Tipos de refrigeradores e seu princípio de operação

Uma pessoa que, pela primeira vez, ultrapassa o escopo de aparelhos domésticos comuns familiares desde a infância, costuma se surpreender ao saber que existem diferentes tipos de geladeiras. Eles diferem tanto no princípio de ação, que consiste na remoção de calor dos produtos na câmara de armazenamento, quanto nas tecnologias usadas para isso.

Classe compressor

O tipo mais comum de geladeira é o tipo de compressor. Estes são aparelhos domésticos familiares que estão em todos os apartamentos. Um fluido de trabalho é usado aqui - um refrigerante que remove o calor do interior da câmara de armazenamento. Nesse caso, a propriedade física do gás é usada - é fortemente resfriada durante a expansão e aquecida durante a compressão.

A solução técnica do refrigerador do compressor inclui:

• refrigerante, gás, capaz de alterar facilmente seu estado de agregação;
• unidade de compressor do tipo fechado;
• um sistema de condensação que atua como um dispositivo para transferir calor para o ambiente;
• o evaporador onde ocorre a expansão e o resfriamento do fluido de trabalho.

Se você considerar o design do refrigerador pela localização dos nós, poderá identificar facilmente determinadas partes do dispositivo. O compressor está localizado abaixo, é perceptível e reconhecível. Na geladeira pode estar um ou dois compressores. Capacitor - grade escura, ocasionalmente fabricantes faça um painel fechado fixo na parte de trás. Basta levar uma mão a esta área da unidade de refrigeração para entender o quanto ela aquece durante a operação para transferir calor.

O evaporador está dentro da geladeira. A estrutura dos tubos está oculta nas paredes do dispositivo, enquanto cada câmara (se estamos falando de um modelo com espaços divididos) tem sua própria unidade de expansão de refrigerante.

Imediatamente vale a pena parar na metodologia de frigoríficos de um único compartimento com várias câmaras. Diferentes modos de frio são alcançados com uma simples redistribuição do refrigerante. Um gateway controlado eletronicamente especial direciona uma certa quantidade de gás para a zona desejada. No entanto, sob carga pesada, o refrigerador geralmente não pode garantir a observância exata dos parâmetros determinados do clima interno das câmaras.

Os refrigeradores com dois compressores estão ótimos. Eles são especialmente projetados para garantir valores extremamente altos de remoção a frio em freezers e médios - em áreas de armazenamento de alimentos com temperaturas acima de zero ou dentro de -10 graus Celsius.

O esquema do sistema de compressão simples:

1. O refrigerante é alimentado no evaporador, onde muda repentinamente de um líquido para um estado gasoso. A temperatura cai drasticamente, o calor é removido da sala de armazenamento.
2. Passando os tubos do evaporador, o gás aquecido entra no compressor.
3. Sob alta pressão, o refrigerante entra no condensador. O gás comprimido é muito quente e, ao passar por um tubo longo, esfria gradualmente.
4. Na saída do condensador, o gás tem uma temperatura que permite entrar no estado líquido. O refrigerante é coletado em um dispositivo capilar.

Além disso, o circuito se repete. O líquido entra no evaporador, passa para um estado gasoso, enquanto resfria muito. O ciclo é duplicado repetidamente. Até que os sensores de temperatura no interior do compartimento da geladeira dêem um sinal de parada ao compressor.

Os modernos compressores de refrigeradores são fabricados em circuito fechado. Todas as partes estruturais do compressor estão localizadas em um volume selado. Isso evita vazamentos de refrigerante e o uso de óleos especiais de refrigeração garante longos anos de operação do supercharger.

Hoje, o Freon-12 é usado como refrigerante.Esse gás não é a melhor opção, pois seu ponto de ebulição é relativamente alto, cerca de -30 graus. Nos anos da URSS, havia outra opção - refrigeradores com refrigerante de nitrogênio. Ele poderia fornecer uma seleção nítida de calor até -98 graus Celsius. No entanto, diferentemente do freon, esse refrigerante era potencialmente perigoso no caso de um acidente na unidade de compressor e poderia ser prejudicial à saúde humana; portanto, eles se recusavam a usá-lo.

Geladeiras de absorção

Absorção - isso não é muito familiar para a instalação média do usuário. Esses tipos de geladeiras são bem conhecidos por aqueles que estão acostumados a viver em áreas sem eletricidade, e esse tipo de dispositivo também é amplamente utilizado pelos caminhoneiros.

O refrigerante no esquema de absorção é uma solução concentrada de amônia. O refrigerador funciona da seguinte maneira:

• na zona de separação, a solução concentrada é aquecida, a amônia evapora;
• o gás é fornecido ao evaporador, onde expande e remove o calor da câmara de armazenamento de alimentos;
• ao mesmo tempo, o restante da solução é bombeado para a câmara de absorção;
• após a passagem do evaporador, a temperatura da amônia sobe, é alimentada na câmara de absorção, onde se mistura com sua própria solução fraca, aumentando sua concentração. A zona de mistura é resfriada pelos ventiladores ou (dependendo da fonte de energia) naturalmente.

A composição obtida no final de um ciclo é novamente bombeada para a câmara de aquecimento. O refrigerador repete o padrão de circulação de amônia até que a temperatura definida dentro da câmara de armazenamento de alimentos seja atingida.

Um refrigerador de absorção tem muitas desvantagens que limitam bastante seu uso generalizado na vida cotidiana. Em primeiro lugar, uma solução concentrada de amônia é muito perigosa; em caso de acidente e vazamento, danos à saúde podem ser expressos no número de mortos que estavam nas imediações do dispositivo. Os fabricantes estão cientes disso, portanto, a proteção de vários estágios é aplicada para evitar a evaporação ao ar livre. Em segundo lugar, o desempenho da unidade de absorção é pequeno. As geladeiras congelam lentamente e são facilmente colocadas em operação contínua, sobrecarregando, apenas esquecendo de fechar a porta. Baixas taxas de dissipação de calor também evitam grandes câmaras de armazenamento ou congelamento.

Mas os refrigeradores de absorção têm vantagens. Como uma fonte de calor pode ser usada:

• eletricidade, persianas de aquecimento;
• gás combustível natural, que torna a geladeira de absorção uma excelente opção para dar longe da cidade;
• gases de escape de um motor de combustão interna, caracterizados por alguns modelos para caminhoneiros.

Um refrigerador moderno de absorção é um produto bastante difundido no mercado, confiável, conveniente, projetado para um segmento-alvo claramente definido da audiência. Isso não quer dizer que, de acordo com o princípio de operação, essa classe seja muito diferente da classe do compressor. Eles são semelhantes, mas cada um deles tem aplicações radicalmente diferentes.

Instalações termoelétricas

Os refrigeradores termoelétricos são chamados de unidades de absorção direta de calor. Não há refrigerante, sistema de circulação, transição de estados agregados e outras dificuldades. O refrigerador é uma placa semicondutora. A instalação termoelétrica usa o efeito Peltier e funciona da seguinte maneira:

• quando uma corrente elétrica de uma certa polaridade é aplicada, a placa esfria;
• o calor é retirado da câmara de armazenamento de alimentos;
• quando uma tensão de polaridade reversa é aplicada, a temperatura do semicondutor aumenta, de modo que a instalação termoelétrica pode aquecer o conteúdo.

Do princípio de operação segue um grupo de restrições que é inerente a todos os refrigeradores de conversão direta de calor. A lista fica assim:

• a corrente consumida pelo dispositivo é limitada para evitar sobrecarregar a fonte de energia. Portanto, existe o conceito de delta de temperatura. Em palavras simples - o número de graus de diferença entre o ambiente e o espaço do escritório de bagagem. Por exemplo, se o refrigerador fornecer uma diminuição de 30, com um calor de quarenta graus, as bebidas e os alimentos serão resfriados a 10 calor;
• existe um indicador da temperatura mais baixa possível abaixo da qual a pastilha semicondutora não pode esfriar. Para modelos caros de geladeiras termoelétricas, o valor dessa característica está na faixa de -6 a -3 graus Celsius;
• usina termelétrica remove calor extremamente lentamente. Portanto, antes de colocar dentro da câmara, os produtos devem ser resfriados. Caso contrário, levará um tempo extremamente longo para esperar uma temperatura confortável para bebidas ou carne.

As restrições acima não impedem que os refrigeradores termoelétricos sejam extremamente populares entre motoristas, amantes de viagens e recreação ao ar livre. É possível adicionar gelo à câmara para facilitar a tarefa de instalação; existem modelos à venda com uma variedade de volumes da câmara - desde um pequeno armazenamento de bebidas até várias dezenas de litros.

Seção de Humanidades

Lembrando a frase engraçada “quando perguntei qual telefone, tinha que dizer vermelho ou azul, e não derramar números e palavras assustadoras desconhecidas”, damos outra classificação aos refrigeradores, que também optam por fazer compras nas lojas. Os dispositivos modernos podem ser:

• área de trabalho - este é um formato pequeno, muito conveniente para resfriar bebidas ou armazenar produtos de pequeno volume;
• montado na parede sob a forma de armários suspensos de tamanhos diferentes. Esse frigorífico é conveniente para integrar na composição do conjunto de cozinha;
• a posição no chão é o formato mais popular familiar a todas as pessoas modernas. Uma, duas, três câmaras, com um número diferente de portas, equipadas com câmaras de armazenamento retráteis, com um ou dois compressores - essa classe de refrigeradores é realizada em um número incrível de versões;
• Built-in - uma classe raramente vendida e bastante impopular. Seu inconveniente é que a instalação requer um influxo de ar fresco para resfriar o condensador ou outra unidade de remoção de calor. E fazer isso com a condição de instalar a instalação em móveis ou um nicho de parede é bastante problemático.

Hoje, o mercado oferece tudo o que um potencial proprietário de geladeira precisa para atender às suas necessidades. Existem modelos de tamanhos diferentes, construídos com base em um ou outro princípio, convenientes em determinadas áreas de aplicação.

Em conclusão

Concluindo a revisão de tecnologias para a criação de frio, não se pode deixar de mencionar as instalações de vórtice. É grande e com grande indicador de poder monstros industriais nos quais o ar simples atua como refrigerante. É fornecido por compressores sob tremenda pressão (20 a 30 atmosferas) para zonas especiais de dispersão de vórtice, onde ocorre uma queda acentuada de temperatura. O desempenho aceitável é alcançado apenas com uma escala de instalação realmente enorme. Portanto, os refrigeradores de vórtice são usados ​​quase exclusivamente na indústria para resfriamento, por exemplo, água em plantas de gotejamento.