Sprężarka chłodnicza, zasada działania i klasyfikacja

Agregat chłodniczy można podzielić na trzy duże części. Są to takie jak parownik, skraplacz i sprężarka. Wszystkie trzy części są połączone. System pracy ma charakter zamknięty. Głównym zadaniem kompresora jest zapewnienie wymaganej temperatury w komorach chłodni. Jako gaz stosowany jest czynnik chłodniczy.

Zasada działania i typy

Kompresor w lodówce jest przeznaczony do utrzymywania zimna, a raczej do cyrkulacji chłodziwa przez układ rurek kapilarnych i kratkę chłodnicy lodówki, skraplacz.

Aby zrozumieć, jaką rolę odgrywa kompresor w lodówce, musisz sobie wyobrazić, jak przebiega proces zamrażania.

Sprężarka będąca silnikiem odciąga opary czynnika chłodniczego z parownika, a następnie kieruje je do skraplacza. W nim opary są chłodzone i rozpoczyna się proces kondensacji. Będąc w stanie skroplonym, czynnik chłodniczy dostaje się do parownika przez rury i filtr przeznaczony do osuszania. Tam, ze względu na różnicę ciśnień, substancja wrze, energia do wrzenia pochodzi z parownika, a powietrze w komorze jest schładzane. Czynnik chłodniczy ponownie zmienia swój stan fazowy, zamienia się w gaz. Proces powtarza się ponownie.

Agregaty sprężarkowe dzielą się na typy:

• dynamiczny;
• tłok;
• obrotowy.

Każdy typ ma swoje zalety i wady. Wentylatory dynamiczne wykorzystują w swojej pracy, z ich pomocą pompowany jest czynnik chłodniczy. Tłok działa na zasadzie identycznej jak w jednocylindrowych silnikach spalinowych, posiada silnik i wał. Obrotowy zawiera wirnik toczny umieszczony mimośrodowo w cylindrze obudowy.

Sprężarki dynamiczne

W zależności od typu wentylatorów dzielą się na dwie klasy: osiowe i odśrodkowe. Pierwsze wykorzystują fakt, że sprężanie chłodziwa następuje po zmianie jego prędkości między łopatkami wirnika a urządzeniem prowadzącym. W takim przypadku ruch czynnika chłodniczego odbywa się w kierunku osi wirnika. W drugim typie po stronie zasilającej występuje podciśnienie, do łopatek wirnika doprowadzany jest gaz. Podczas obracania chłodziwo jest wyrzucane pod wpływem siły odśrodkowej na promień zewnętrzny. Na wyjściu z koła gaz kierowany jest do dyfuzora, gdzie jego prędkość spada, a ciśnienie wzrasta.

Ich klasyfikacja odbywa się według następujących kryteriów:

• Przez końcowe ciśnienie. Ciśnienie wytwarzane przez przepływ gazu.
• Według liczby etapów kompresji. Jednoetapowe i wieloetapowe.
• Według rodzaju napędu. Turbinowy lub elektryczny.

Sprężarki dynamiczne charakteryzują się prostą konstrukcją, trwałością i łatwością obsługi. Urządzenie ma niewielkie wymiary i wagę. Główną wadą jest niska wydajność, która jest szczególnie widoczna przy niskiej wydajności i wysokim ciśnieniu pompowania. W takiej konstrukcji niemożliwe jest uzyskanie wysokiego stopnia sprężania, a zatem wytworzenie wysokiego ciśnienia.

Sprężarki tłokowe

Sprężarki tego typu są tłokowe. Kompresja powstaje poprzez zmniejszenie objętości gazu chłodzącego, gdy tłok porusza się w cylindrze. Wyróżniają się następującymi cechami:

• Za pomocą napędu korbowego lub mechanizmu liniowego.
• Według lokalizacji cylindrów. Mogą być wykonane w układzie pionowym, poziomym lub kątowym (prostokątnym).
• Według liczby etapów kompresji. Dostępne w wersji jedno, dwu i wielostopniowej, w zależności od potrzeby ograniczenia temperatury gazu wylotowego.

Podczas rozruchu silnik napędza wał korbowy w środku sprężarki. Wykonując ruchy posuwisto-zwrotne tłok swoimi ruchami wypompowuje gaz, destylując go z parownika do skraplacza. Za pomocą zaworu ssącego czynnik chłodniczy wchodzi do komory podczas opróżniania i jest odprowadzany z powrotem podczas opróżniania, podczas suwu powrotnego, tworząc zwiększone ciśnienie gazu. Zatem, zastosowano nieprosty tłok, składający się z dwóch zaworów, zasilającego i odprowadzającego.

Zastosowano inny projekt, jest bardziej ekonomiczny i prostszy. Opiera się na układzie kształtowania impulsów falownika. Takim produktem jest pręt z tłokiem na końcu umieszczonym wewnątrz cewki. Po przyłożeniu prądu przemiennego powstaje pole magnetyczne, a system pod jego działaniem zaczyna się poruszać.

Nowoczesne urządzenia tego typu nie używaj smaru, tłoki są uszczelnione pierścieniami tłokowymi.

Sprężarki tłokowe są jednymi z pierwszych stosowanych w lodówkach. Wyróżniają się dobrą niezawodnością, mogą pracować w szerokim zakresie napięć. Brak hałasu i wibracji podczas uruchamiania / zatrzymywania silnika.

Sprężarki rotacyjne

Stosowany jest system składający się z dwóch wirników, nadrzędnego i podrzędnego. Obracając się do siebie i dotykając na całej długości, powstaje ciśnienie gazu. Urządzenie jest wykonane w taki sposób, że nie ma szczelin między wirnikami a korpusem, porcje gazu utworzone przez komory wlotowe rozchodzą się w różnych kierunkach i łatwo uchwycony przez dwa wałki. Czynnik chłodniczy, dostając się do komór ze zmniejszeniem ich objętości, jest sprężany, a następnie kierowany przez specjalny otwór o małej średnicy do skraplacza. Osobliwością jest to, że jeden z wirników zajmuje większość porcji w stosunku 4 do 6.

Zaletą tej konstrukcji jest wysoka sprawność, a dzięki temu, że prędkość obrotowa wirników nie zależy od ciśnienia, zapewniony jest stan ustalony. Wibracje i hałas są praktycznie nieobecne. Ponieważ wirniki stykają się bez przerw, a między nimi jest olej, nie ma tarcia i nie jest potrzebna duża prędkość obrotowa. Skutkuje to niską wartością zużycia energii. Olej pod wpływem napięcia powierzchniowego tworzy korek pomiędzy częściami roboczymi a korpusem, co prowadzi do wzrostu ciśnienia.

Zastosowanie dwóch wirników na jednym wale jest uzasadnione zwiększoną niezawodnością i wydajnością. Pozostając niezmienioną w zasadzie działania, sam projekt może mieć różne odmiany. Umieszczenie dwóch dodatkowych płyt na wirniku spowodowało możliwość uzyskania większego nacisku, ale doprowadziło do wzrostu tarcia i komplikacji konstrukcji.

Niektóre modele wykorzystują wirnik oscylacyjny. Wynika to z faktu, że ostatnio zastosowano nowy rodzaj czynnika chłodniczego. Wcześniej gaz chłodzący, ze względu na zawartość chloru w swoim składzie, tworzył dodatkowy ochronny film żelazochlorkowy. Ten film nie tylko zmniejszył tarcie, ale także zmniejszył możliwość korozji. Jednocześnie zastosowanie nowych czynników chłodniczych doprowadziło do utraty ciśnienia z powodu strat podczas przepływ gazu między wirnikiem a cylindrem obudowy, a także cylinder i koniec płyty. Aby zmniejszyć straty spowodowane tarciem i przelewaniem, płyta z wirnikiem wykonana jest z jednego kawałka.

Porównanie typów liniowych i falownikowych

W zależności od trybu pracy sprężarki dzielą się na liniowe i inwerterowe. Obecnie coraz więcej agregatów chłodniczych produkowanych jest ze sprężarką inwerterową. Urządzenia liniowe działają w trybie cyklicznego włączania i wyłączania. Po podłączeniu lodówki do sieci czujnik umieszczony w jej komorze określa temperaturę porównując ją z ustawioną. Sprężarka uruchamia się i rozpoczyna się proces chłodzenia. Po osiągnięciu wymaganej wartości sprężarka wyłącza się, a czujnik kontynuuje monitorowanie temperatury. Gdy tylko wzrośnie i wyjdzie poza ustawiony zakres, sprężarka uruchamia się ponownie.

Urządzenia inwerterowe działają na innej zasadzie. Po włączeniu urządzenia i osiągnięciu żądanej temperatury w komorze nie wyłącza się, lecz zmniejsza prędkość, utrzymując stały reżim temperaturowy. Sprężarka inwerterowa nie posiada silnika z wirującym wirnikiem. Sprężarka wykonuje swoją pracę sama: tłok wykonuje ruchy pod wpływem pola elektromagnetycznego.

Główna wada sprężarek liniowych zwiększone obciążenie sieci elektrycznej, co prowadzi do skoków napięcia i zwiększonego zużycia energii w porównaniu do jednostek inwerterowych. Hałas ze sprężarki inwerterowej jest minimalny, jednak jest dość wrażliwy na jakość zasilania sieciowego. Dlatego w przypadku słabej linii elektrycznej zaleca się stosowanie jej w połączeniu ze stabilizatorem napięcia. Urządzenia liniowe są tańsze w cenie, ale nie należy zapominać o poborze mocy.

Lodówka z dwiema sprężarkami

W nowoczesnych modelach zaczęto instalować jednocześnie dwie sprężarki. Jedna sprężarka jest stosowana zarówno w jednostkach jednokomorowych, jak i dwukomorowych, natomiast dwie stosowane są tylko w jednostkach dwukomorowych.

Producenci modeli podają, że zastosowanie dwóch urządzeń zmniejszy zużycie energii, dzięki oddzielnej kontroli temperatury zarówno w zamrażarce, jak i głównej. Ponadto żywotność takich modeli jest dłuższa, ponieważ każda sprężarka uruchamia się tylko wtedy, gdy konieczne jest obniżenie temperatury w jej komorze.

Jeśli kompresor ulegnie awarii, będziesz musiał kupić nowy. W takim przypadku konieczne będzie szukanie tego samego typu. Jego główne parametry to moc, rodzaj czynnika chłodniczego i obecność przekaźnika startowego.