Các loại tủ lạnh và nguyên lý hoạt động của chúng

Một người, lần đầu tiên, vượt ra ngoài phạm vi của các thiết bị gia dụng tiêu chuẩn quen thuộc từ thời thơ ấu, thường ngạc nhiên khi biết rằng có nhiều loại tủ lạnh khác nhau. Chúng khác nhau không nhiều về nguyên tắc hoạt động, bao gồm việc loại bỏ nhiệt từ các sản phẩm trong buồng lưu trữ, như trong các công nghệ được sử dụng cho việc này.

Lớp máy nén

Loại tủ lạnh phổ biến nhất là loại máy nén. Đây là những thiết bị gia dụng quen thuộc có trong mỗi căn hộ. Một chất lỏng làm việc được sử dụng ở đây - một chất làm lạnh loại bỏ nhiệt từ bên trong buồng lưu trữ. Trong trường hợp này, tính chất vật lý của khí được sử dụng - nó được làm lạnh mạnh trong quá trình giãn nở và được làm nóng trong quá trình nén.

Các giải pháp kỹ thuật của tủ lạnh máy nén bao gồm:

• môi chất lạnh, khí, có khả năng dễ dàng thay đổi trạng thái kết tập của nó;
• đơn vị máy nén loại kín;
• một hệ thống ngưng tụ hoạt động như một thiết bị để truyền nhiệt ra môi trường;
• một thiết bị bay hơi nơi diễn ra sự giãn nở và làm mát của chất lỏng làm việc.

Nếu bạn xem xét thiết kế của tủ lạnh theo vị trí của các nút, bạn có thể dễ dàng xác định các bộ phận nhất định của thiết bị. Máy nén được đặt bên dưới, nó đáng chú ý và dễ nhận biết. Trong tủ lạnh có thể một hoặc hai máy nén. Tụ điện - lưới tản nhiệt tối, thỉnh thoảng nhà sản xuất làm một bảng kín cố định ở mặt sau. Nó là đủ để đưa một bàn tay đến khu vực này của đơn vị làm lạnh để hiểu nó nóng lên bao nhiêu trong quá trình hoạt động để truyền nhiệt.

Thiết bị bay hơi là bên trong tủ lạnh. Cấu trúc của các ống được giấu trong các bức tường của thiết bị, trong khi mỗi buồng (nếu chúng ta đang nói về một mô hình có không gian phân chia) có bộ phận mở rộng chất làm lạnh riêng.

Ngay lập tức đáng để dừng lại về phương pháp của tủ lạnh máy nén đơn nhiều buồng. Các chế độ lạnh khác nhau đạt được bằng cách phân phối lại chất làm lạnh đơn giản. Một cổng được điều khiển điện tử đặc biệt sẽ dẫn một lượng khí nhất định đến vùng mong muốn. Tuy nhiên, dưới tải nặng, tủ lạnh thường không thể đảm bảo việc tuân thủ chính xác các thông số nhất định về khí hậu bên trong của các buồng.

Tủ lạnh hai máy nén nhìn tuyệt vời. Chúng được thiết kế đặc biệt để đảm bảo giá trị cực cao của việc loại bỏ lạnh trong tủ đông và trung bình - trong các khu vực bảo quản thực phẩm có nhiệt độ trên 0 hoặc trong khoảng -10 độ C.

Sơ đồ hệ thống nén đơn giản:

1. Chất làm lạnh được đưa đến thiết bị bay hơi, nơi nó đột nhiên chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí. Nhiệt độ giảm đáng kể, nhiệt được lấy ra khỏi phòng lưu trữ.
2. Vượt qua các ống bay hơi, khí nóng đi vào máy nén.
3. Ở áp suất cao, môi chất lạnh đi vào bình ngưng. Khí nén rất nóng, trong khi đi qua một ống dài, nó dần dần nguội đi.
4. Ở đầu ra của bình ngưng, khí có nhiệt độ cho phép nó đi vào trạng thái lỏng. Môi chất lạnh được thu thập trong một thiết bị mao quản.

Hơn nữa các mạch lặp lại. Chất lỏng đi vào thiết bị bay hơi, chuyển sang trạng thái khí, trong khi làm mát rất nhiều. Chu trình được nhân đôi nhiều lần. Cho đến khi các cảm biến nhiệt độ bên trong ngăn tủ lạnh phát tín hiệu dừng cho máy nén.

Siêu tăng áp hiện đại của tủ lạnh được thực hiện trong một mạch kín. Tất cả các bộ phận cấu trúc của máy nén được đặt trong một khối kín. Điều này tránh rò rỉ môi chất lạnh, và việc sử dụng các loại dầu làm lạnh đặc biệt đảm bảo cho quá trình hoạt động lâu dài của siêu nạp.

Ngày nay, Freon-12 được sử dụng làm chất làm lạnh.Khí này không phải là lựa chọn tốt nhất, vì nhiệt độ sôi của nó tương đối cao, khoảng -30 độ. Trong những năm của Liên Xô, có một lựa chọn khác - tủ lạnh có chất làm lạnh nitơ. Anh ta có thể cung cấp một lựa chọn sắc nét nhiệt lên tới -98 độ C. Tuy nhiên, không giống như freon, chất làm lạnh như vậy có khả năng gây nguy hiểm trong trường hợp xảy ra tai nạn máy nén và có thể gây hại cho sức khỏe con người, vì vậy họ đã từ chối sử dụng.

Tủ lạnh hấp thụ

Hấp thụ - điều này không quen thuộc lắm với cài đặt trung bình của người dùng. Những loại tủ lạnh này được biết đến với những người quen sống ở những khu vực không có điện, và loại thiết bị này cũng được sử dụng rộng rãi bởi những người lái xe tải.

Chất làm lạnh trong sơ đồ hấp thụ là dung dịch amoniac đậm đặc. Tủ lạnh hoạt động như sau:

• trong vùng phân tách, dung dịch đậm đặc được đun nóng, amoniac bay hơi;
• khí được cung cấp cho thiết bị bay hơi, nơi nó nở ra và loại bỏ nhiệt từ buồng chứa thực phẩm;
• đồng thời, phần còn lại của dung dịch được bơm vào buồng hấp thụ;
• Sau khi thiết bị bay hơi đi qua, nhiệt độ amoniac tăng lên, nó được đưa vào buồng hấp thụ, nơi nó trộn với dung dịch yếu của chính nó, làm tăng nồng độ của nó. Vùng trộn được làm mát bằng quạt hoặc (tùy thuộc vào nguồn năng lượng) một cách tự nhiên.

Thành phần thu được ở cuối một chu kỳ một lần nữa được bơm vào buồng gia nhiệt. Tủ lạnh lặp lại mô hình lưu thông amoniac cho đến khi đạt được nhiệt độ cài đặt bên trong buồng bảo quản thực phẩm.

Một tủ lạnh hấp thụ có rất nhiều nhược điểm làm hạn chế mạnh mẽ việc sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày. Thứ nhất, dung dịch amoniac đậm đặc rất nguy hiểm, trong trường hợp xảy ra tai nạn và rò rỉ, thiệt hại về sức khỏe có thể được thể hiện ở số người chết ở ngay gần thiết bị. Các nhà sản xuất nhận thức được điều này, do đó, bảo vệ nhiều giai đoạn được áp dụng để ngăn bay hơi vào không khí mở. Thứ hai, hiệu suất của đơn vị hấp thụ là nhỏ. Tủ lạnh đóng băng từ từ và dễ dàng đưa vào hoạt động liên tục, quá tải, chỉ cần quên đóng cửa. Tốc độ tản nhiệt thấp cũng ngăn các khoang lưu trữ lớn hoặc đóng băng.

Nhưng tủ lạnh hấp thụ có lợi thế. Là một nguồn nhiệt có thể được sử dụng:

• điện, bóng sưởi;
• khí dễ cháy tự nhiên, làm cho tủ lạnh hấp thụ là một lựa chọn tuyệt vời để cho ra khỏi thị trấn;
• khí thải của động cơ đốt trong, được đặc trưng bởi một số mô hình cho xe tải.

Một tủ lạnh loại hấp thụ hiện đại là một sản phẩm khá phổ biến trên thị trường, đáng tin cậy, thuận tiện, được thiết kế cho một phân khúc mục tiêu được xác định rõ ràng của đối tượng. Điều này không có nghĩa là, theo nguyên tắc hoạt động, lớp này rất khác với lớp máy nén. Chúng tương tự nhau, nhưng mỗi trong số chúng có các ứng dụng hoàn toàn khác nhau.

Lắp đặt nhiệt điện

Tủ lạnh nhiệt điện được gọi là đơn vị hấp thụ nhiệt trực tiếp. Không có chất làm lạnh, hệ thống lưu thông, chuyển trạng thái tổng hợp và các khó khăn khác. Bộ làm mát là một tấm bán dẫn. Việc cài đặt nhiệt điện sử dụng hiệu ứng Peltier và hoạt động như sau:

• khi một dòng điện có cực tính nhất định được đặt vào, tấm sẽ nguội đi;
• nhiệt được lấy từ buồng bảo quản thực phẩm;
• khi một điện áp phân cực ngược được áp dụng, nhiệt độ của chất bán dẫn tăng lên, do đó việc cài đặt nhiệt điện có thể làm nóng các nội dung.

Từ nguyên tắc hoạt động tuân theo một nhóm các hạn chế vốn có trong tất cả các tủ lạnh chuyển đổi nhiệt trực tiếp. Danh sách này trông như thế này:

• dòng điện được vẽ bởi thiết bị bị giới hạn để ngăn quá tải nguồn điện. Do đó, có khái niệm về nhiệt độ delta. Nói một cách đơn giản - số độ khác biệt giữa môi trường và không gian của văn phòng hành lý bên trái. Ví dụ, nếu tủ lạnh giảm 30, thì với nhiệt độ bốn mươi độ, đồ uống và thực phẩm sẽ được làm lạnh đến 10 nhiệt;
• có một chỉ số về nhiệt độ thấp nhất có thể dưới đó mà wafer bán dẫn không thể làm mát. Đối với các mẫu tủ lạnh nhiệt điện đắt tiền, giá trị của đặc tính này nằm trong khoảng từ -6 đến -3 độ C;
• nhà máy nhiệt điện loại bỏ nhiệt rất chậm. Do đó, trước khi đặt bên trong buồng, các sản phẩm phải được làm mát. Nếu không, sẽ mất một thời gian rất dài để chờ nhiệt độ thoải mái cho đồ uống hoặc thịt.

Những hạn chế trên không ngăn cản tủ lạnh nhiệt điện cực kỳ phổ biến với người lái xe, những người yêu thích du lịch và giải trí ngoài trời. Nước đá có thể được thêm vào buồng để tạo điều kiện cho nhiệm vụ lắp đặt, có những mô hình được bán với nhiều thể tích buồng khác nhau - từ một kho nhỏ để đựng đồ uống đến vài chục lít.

Mục dành cho nhân văn

Nhắc lại cụm từ hài hước khi tôi hỏi điện thoại gì, tôi phải nói màu đỏ hoặc màu xanh, và không rắc số và những từ đáng sợ lạ lùng, chúng tôi đưa ra một phân loại khác của tủ lạnh, cũng chọn mua sắm trong các cửa hàng. Các thiết bị hiện đại có thể là:

• máy tính để bàn - đây là một định dạng nhỏ rất thuận tiện để làm mát đồ uống hoặc lưu trữ các sản phẩm có khối lượng nhỏ;
• treo tường dưới dạng tủ treo có kích thước khác nhau. Một tủ lạnh như vậy là thuận tiện để tích hợp vào các thành phần của bộ bếp;
• sàn đứng là định dạng phổ biến nhất quen thuộc với mọi người hiện đại. Một, hai, ba buồng, với số lượng cửa khác nhau, được trang bị buồng lưu trữ có thể thu vào, với một hoặc hai máy nén - loại tủ lạnh này được thực hiện với số lượng phiên bản đáng kinh ngạc;
• Tích hợp - một lớp hiếm khi được bán và khá phổ biến. Sự bất tiện của nó là việc lắp đặt đòi hỏi một luồng không khí trong lành để làm mát bình ngưng hoặc bộ phận loại bỏ nhiệt khác. Và để làm điều này với điều kiện cài đặt cài đặt trong đồ nội thất hoặc một hốc tường là khá khó khăn.

Ngày nay, thị trường cung cấp mọi thứ mà chủ sở hữu tủ lạnh tiềm năng cần để đáp ứng nhu cầu của họ. Có các mô hình có kích thước khác nhau, được xây dựng trên một hoặc một nguyên tắc khác, thuận tiện trong các lĩnh vực ứng dụng nhất định.

Tóm lại

Kết luận việc xem xét các công nghệ để tạo ra lạnh, người ta không thể không đề cập đến việc cài đặt xoáy. Nó lớn và lớn chỉ số năng lượng quái vật công nghiệp trong đó không khí đơn giản hoạt động như một chất làm mát. Nó được cung cấp bởi máy nén dưới áp suất cực lớn (20-30 atm) đến các vùng tán xạ xoáy đặc biệt, nơi nhiệt độ giảm mạnh. Hiệu suất chấp nhận được chỉ đạt được với quy mô cài đặt thực sự lớn. Do đó, tủ lạnh xoáy được sử dụng gần như độc quyền trong công nghiệp để làm mát, ví dụ, nước trong các nhà máy nhỏ giọt.