Le schéma et le principe de fonctionnement des différents réfrigérateurs

Il est impossible d'imaginer le confort domestique d'une personne moderne sans réfrigérateur. Il est destiné au stockage à long terme des produits. Selon les scientifiques, chaque membre de la famille ouvre la porte jusqu'à 40 fois par jour. Nous regardons à l'intérieur sans même penser au fonctionnement de notre réfrigérateur.

Dans notre article, nous examinerons en détail le dispositif et le principe de fonctionnement des différents réfrigérateurs.

Comment est le réfrigérateur

Tout réfrigérateur moderne se compose des unités principales suivantes:

1. Moteur.
2. Condensateur.
3. Évaporateur.
4. Tube capillaire.
5. Filtre de vidange.
6. Dokupatel.

Le schéma du réfrigérateur

Moteur électrique

Le moteur est l'unité principale de l'appareil électroménager. Conçu pour la circulation du liquide de refroidissement (fréon) à travers les tubes.

Le moteur se compose de deux unités:

• moteur électrique;
• compresseur.

Un moteur électrique convertit le courant électrique en énergie mécanique. L'unité se compose de deux parties - le rotor et le stator.

Le boîtier du stator est composé de plusieurs bobines de cuivre. Le rotor a l'apparence d'un arbre en acier. Le rotor est relié au système de piston du moteur.

Lorsque le moteur est connecté au réseau d'alimentation, les bobines génèrent une induction électromagnétique. C'est la cause du couple. La force centrifuge entraîne le rotor dans un mouvement de rotation.

Saviez-vous que le réfrigérateur représente 10% de toute l'électricité consommée. La porte ouverte de l'appareil augmente plusieurs fois la consommation d'électricité.

Lorsque le rotor du moteur tourne, le piston se déplace linéairement. La paroi avant du piston comprime et décharge le fluide de travail dans un état de travail.

Position du moteur du réfrigérateur

Dans les installations de refroidissement modernes, le moteur électrique est situé à l'intérieur du compresseur. Cette disposition bloque le chemin du gaz pour une fuite spontanée.

Pour réduire les vibrations, le moteur est situé sur une suspension métallique élastique. Le ressort peut être situé à l'extérieur ou à l'intérieur de l'appareil. Dans les unités modernes, le ressort est situé à l'intérieur du carter moteur. Cela vous permet d'amortir efficacement les vibrations pendant le fonctionnement de l'appareil.

Condensateur

Il s'agit d'un pipeline en serpentin d'un diamètre allant jusqu'à 5 millimètres. Conçu pour évacuer la chaleur du fluide de travail dans l'environnement. Le condensateur est situé sur la surface extérieure arrière de l'appareil.

Évaporateur

Représente un système de tube mince. Conçu pour l'évaporation du fluide de travail et le refroidissement de la zone environnante. Situé à l'intérieur ou à l'extérieur du congélateur.

Dispositif compresseur

Tube capillaire

Conçu pour réduire la pression du gaz. Il a un diamètre de 1,5 à 3 millimètres. Situé entre l'évaporateur et le condenseur.

Filtre déshydrateur

Conçu pour nettoyer le gaz de travail de l'humidité. Il a l'apparence d'un tube en cuivre d'un diamètre de 10 à 20 mm. Les extrémités du tube sont allongées et soudées hermétiquement au tube capillaire et au condensateur.

Attention! Le filtre déshydrateur a un principe de fonctionnement unidirectionnel. L'appareil n'est pas conçu pour un fonctionnement inversé. Si le filtre n'est pas installé correctement, l'installation peut échouer.

À l'intérieur du tube se trouve de la zéolite - une charge minérale avec une structure très poreuse.Des filets barrières sont installés aux deux extrémités du tube.

Filtre déshydrateur

Un treillis métallique avec des mailles jusqu'à 2 mm est installé sur le côté du condensateur. Un maillage synthétique est installé sur le côté du tube capillaire. Les dimensions des cellules d'une telle grille sont des dixièmes de millimètre.

Dokipatel

C'est un contenant métallique. Il est installé dans la zone entre l'évaporateur et l'entrée du compresseur. Conçu pour porter le fréon à ébullition, suivi d'une évaporation.

Sert à protéger le moteur du liquide. L'entrée de fluide de travail peut entraîner une défaillance.

Comment fonctionne le réfrigérateur

Le principe de fonctionnement de tout réfrigérateur est basé sur deux opérations:

1. L'élimination de l'énergie thermique de l'appareil dans l'espace environnant.
2. La concentration de froid à l'intérieur de l'appareil.

Pour la sélection de la chaleur, un réfrigérant appelé fréon est utilisé. C'est une substance gazeuse à base d'éthane, de fluor et de chlore. Le fréon a la capacité unique de passer d'un état gazeux à un état liquide et vice versa. La transition d'un état à un autre se produit lorsque la pression change.

Le fonctionnement du système de refroidissement est le suivant. Le compresseur aspire le fréon vers l'intérieur. Un moteur électrique fonctionne à l'intérieur de l'appareil. Le moteur entraîne le piston. Lorsque le piston se déplace, le gaz est comprimé.

Schéma de principe du réfrigérateur

Le processus de compression des gaz est divisé en deux étapes. Au premier stade, le piston recule. Lorsque le piston est déplacé, la soupape d'admission s'ouvre. Par un trou ouvert, le fréon entre dans la chambre à gaz.

Au deuxième étage, le piston se déplace dans la direction opposée. Pendant le mouvement inverse, le piston comprime le gaz. Le fréon comprimé appuie sur la plaque de soupape de sortie. La pression dans la chambre augmente fortement. Lorsque la pression augmente, le gaz se réchauffe jusqu'à une température de 100 ° C. La soupape d'échappement s'ouvre et libère le gaz vers l'extérieur.

Le fréon chauffé de la chambre entre dans un échangeur de chaleur externe (condenseur). En chemin le long du condenseur, le fréon dégage de la chaleur vers l'extérieur. Au point final du condenseur, la température du gaz descend à 55 ° C.

Mais saviez-vous que les tout premiers réfrigérateurs utilisaient du dioxyde de soufre comme réfrigérant? Ces appareils étaient très dangereux en raison de la forte probabilité de dépressurisation du système.

Au cours du transfert de chaleur, une condensation de gaz se produit. Le fréon d'un état gazeux se transforme en liquide.

Du condenseur, le fréon liquide entre dans le filtre sécheur. Ici, l'humidité est absorbée par un sorbant spécial. Du filtre, le fréon gazeux pénètre dans le tube capillaire.

Le tube capillaire joue le rôle d'une sorte de bouchon (obstacle). A l'entrée du tube, la pression du gaz diminue. Le réfrigérant se transforme en liquide. Du tube capillaire, le fréon entre dans l'évaporateur. Lorsque la pression baisse, le fréon s'évapore. Parallèlement à la pression, la température du gaz baisse également. Au moment de l'entrée dans l'évaporateur, la température du fréon est de - 23 ° C.

Le fréon passe à travers un échangeur de chaleur à l'intérieur du réfrigérateur. Le gaz refroidi élimine la chaleur de l'intérieur des tubes d'évaporateur. Lorsque de la chaleur est libérée, l'espace interne du réfrigérateur est refroidi.

Après l'évaporateur, le fréon est aspiré dans le compresseur. Le cycle fermé est répété.

Les principaux types de systèmes de refroidissement

Selon le principe d'action, on distingue les types de réfrigérateurs suivants:

• compression;
• adsorption;
• thermoélectrique;
• éjecteur de vapeur.

Dans les unités de compression, le mouvement du fluide frigorigène s'effectue en modifiant la pression dans le système. Le contrôle de la pression du fluide de travail est effectué par le compresseur. Les systèmes de refroidissement à compresseur sont le type le plus courant de dispositif de refroidissement.

Dans les usines d'absorption, le mouvement du réfrigérant est dû à son échauffement par le système de chauffage. L'ammoniac est utilisé comme mélange de travail.L'inconvénient du système est le danger élevé et la complexité de la maintenance. Ce type d'appareil électroménager est obsolète et n'est plus commercialisé aujourd'hui.

Savez-vous que le tout premier réfrigérateur a été lancé par la société américaine General Electric en 1911. L'appareil était en bois. Le dioxyde de soufre a été utilisé comme réfrigérant.

Le principe de fonctionnement principal des réfrigérateurs thermoélectriques est basé sur l'absorption de chaleur lors de l'interaction de deux conducteurs lors du passage du courant électrique à travers eux. Ce principe est connu sous le nom d'effet Peltier. L'avantage de l'appareil est une grande fiabilité et durabilité. L'inconvénient est le coût élevé des systèmes semi-conducteurs.

Les usines d'éjection de vapeur utilisent de l'eau. Le rôle du système de propulsion est assuré par l'éjecteur. Le fluide de travail pénètre dans l'évaporateur. Ici, l'ébullition du liquide se produit avec la formation de vapeur d'eau. Lors de la génération de chaleur, la température de l'eau baisse fortement.

L'eau réfrigérée est utilisée pour refroidir les aliments. La vapeur d'eau est évacuée par l'éjecteur vers le condenseur. Dans le condenseur, la vapeur d'eau est refroidie, convertie en condensat et à nouveau envoyée à l'évaporateur. L'avantage de telles installations est leur simplicité d'appareil, leur sécurité, leur respect de l'environnement. L'inconvénient du système d'éjection de vapeur est la consommation importante d'eau et d'électricité pour son chauffage.

Le principe de fonctionnement des réfrigérateurs à absorption

Le fonctionnement des dispositifs d'absorption est basé sur la circulation et l'évaporation du réfrigérant liquide. L'ammoniac est utilisé comme réfrigérant. Le rôle de l'absorbant (absorbeur) est assuré par une solution aqueuse d'ammoniac.

Le schéma de fonctionnement du dispositif d'absorption

De l'hydrogène et du chromate de sodium sont ajoutés au système de refroidissement de l'appareil. L'hydrogène est conçu pour contrôler la pression du système. Le chromate de sodium protège les parois internes des tubes de la corrosion.

Saviez-vous que les vieux réfrigérateurs soviétiques utilisent du fréon R12 à base de chlore comme mélange de refroidissement. Le principal inconvénient est son effet destructeur sur la couche d'ozone de la Terre.

Lorsqu'il est connecté à l'alimentation électrique du générateur-chaudière, le fluide de travail est chauffé. Le mélange de travail est une solution aqueuse d'ammoniac. La solution d'ammoniac est située dans un réservoir spécial.

Le chauffage du réfrigérant entraîne l'évaporation de l'ammoniac. La vapeur d'ammoniac pénètre dans le condenseur. Ici, l'ammoniac se condense et se transforme en liquide.

L'ammoniac liquéfié pénètre dans l'évaporateur. De là, l'ammoniac liquide se mélange à l'hydrogène. La différence de pression des deux substances entraîne l'évaporation de l'ammoniac. Le processus d'évaporation s'accompagne de génération de chaleur et de refroidissement de l'ammoniac à -4 ° C. Avec l'ammoniac, l'évaporateur est refroidi.

Un évaporateur réfrigéré absorbe la chaleur de la zone environnante. Après évaporation, l'ammoniac pénètre dans l'adsorbeur. L'adsorbeur contient de l'eau propre. Ici, l'ammoniac est mélangé à de l'eau. La solution d'ammoniac pénètre dans le réservoir. La solution d'ammoniac du réservoir entre dans le générateur de la chaudière et le cycle fermé est répété.

En remplacement de l'ammoniac, des solutions aqueuses d'acétone, de bromure de lithium et d'acétylène peuvent être utilisées.

L'avantage des dispositifs d'absorption est le fonctionnement silencieux des unités.

Le principe de fonctionnement du réfrigérateur à congélation automatique

Le processus de dégivrage dans les installations avec un système d'auto-congélation se produit automatiquement.

Il existe deux types de systèmes d'auto-congélation:

1. Goutte.
2. Venteux (pas de gel).

Dans les appareils avec un système de goutte à goutte, l'évaporateur est situé à l'arrière de l'appareil. Pendant le fonctionnement, du givre se forme sur la paroi arrière. Lors de la décongélation, le givre s'écoule à travers des gouttières spéciales vers le bas de l'appareil. Chauffé à haute température, le compresseur évapore le liquide.

Dans les installations avec un système éolien, l'air froid de l'évaporateur sur la paroi arrière est soufflé par un ventilateur spécial à l'intérieur du boîtier.Pendant le cycle de décongélation, le givre coule dans les rainures dans un trou spécial.

Réfrigérateurs industriels

Les appareils industriels se distinguent des appareils électroménagers par la capacité de l'installation et la taille des chambres de refroidissement. La puissance moteur de l'équipement atteint plusieurs dizaines de kilowatts. La température de fonctionnement des congélateurs est comprise entre + 5 et - 50 ° C.

Saviez-vous que le plus grand réfrigérateur industriel occupe 24 km2 de superficie. Ce géant est situé à Genève (Suisse) et sert à des fins scientifiques dans le collisionneur de hadrons.

Les installations industrielles sont conçues pour le refroidissement et la surgélation d'un grand nombre de produits. Le volume des congélateurs est de 5 à 5000 tonnes. Utilisé dans les entreprises d'approvisionnement et de transformation.

Le principe de fonctionnement du réfrigérateur à onduleur

Les compresseurs à onduleur sont conçus pour l'accumulation et la conversion de courant continu en courant alternatif avec une tension de 220 V. Le principe de fonctionnement est basé sur la possibilité d'une régulation en douceur de la vitesse de l'arbre du moteur.

Dispositif moteur inverseur

Lorsqu'il est allumé, l'onduleur gagne rapidement la vitesse requise pour créer la température requise à l'intérieur du boîtier. Lorsque les paramètres définis sont atteints, l'appareil passe en mode veille. Dès que la température à l'intérieur du boîtier augmente, le capteur de température est activé et le régime moteur augmente.

Dispositif de thermostat de réfrigérateur

Le contrôleur de température est conçu pour maintenir une température prédéterminée à l'intérieur du système. Le dispositif est soudé hermétiquement à une extrémité du tube capillaire. À l'autre extrémité, le tube capillaire est connecté à l'évaporateur.

L'élément principal du dispositif de contrôle de la température de tout réfrigérateur est un relais thermique. La conception du relais thermique se compose d'un soufflet et d'un levier électrique.

Dispositif de thermostat

Un soufflet est une source ondulée avec du fréon dans ses anneaux. Selon la température du fréon, le ressort est comprimé ou étiré. Lorsque la température du réfrigérant baisse, le ressort se contracte.

Saviez-vous que les réfrigérateurs ménagers modernes utilisent du fréon R600a à base d'isobutane. Ce réfrigérant ne détruit pas la couche d'ozone de la planète et ne provoque pas d'effet de serre.

Sous l'influence de la compression, le levier ferme les contacts et relie le compresseur au travail. Avec l'augmentation de la température, le ressort s'étire. Le levier d'alimentation ouvre le circuit et le moteur s'arrête.

Un réfrigérateur sans électricité - est-ce vrai ou fictif?

Mohammed Ba Abba, un résident du Nigéria, a reçu un brevet pour un réfrigérateur sans électricité en 2003. L'appareil est un pot en argile de différentes tailles. Les récipients sont repliés les uns dans les autres selon le principe des «poupées gigognes» russes.

Réfrigérateur sans électricité

L'espace entre les pots est rempli de sable humide. Un chiffon humide est utilisé comme couverture. Sous l'influence de l'air chaud, l'humidité du sable s'évapore. L'évaporation de l'eau entraîne une diminution de la température à l'intérieur des récipients. Cela vous permet de conserver les aliments dans un climat chaud pendant une longue période sans utiliser d'électricité.

Connaître l'appareil et le principe de fonctionnement du réfrigérateur vous permettra d'effectuer une simple réparation de l'appareil de vos propres mains. Si le système est configuré correctement, l'appareil fonctionnera pendant de nombreuses années. Pour les dysfonctionnements plus complexes, vous devez contacter les spécialistes des centres de service.