Kühlschrankkompressor, Funktionsprinzip und Klassifizierung

Das Kühlaggregat lässt sich in drei große Teile unterteilen. Diese sind wie Verdampfer, Kondensator und Kompressor. Alle drei Teile sind verknüpft. Das Arbeitssystem ist von Natur aus geschlossen. Die Hauptaufgabe des Kompressors besteht darin, die erforderliche Temperatur in den Kühlkammern bereitzustellen. Als Gas wird ein Kältemittel verwendet.

Funktionsprinzip und Typen

Der Kompressor im Kühlschrank soll die Kälte halten bzw. das Kühlmittel durch das Kapillarrohrsystem und den Kühlergrill des Kühlschranks, Kondensator, zirkulieren lassen.

Um zu verstehen, welche Rolle der Kompressor im Kühlschrank spielt, müssen Sie sich vorstellen, wie der Gefrierprozess abläuft.

Der Kompressor, bei dem es sich um einen Motor handelt, pumpt Kältemitteldämpfe aus dem Verdampfer und leitet sie dann zum Verflüssiger. Darin werden die Brüden abgekühlt und der Kondensationsprozess beginnt. Im verflüssigten Zustand gelangt das Kältemittel durch Rohre und einen zur Entfeuchtung bestimmten Filter in den Verdampfer. Dort kocht der Stoff aufgrund der Druckdifferenz, die Siedeenergie kommt vom Verdampfer und die Luft in der Kammer wird abgekühlt. Das Kältemittel ändert wieder seinen Phasenzustand, wird gasförmig. Der Vorgang wird noch einmal wiederholt.

Kompressoreinheiten sind in Typen unterteilt:

• dynamisch;
• Kolben;
• rotierend.

Jeder Typ hat seine eigenen Vor- und Nachteile. Dynamische Ventilatoren nutzen bei ihrer Arbeit, mit ihrer Hilfe wird das Kältemittel gepumpt. Der Kolben basiert auf dem gleichen Funktionsprinzip wie bei Einzylinder-Verbrennungsmotoren, er hat einen Motor und eine Welle. Der rotierende enthält einen im Gehäuse exzentrisch angeordneten Rollrotor.

Dynamische Kompressoren

Sie werden nach der Art der Ventilatoren in zwei Klassen eingeteilt: Axial- und Radialventilatoren. Die ersten nutzen die Tatsache, dass die Verdichtung des Kältemittels nach der Änderung seiner Drehzahl zwischen den Schaufeln des Rotors und der Leiteinrichtung erfolgt. Dabei erfolgt die Bewegung des Kältemittels in Richtung der Rotorachse. Bei der zweiten Art entsteht auf der Zufuhrseite ein Vakuum, Gas wird den Laufradschaufeln zugeführt. Beim Rotieren wird das Kühlmittel unter dem Einfluss der Fliehkraft auf den Außenradius geschleudert. Am Ausgang des Rades wird das Gas zum Diffusor geleitet, wo seine Geschwindigkeit abnimmt und der Druck steigt.

Ihre Klassifizierung erfolgt nach folgenden Kriterien:

• Durch Enddruck. Der durch den Gasstrom erzeugte Druck.
• Durch die Anzahl der Kompressionsstufen. Einstufig und mehrstufig.
• Nach der Antriebsart. Turbine oder elektrisch.

Dynamische Kompressoren zeichnen sich durch unkompliziertes Design, Langlebigkeit und einfache Handhabung aus. Das Gerät hat geringe Abmessungen und Gewicht. Der Hauptnachteil ist der geringe Wirkungsgrad, der sich besonders bei geringer Produktivität und hohen Pumpdrücken zeigt. Bei einer solchen Konstruktion ist es unmöglich, ein hohes Kompressionsverhältnis zu erzielen und daher einen hohen Druck zu erzeugen.

Kolbenkompressoren

Kompressoren dieser Art sind Hubkolben. Die Kompression wird erzeugt, indem das Volumen des Kühlgases verringert wird, wenn sich der Kolben im Zylinder bewegt. Sie zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:

• Mit einem Kurbelantrieb oder Linearmechanismus.
• Durch die Lage der Zylinder. Sie können in vertikaler, horizontaler oder eckiger Ausführung (rechteckig) ausgeführt werden.
• Durch die Anzahl der Kompressionsstufen. Erhältlich ein-, zwei- und mehrstufig, je nach Bedarf zur Begrenzung der Abgastemperatur.

Der Motor treibt beim Start die Kurbelwelle in der Mitte des Kompressors an. Bei hin- und hergehenden Rotationen pumpt der Kolben mit seinen Bewegungen das Gas ab und destilliert es vom Verdampfer in den Kondensator. Mit Hilfe des Saugventils tritt das Kältemittel beim Ablassen in die Kammer ein und wird beim Ablassen während des Rückhubs unter Bildung eines erhöhten Gasdrucks wieder abgeführt. Auf diese Weise, ein nicht gerader Kolben wird verwendet, bestehend aus zwei Ventilen, Zu- und Ablauf.

Es wird ein anderes Design verwendet, das wirtschaftlicher und einfacher ist. Es basiert auf einer Inverter-Pulsformungsschaltung. Ein solches Produkt ist eine Stange mit einem Kolben am Ende, der sich innerhalb der Spule befindet. Wenn ein Wechselstrom angelegt wird, entsteht ein magnetisches Feld und das System unter seiner Wirkung beginnt sich zu bewegen.

Moderne Geräte dieser Art kein Schmiermittel verwenden, die Kolben sind mit Kolbenringen abgedichtet.

Kolbenkompressoren gehören zu den ersten, die in Kühlschränken eingesetzt werden. Sie zeichnen sich durch eine gute Zuverlässigkeit aus, sie können in einem weiten Spannungsbereich betrieben werden. Keine Geräusche und Vibrationen beim Starten / Stoppen des Motors.

Rotationskompressoren

Es wird ein System verwendet, bestehend aus zwei Rotoren, einem Master und einem Slave. Gegeneinander drehend und sich über die gesamte Länge berührend, entsteht Gasdruck. Die Vorrichtung ist so konstruiert, dass zwischen den Rotoren und dem Körper keine Lücken bestehen, die von den Einlasskammern gebildeten Gasanteile in verschiedene Richtungen divergieren und leicht greifbar durch zwei Schäfte. Das Kältemittel, das mit abnehmendem Volumen in die Kammern gelangt, wird komprimiert und dann durch ein spezielles Loch mit kleinem Durchmesser in den Kondensator geleitet. Die Besonderheit ist, dass einer der Rotoren den Großteil der Portion einnimmt, im Verhältnis 4 zu 6.

Der Vorteil dieser Konstruktion ist ein hoher Wirkungsgrad und durch die druckunabhängige Drehzahl der Rotoren ist ein stationärer Zustand gewährleistet. Vibrationen und Geräusche sind praktisch nicht vorhanden. Da sich die Rotoren spaltfrei berühren und sich zwischen ihnen Öl befindet, entsteht keine Reibung und eine hohe Drehzahl ist nicht erforderlich. Dies führt zu einem niedrigen Stromverbrauchswert. Das Öl bildet aufgrund der Oberflächenspannung einen Pfropfen zwischen den Arbeitsteilen und dem Gehäuse, was zu einer Druckerhöhung führt.

Die Verwendung von zwei Rotoren auf einer Welle wird durch die erhöhte Zuverlässigkeit und Effizienz begründet. Im Funktionsprinzip unverändert bleibend, kann das Design selbst verschiedene Variationen aufweisen. Die Anordnung von zwei zusätzlichen Platten am Rotor führte zu der Möglichkeit, mehr Druck zu erhalten, führte jedoch zu einer Erhöhung der Reibung und einer Komplikation der Konstruktion.

Einige Modelle verwenden einen oszillierenden Rotor. Dies ist darauf zurückzuführen, dass in letzter Zeit eine neue Art von Kältemittel verwendet wurde. Bisher bildete das Kühlgas aufgrund des Chlorgehalts in seiner Zusammensetzung einen zusätzlichen schützenden Ferrochloridfilm. Dieser Film verringerte nicht nur die Reibung, sondern verringerte auch die Möglichkeit von Korrosion. Gleichzeitig führte der Einsatz neuer Kältemittel zu einem Druckverlust durch Verluste während Gasübertritt zwischen Rotor und Zylinder des Gehäuses, sowie der Zylinder und die Stirnseite der Platte. Um Reibungs- und Überlaufverluste zu reduzieren, ist die Platte mit dem Rotor aus einem Stück gefertigt.

Vergleich von Linear- und Invertertypen

Kompressoren werden je nach Betriebsart in Linear- und Inverter unterteilt. Derzeit werden immer mehr Kühlaggregate mit einem Inverter-Kompressor hergestellt. Lineare Geräte arbeiten in einem zyklischen Ein- und Ausschaltmodus. Nachdem der Kühlschrank an das Netzwerk angeschlossen ist, bestimmt ein in seiner Kammer befindlicher Sensor die Temperatur, indem er sie mit der eingestellten vergleicht. Der Kompressor läuft an und der Kühlprozess beginnt. Nach Erreichen des erforderlichen Wertes schaltet der Kompressor ab und der Sensor überwacht weiterhin die Temperatur. Sobald er ansteigt und den eingestellten Bereich verlässt, läuft der Kompressor wieder an.

Wechselrichtergeräte arbeiten nach einem anderen Prinzip. Nach dem Einschalten des Geräts und Erreichen der gewünschten Temperatur in der Kammer schaltet es sich nicht aus, sondern reduziert die Geschwindigkeit und hält das Temperaturregime konstant. Der Inverterkompressor hat keinen rotierenden Rotormotor. Der Kompressor verrichtet seine Arbeit von selbst: Der Kolben macht Bewegungen unter dem Einfluss eines elektromagnetischen Feldes.

Der Hauptnachteil von Linearkompressoren erhöhte Belastung des Stromnetzes, die zu Spannungsstößen und erhöhtem Energieverbrauch im Vergleich zu Wechselrichtereinheiten führt. Die Geräuschentwicklung des Inverter-Kompressors ist minimal, jedoch sehr anfällig für die Qualität der Netzversorgung. Daher wird bei einer schlechten elektrischen Leitung empfohlen, diese in Verbindung mit einem Spannungsstabilisator zu verwenden. Lineare Geräte sind für den Preis günstiger, aber den Stromverbrauch sollte man nicht vergessen.

Kühlschrank mit zwei Kompressoren

In modernen Modellen wurden zwei Kompressoreinheiten gleichzeitig installiert. Ein Kompressor wird sowohl bei Einkammer- als auch bei Doppelkammergeräten verwendet, während zwei Kompressoren nur bei Zweikammergeräten verwendet werden.

Modellhersteller berichten, dass die Verwendung von zwei Geräten den Energieverbrauch aufgrund der getrennten Temperaturregelung sowohl im Gefrierschrank als auch im Hauptgerät senkt. Darüber hinaus ist die Lebensdauer solcher Modelle höher, da jeder Kompressor nur startet, wenn die Temperatur in seiner Kammer gesenkt werden muss.

Wenn der Kompressor ausfällt, müssen Sie einen neuen kaufen. In diesem Fall muss nach demselben Typ gesucht werden. Seine Hauptparameter sind Leistung, Art des Kältemittels und das Vorhandensein eines Startrelais.