хладагент под давлением через дросселирующее отверстие (капилляр или терморегулируемый расширительный вентиль) поступает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости. При этом хладагент отнимает тепло у внутренних стенок испарителя, за счёт чего происходит охлаждение внутреннего пространства холодильника. Испарители бытовых холодильников чаще всего листотрубные, сваренные из пары алюминиевых листов. Испаритель морозильной камеры часто совмещён с её корпусом, в то время как испаритель холодильной камеры (в холодильниках с двумя испарителями) располагают на задней стенке камеры.

Таким образом, в конденсаторе хладагент под воздействием высокого давления конденсируется и переходит в жидкое состояние, выделяя тепло, а в испарителе под воздействием низкого давления вскипает и переходит в газообразное, поглощая тепло.

Терморегулируемый расширительный вентиль необходим для создания необходимой разности давлений между конденсатором и испарителем, при которой происходит цикл теплопередачи. Он позволяет правильно (наиболее полно) заполнять внутренний объём испарителя вскипевшим хладагентом. Пропускное сечение ТРВ изменяется по мере снижения тепловой нагрузки на испаритель, при понижении температуры в камере количество циркулирующего хладагента уменьшается.

В бытовых холодильниках чаще всего вместо ТРВ используется капилляр. Он не меняет своё сечение, а дросселирует определённое количество хладагента, зависящее от давления на входе и выходе капилляра, его диаметра, длины и типа хладагента.

Большое значение имеет чистота хладагента: вода и примеси могут засорить капилляр или повредить компрессор. Примеси могут образовываться в результате коррозии внутренних стенок трубопроводов холодильника, а влага может попасть при заправке холодильника, либо проникнуть через неплотности (особенно в холодильниках с открытым компрессором). Поэтому при заправке тщательно соблюдается герметичность, перед заправкой контур вакуумируется. В каждом холодильнике имеется фильтр-осушитель , который устанавливается перед капилляром.

Обычно также присутствует теплообменник, выравнивающий температуру на выходе из конденсатора и из испарителя. В результате к дросселю поступает уже охлаждённый хладагент, который затем ещё сильнее охлаждается в испарителе, в то время как хладагент, поступивший из испарителя подогревается, прежде чем поступить в компрессор и конденсатор. Это позволяет увеличить производительность холодильника, а также предотвратить попадание жидкого хладагента в компрессор.

Принцип действия абсорбционного холодильника

Агрегат абсорбционного холодильника

Так же, как и в компрессионном, в абсорбционном холодильнике охлаждение рабочей камеры происходит за счёт испарения хладагента (чаще всего аммиака). В отличие от компрессионного холодильника, циркуляция хладагента происходит за счёт его растворения (абсорбции) в жидкости, обычно в воде. В одной единице объёма воды может быть растворено до 1000 ед. объёма аммиака. Насыщенный раствор аммиака из абсорбера поступает в генератор (десорбер), а затем в дефлегматор , где разлагается на аммиак и воду. Газообразный аммиак сжижается в конденсаторе и снова поступает в испаритель, а очищенная от аммиака вода поступает в абсорбер.

Для циркуляции воды в системе могут применяться разнообразные приспособления, например струйные насосы , что позволяет обойтись без движущихся частей. В систему холодильника добавляется также инертный к компонентам системы газ, например водород. В этом случае давление во всей системе почти одинаково, а испарение хладагента происходит за счёт изменения парциального давления .

Помимо аммиака и воды, могут использоваться и другие пары веществ - например, раствор бромистого лития, ацетилен и ацетон. Преимущества абсорбционных холодильников - бесшумность работы, отсутствие движущихся механических частей, возможность работы от нагрева прямым сжиганием топлива, недостатки - плохие удельные показатели хладопроизводительности на единицу объёма, чувствительность к положению в пространстве, а также недолговечность: трубопроводы такого холодильника относительно быстро засоряются продуктами коррозии. Кроме того, холодильный агрегат содержит ядовитый аммиак и горючий водород. Такие холодильники практически не используются в современных квартирах, но распространены в местах, где нет круглосуточного доступа к электричеству: например в домах на колёсах , где они работают от электричества на стоянках в кемпингах , а в пути работают от сжигания природного газа. Кроме того, абсорбционные агрегаты часто используются в промышленных холодильниках в тех случаях, когда более выгодно использовать энергию сгорания газа, а не электричество. Наиболее эффективно их использование в промышленности совместно с когенерационными установками, что позволяет утилизировать избыточное тепло и повысить КПД. В этом случае речь идет о так называемой тригенерации. Помимо этого, абсорбционные машины позволяют использовать сбросное тепло.

Принцип действия термоэлектрического холодильника

В основе работы термоэлектрического холодильника лежит Эффект Пельтье - когда при прохождении тока через контакт двух разнородных проводников в направлении контактной разности потенциалов происходит перенос тепловой энергии так, что один из этих «разнородных» проводников охлаждается, а второй нагревается за счет тепловой энергии от первого и электрической энергии прошедшего электрического тока. Холодильник на элементах Пельтье бесшумен, надёжен и долговечен, но большого распространения не получил из-за дороговизны охлаждающих термоэлектрических элементов. Ещё одним минусом является зависимость холодопроизводительности от температуры окружающей среды. Тем не менее, сумки-холодильники , небольшие автомобильные холодильники и кулеры питьевой воды часто делаются с охлаждением от элементов Пельтье.

Принцип действия холодильника на вихревых охладителях

Охлаждение осуществляется за счёт расширения предварительно сжатого компрессором воздуха в блоках специальных вихревых охладителей.
Распространения не получил из-за большой шумности, необходимости подвода сжатого (до 10-20 Атм) воздуха и очень большого его расхода, низкого коэффициента полезного действия. Достоинства - безопасность (так как не используется электричество и нет ни движущихся механических частей, ни опасных химических соединений в конструкции) долговечность, надёжность.

Устройство холодильного шкафа

Теплоизоляция

Стенки холодильного шкафа двойные, промежуток между стенками заполняется теплоизолирующими материалами: минеральной ватой , вспененным полистиролом или полиуретаном . От качества теплоизоляции зависит энергопотребление холодильника.

Полки

Продукты в холодильнике размещают на полках. Полки могут быть решетчатыми, что облегчает циркуляцию воздуха, либо стеклянными, позволяющими изолировать отделения друг от друга.

Дверь

С внутренней стороны двери для экономии места расположены дополнительные полки. На этих полках обычно хранят продукты в бутылках, консервы, а также яйца. Иногда на двери холодильника может располагаться ёмкость для напитков с выведенным на наружную поверхность патрубком с затвором, что позволяет использовать холодильник в качестве кулера . Во многих холодильниках навес двери съёмный, позволяющий выбрать направление открывания двери.

Уплотнитель двери

Для предотвращения попадания тёплого воздуха через щели между корпусом холодильника и дверью служит уплотнитель. Уплотнители современных холодильников имеют магнитную вставку, что позволяет отказаться от механических затворов на двери холодильника.

Циркуляция воздуха в камерах

Холодильники бывают с естественной и искусственной циркуляцией воздуха. В последнем случае часто применяется так называемая технология «No Frost» - когда испаритель отделён от основной камеры и сообщение воздушных потоков между испарителем и камерой осуществляется с помощью вентилятора. Благодаря этому удаётся избавиться от намерзания «шапки» инея на испарителе благодаря предварительному осушению воздуха, а также оттаиванию инея с испарителя без повышения температуры в камере. В некоторых холодильниках имеются специальные системы контроля за температурой и влажностью.

Автоматика и электрооборудование

Бытовые холодильники обычно работают циклично, периодически включаясь и выключаясь. Моментами включения и выключения управляет термодатчик. Это может быть механический термодатчик сильфонного типа, либо электронный. Для обеспечения правильного запуска двигателя используются пусковые и защитные реле, которые часто объединяют в один прибор. Дополнительно холодильники могут оснащаться системами оттаивания, предотвращающими образование инея на испарителе. Для освещения холодильной камеры устанавливаются лампы небольшой мощности, которые включаются при срабатывании датчика открытия двери. Некоторые холодильники оснащены сигнализацией открытия двери, которая срабатывает по таймеру, чтобы предотвратить потери холодного воздуха если дверь холодильника забыли закрыть.

Обозначения

На холодильниках обозначают температурный режим морозильной камеры в виде нескольких снежинок:

• * - температура до −6 °C. Замороженные продукты можно хранить не более недели.
• ** - температура до −12 °C. Замороженные продукты хранятся до месяца.
• *** - температура до −18 °C. Хранение продуктов до 3-х месяцев.
• *(***) - температура до −18 °C плюс быстрая заморозка свежих продуктов. Хранение продуктов до года.

По уровню потребления электроэнергии холодильники делятся на классы: (самый низкий) A++, A+, A, B, C, D, E, F, G (самый высокий).

Технические характеристики холодильников

• масса, кг;
• количество компрессоров;
• корректированный уровень звуковой мощности (шум), дБ ;
• общий объём, ;
• объём морозильной камеры, л;
• температура хранения в морозильной камере, не выше, °С ;
• температура хранения в холодильной камере, °С;
• номинальная потребляемая мощность, Вт ;
• суточное потребление электроэнергии, кВт*час /сутки;
• годовое потребление электроэнергии, кВт*час/год;
• мощность замораживания, кг/сутки;
• время повышения температуры в морозильной камере до −9 °С при отключении электроэнергии;
• наличие системы автоматического оттаивания;
• наличие зоны свежести.

Эксплуатация холодильников

Для сохранения свежести продуктов необходимо соблюдать правила хранения продуктов в холодильнике. Современные холодильники имеют множество камер, предназначенных для хранения различных продуктов: в каждой камере поддерживается температура, оптимальная для того или иного типа продуктов. Но даже в простых холодильниках с естественной циркуляцией воздуха температура на полках различается, поэтому необходимо правильно размещать продукты.

В наиболее холодных (температура около 0 °C) зонах размещают скоропортящиеся продукты: свежее мясо, рыбу, и т. д. Готовые блюда (салаты, кисели и т.д) наоборот нужно хранить в отделениях с более высокой температурой (около 8 °C). Продукты с резким запахом (мясо, рыбу, некоторые фрукты), или продукты, легко впитывающие запахи (молоко, масло) хранят раздельно, желательно в закрытой (но не плотно) таре. Следует вовремя избавляться от испорченных продуктов.

Не следует ставить в холодильник без автоматического оттаивания продукты, температура которых значительно выше комнатной, так как большое выделение пара способствует быстрому нарастанию инея на испарителе, снижению эффективности работы и увеличению расхода электроэнергии. Последнее касается также и холодильников с автоматическим оттаиванием. Размораживать замороженные продукты рекомендуется в холодильной камере: разморозка занимает больше времени, но позволяет сэкономить электроэнергию.

Согласно европейской статистике, для одного человека оптимален объём холодильника до 150л, два-четыре человека 200-280л, пять и более человек 300-320л.

Примечания

Ссылки