Для очистки рабочей среды от влаги и кислот применяются различные адсорбенты, которыми заполняются фильтры-осушители. В качестве фильтрующего материала применяются синтетические цеолиты, минеральные адсорбенты (силикагель, альмулюгель и др.). Благодаря кристаллической структуре, синтетические цеолиты хорошо адсорбируют влагу и почти полностью поглощают холодильный агент и машинное масло.
Фильтр, адсорбирующий влагу, которая может замерзнуть в капиллярной трубке, называется осушительным патроном, который устанавливают перед входом в капиллярную трубку, а потому часто совмещают с фильтром-осушителем. Осушительный патрон также заполняется синтетическим цеолитом. Иногда вместо осушительного патрона применяется метиловый спирт. В таком случае влага не выводится из системы, просто понижается температура ее замерзания. Количество метилового спирта составляет 1—2 % от количества холодильного агента. Однако метиловый спирт не применяется в случае, если конденсатор выполнен из алюминия, так как взаимодействие веществ приводит к разрушению алюминия и утечке хладона.
В общем процесс работы компрессионного охладительного агрегата заключается в следующем. Из испарителя отсасываются компрессором пары хладона, которые при этом охлаждают обмотку электродвигателя. Сжатые в компрессоре пары хладона поступают в конденсатор, где охлаждаются и переходят в жидкое состояние. Жидкий хладон поступает через фильтр и капиллярную трубку в испаритель. Там под воздействием низкого давления (98 кПа) он начинает кипеть, забирая тепло из морозильной камеры. Из испарителя пары хладона снова поступают в компрессор. Электродвигатель включается и выключается пускозащитным реле, которое в свою очередь включается датчиком-реле, автоматически поддерживающим температуру.
Другой тип холодильников – абсорбционные. Они предназначены для кратковременного хранения скоропортящихся продуктов и получения пищевого льда. Охлаждение происходит за счет процесса абсорбции – поглощения жидким или твердым поглотителем паров холодильного агента, образующихся в испарителе. В качестве хладагента выступает аммиак, абсорбент – бидистиллят воды, ингибитор – двухромовокислый натрий, газ – водород.
Система наполнена водоаммиачным раствором и водородом. Водород инертен, а потому не вступает в реакцию с аммиаком. В генераторе нагревается водоаммиачный раствор, в результате чего выделяется водоаммиачный пар, который поднимается по ректификатору. В результате того, что вода имеет более высокую температуру конденсации, в конденсатор поступает чистый аммиачный пар.
При этом аммиачный пар вытесняет водород и конденсируется под давлением 1500—2000 кПа, равным давлению внутри всей системы. Охлаждение производится за счет конструкции конденсатора, а также холодной парогазовой смесью, выходящей из испарителя.
В испарителе жидкий аммиак испаряется, поглощая тепло. Удаление паров из испарителя осуществляется за счет циркуляции холодильного агента в замкнутой системе. Аммиачный пар поглощается в абсорбере водоаммиачным раствором, откуда потом возвращается в генератор, чтобы продолжить движение. Нагреватель представляет собой вставленную в металлическую гильзу спираль из нихромовой проволоки с нанизанными на нее фарфоровыми втулками, свободное пространство заполнено кварцевым песком.
Абсорбционные холодильные установки могут иметь ручную или автоматическую систему регулировки температуры. В первом случае применяется ручной ступенчатый регулятор мощности, во втором применяется терморегулятор, отключающий и включающий нагревательный элемент для поддержания постоянной температуры.
Плюсом абсорбционных холодильников можно считать бесшумность работы, в то время как компрессионные холодильники издают специфичный звук из-за движения клапана в компрессоре. Также к достоинствам абсорбционных установок можно отнести и простоту конструкции, отсутствие вентилей и движущихся частей.
Однако за счет того, что нагреватель в абсорбционном холодильнике должен быть постоянно включен, больше расход энергии, а потому пользование абсорбционным холодильником обходится дороже.
Помимо прочего в холодильниках обоих типов часто имеются дополнительные устройства, выполняющие различные функции: для поддержания определенной влажности в морозильных камерах; охлаждения напитков и выдачи их без открывания двери; сигнализации режимов работы; автоматического закрывания двери; фиксировании определенного угла раскрывания двери, исключающего удар о стену или батарею центрального отопления.
В отличие от холодильников морозильники рассчитаны для более глубокой заморозки при температуре, исключающей формирование крупных кристаллов льда, а также для хранения продуктов при более низкой температуре. Морозильник является компрессионным агрегатом, в котором в отличие от обычного холодильника копрессор работает не периодически, а постоянно. Между испарителем и всасывающим патрубком компрессора имеется докипатель хладона (не успевшего раствориться в испарителе), что позволяет увеличить КПД. Цеолитовый осушитель двухсторонний, что дает возможность производить двухстороннее вакуумирование агрегата при его заполнении хладоном.
В отличие от холодильника, в котором испаритель расположен так, что удобнее разделить внутреннее пространство на морозильную камеру и камеру для хранения продуктов, в морозильнике испаритель расположен так, чтобы вся камера охлаждалась равномерно, поэтому в нем нет отдельной морозильной камеры, в нем имеются только несколько полок для размещения продуктов.
Ремонт холодильников следует осуществлять в мастерской, так как самостоятельно починить холодильный агрегат невозможно, для этого требуется специальная ремонтная аппаратура. В результате ремонта необходимо провести диагностику, удаление хладагента, распайку стыков, промывку и просушку узлов, сборку, проверку на герметичность, вакуумирование и заполнение хладагентом, обкатку. Сами понимаете, что в домашних условиях такие сложные работы выполнить просто невозможно. Все, что можно сделать самостоятельно, – починить крючковый затвор двери, заменить изоляционную полосу на двери, поменять лампочку для подсветки.
В случае утечки хладагента следует предпринять меры безопасности, так как хладагент огнеопасен. Следует остерегаться его попадания на руки, лицо, в глаза.
В отличие от охлаждающих установок компрессионного и абсорбционного типа термоэлектрические холодильники не имеют хладагента, они работают только на электричестве.
Термоэлектрическое охлаждение происходит следующим образом. Электрический ток проходит через термобатарею, составленную из полупроводниковых нагревательных элементов двух типов: одни охлаждаются, другие нагреваются.
Как вам уже известно, все материалы можно разделить на две группы: проводники электрического тока и диэлектрики. Помимо этого есть материалы, которые занимают промежуточное положение между проводниками и диэлектриками. В отличие от металлов (проводники), они имеют большее сопротивление электрическому току, но меньшее, чем у диэлектриков.
Любой проводник при прохождении по нему электрического тока нагревается. Это справедливо и по отношению к полупроводникам, однако, если при нагревании проводника увеличивается его сопротивление, то при нагревании полупроводника происходит обратное: чем сильнее нагревается полупроводник, тем меньшее он имеет сопротивление. Также через полупроводник ток протекает только в одном направлении.
Эти свойства полупроводников (закись меди, селен, кремний, германий и др.) позволяют применять их в охлаждающих обстановках термоэлектрического действия.
Одни термоэлементы холодильника изготовлены из сплава свинца и теллура, другие – из сплава теллура и сурьмы. Термоэлементы также могут быть изготовлены из сплавов висмута и селена.
Полупроводники соединены между собой последовательно с помощью металлических пластин. При прохождении через них электрического тока одни немного нагреваются, а другие охлаждаются. Нагревающиеся полупроводники располагаются снаружи охладительной камеры, охлаждающие – внутри. Для получения более низкой температуры в холодильнике также имеется вентилятор.
Термоэлектрические холодильники редко применяются в быту, так как уступают по своим качествам холодильным установкам компрессионного и абсорбционного типа. Холодильник можно использовать в качестве автомобильного, так как он предназначен для кратковременного охлаждения продуктов – не более 48 часов. Как правило, его корпус выполнен так, чтобы устройство можно было использовать в качестве подлокотника.
Холодильник может работать как от постоянного тока 12 V, так и от переменного тока 127 и 220 V. Во многих моделях не имеется выпрямителя переменного тока. Это обусловлено тем, что прибор имеет наиболее компактную конструкцию для того, чтобы им было удобно пользоваться в автомобиле. Если надо включить прибор через сеть с напряжением 127 или 220 V, следует пользоваться зарядно-выпрямительным устройством, подсоединяющимся к вилке шнура.
