Como funciona uma geladeira: estrutura e princípio de funcionamento dos principais tipos de geladeiras

Uma compreensão clara do dispositivo e dos processos que ocorrem dentro da unidade de refrigeração ajuda a prolongar a vida útil do equipamento. Não é difícil entender o princípio de funcionamento de uma geladeira.Em qualquer modelo, consiste na formação de um ambiente frio através da absorção de calor no interior do objeto e sua posterior remoção para fora do dispositivo.

Você aprenderá tudo sobre como funcionam os refrigeradores com diferentes princípios de funcionamento no artigo que apresentamos. Falaremos sobre os recursos do dispositivo e as regras de operação associadas a ele. Nossos conselhos ajudarão a proteger as máquinas de refrigeração contra quebras prematuras e evitarão a necessidade de reparos.

Princípio de funcionamento dos principais tipos de refrigeradores

Os equipamentos de refrigeração são utilizados em diversos ramos de atividade. Não se pode prescindir dele na vida cotidiana e é impossível imaginar o trabalho completo das oficinas de produção em empresas, pregões e estabelecimentos de alimentação pública.

Dependendo da finalidade pretendida e da área de aplicação, existem vários tipos principais de dispositivos: absorção, vórtice, termoelétrico e compressor.

O tipo de compressor é o mais comum, por isso veremos isso com mais detalhes na próxima seção. Agora vamos delinear as principais diferenças entre todos os 4 designs.

Funcionamento da tecnologia de absorção

No sistema de instalações do tipo absorção circulam duas substâncias - o refrigerante e o absorvente. As funções do refrigerante são geralmente desempenhadas pela amônia, menos frequentemente - acetileno, metanol, freon ou solução de brometo de lítio.

O absorvente é um líquido que possui capacidade de absorção suficiente. Pode ser ácido sulfúrico, água, etc.

Todo o funcionamento do equipamento baseia-se no princípio da absorção, o que implica a absorção de uma substância por outra. O projeto consiste em várias unidades principais - evaporador, absorvedor, condensador, válvulas de controle, gerador, bomba

Os elementos do sistema são conectados por tubos, com o auxílio dos quais se forma um único circuito fechado. O resfriamento das câmaras ocorre devido à energia térmica.

O processo é realizado da seguinte forma:

• o refrigerante dissolvido no líquido penetra no evaporador;
• vapor de amônia fervendo a 33 graus é liberado da solução concentrada, resfriando o objeto;
• a substância passa para o absorvente, onde é novamente absorvida pelo absorvente;
• a bomba bombeia a solução para um gerador aquecido por uma fonte de calor específica;
• a substância ferve e o vapor de amônia liberado vai para o condensador;
• o refrigerante esfria e se transforma em líquido;
• o fluido de trabalho passa pela válvula de controle, é comprimido e enviado ao evaporador.

Como resultado, a amônia que circula em circuito fechado retira calor da câmara resfriada e entra no evaporador. E libera para o ambiente externo enquanto está no capacitor. Os loops são reproduzidos continuamente.

Como a unidade não pode ser desligada, ela não é muito econômica e aumenta o consumo de energia. Se tal equipamento falhar, provavelmente não será possível repará-lo.

A dependência dos dispositivos de absorção das mudanças de tensão, corrente e outros parâmetros da rede elétrica é mínima. As dimensões compactas facilitam a instalação em qualquer área conveniente

Não há elementos volumosos em movimento ou atrito no design dos dispositivos, portanto, eles apresentam baixo nível de ruído. Os dispositivos são relevantes para edifícios cuja rede elétrica está sujeita a picos de carga constantes e locais onde não há fornecimento de energia constante.

O princípio da absorção é implementado em unidades de refrigeração industrial, pequenos refrigeradores para automóveis e escritórios. Às vezes é encontrado em certos modelos domésticos que funcionam com gás natural.

Princípio de funcionamento dos modelos termoelétricos

A redução da temperatura na câmara de um refrigerador termoelétrico é obtida por meio de um sistema especial que bombeia calor de acordo com o efeito Peltier. Envolve a absorção de calor na área onde dois condutores diferentes estão conectados quando uma corrente elétrica passa por ele.

O design dos refrigeradores consiste em elementos termoelétricos em forma de cubo feitos de metal. Eles são combinados por um circuito elétrico. À medida que a corrente passa de um elemento para outro, o calor também se move.

A placa de alumínio o absorve do compartimento interno e depois o transfere para as peças cúbicas de trabalho, que por sua vez o redirecionam para o estabilizador. Lá, graças a um torcedor, ele é jogado fora. Este é o princípio de que portátil mini-frigoríficos e bolsas com efeito refrescante.

Na maioria dos modelos de aparelhos de refrigeração termoelétricos, ao trocar a polaridade da alimentação, pode-se receber não só frio, mas também calor - até 60 graus Celsius. Esta função é usada para reaquecer alimentos

Este equipamento é utilizado em camping, na área de arrumação de automóveis, iates e barcos a motor, sendo frequentemente instalado em chalés e outros locais onde é possível fornecer ao aparelho alimentação de 12 V.

Os produtos termoelétricos possuem um mecanismo especial de emergência que os desliga em caso de superaquecimento das peças funcionais ou falha do sistema de ventilação.

As vantagens deste método de operação incluem alta confiabilidade e um nível de ruído bastante baixo durante a operação dos dispositivos. As desvantagens incluem alto custo e sensibilidade a temperaturas externas.

Características do equipamento em refrigeradores Vortex

Os dispositivos desta categoria possuem um compressor. Ele comprime o ar, que se expande ainda mais nas unidades de resfriamento Vortex instaladas. O objeto esfria devido à expansão repentina do ar comprimido.

Os dispositivos Vortex são duráveis ​​e seguros: não necessitam de eletricidade, não possuem elementos móveis e não contêm compostos químicos perigosos no sistema de design interno

O método do resfriador de vórtice não foi amplamente utilizado, mas foi limitado apenas a amostras de teste. Isto se deve ao alto consumo de ar, operação muito ruidosa e capacidade de refrigeração relativamente baixa. Às vezes, os dispositivos são usados ​​em empresas industriais.

Visão geral da tecnologia de compressores

Os refrigeradores com compressor são o tipo de equipamento mais comum na vida cotidiana. Eles são encontrados em quase todas as casas - não consomem muita energia e são seguros para uso. Os modelos de maior sucesso de fabricantes confiáveis ​​atendem seus proprietários há mais de 10 anos. Vejamos sua estrutura e os princípios pelos quais funcionam.

Características da estrutura interna

Um refrigerador doméstico clássico é um gabinete orientado verticalmente, equipado com uma ou duas portas. Seu corpo é feito de chapa de aço rígida com espessura de cerca de 0,6 mm ou plástico durável, o que reduz o peso da estrutura de suporte.

Para uma vedação de alta qualidade do produto, é utilizada uma pasta com alto teor de resina de cloreto de vinila. A superfície é preparada e coberta com esmalte de alta qualidade de pistolas pulverizadoras. Na produção de compartimentos metálicos internos, utiliza-se o chamado método de estampagem, os armários de plástico são feitos pelo método de moldagem a vácuo.

As portas do aparelho são constituídas por chapas de aço. Uma vedação de borracha grossa é inserida ao longo das bordas para evitar a passagem de ar externo. Persianas magnéticas são incorporadas em algumas modificações

Deve ser colocada uma camada de isolamento térmico entre as paredes interna e externa do produto, que protege a câmara do calor que tenta penetrar do ambiente e evita a perda do frio gerado em seu interior. Feltro mineral ou de vidro, espuma de poliestireno e espuma de poliuretano são adequados para esses fins.

O espaço interno é tradicionalmente dividido em duas áreas funcionais: refrigeração e congelamento.

De acordo com o formato do layout, eles se distinguem:

• um-;
• dois-;
• dispositivos multicâmaras.

Alocado separadamente Unidades lado a lado, incluindo duas, três ou quatro câmeras.

As unidades de câmara única estão equipadas com uma porta. Na parte superior do equipamento existe um compartimento congelador com porta própria com mecanismo de dobragem ou abertura, na parte inferior existe um compartimento frigorífico com prateleiras reguláveis ​​em altura.

Nas câmaras são instalados equipamentos de iluminação com LED ou lâmpada incandescente comum para ver o que realmente há na geladeira.

Dispositivos feitos do tipo “lado a lado” são muito maiores e mais largos que seus equivalentes. Ambos os compartimentos ocupam espaço ao longo de toda a altura do equipamento. Eles estão localizados paralelamente um ao outro

Nas unidades de duas câmaras, os armários internos são isolados e cada um separado por sua própria porta. A localização dos departamentos neles pode ser europeia ou asiática. A primeira opção pressupõe um layout inferior do freezer, a segunda - superior.

Componentes da estrutura

As unidades de refrigeração do tipo compressor não produzem frio. Eles resfriam um objeto absorvendo o calor interno e transferindo-o para fora.

O procedimento de formação a frio envolve os seguintes componentes:

• refrigerante;
• capacitor;
• radiador evaporativo;
• aparelhos compressores;
• válvula termostática.

O refrigerante usado para encher o sistema de refrigeração é composto por várias marcas de freon - misturas de gases com alto nível de fluidez e temperaturas de ebulição/evaporação bastante baixas. A mistura se move em circuito fechado, transferindo calor através de diferentes partes do ciclo.

Na maioria dos casos, os fabricantes utilizam Freon 12 como elemento de trabalho para máquinas de refrigeração doméstica.Este gás incolor e com odor específico quase imperceptível não é tóxico para os seres humanos e não afeta o sabor e as propriedades dos produtos armazenados nas câmaras.

Compressor - a parte central do design de qualquer refrigerador. Trata-se de um inversor ou unidade linear que provoca circulação forçada de gás no sistema, aumentando a pressão. Simplificando, compressor de geladeira comprime os vapores de freon e os força a se mover na direção desejada.

O equipamento pode ser equipado com um ou dois compressores. As vibrações que surgem durante a operação são absorvidas pela suspensão externa ou interna. Nos modelos com par de compressores, um dispositivo separado é responsável por cada câmara.

A classificação dos compressores fornece dois subtipos:

1. Dinâmico. Força o movimento do refrigerante devido à força de movimento das pás de um ventilador centrífugo ou axial. Possui estrutura simples, mas devido ao baixo rendimento e rápido desgaste sob influência do torque, raramente é utilizado em equipamentos domésticos.
2. Volume. Ele comprime o fluido de trabalho por meio de um dispositivo mecânico especial acionado por um motor elétrico. Pode ser pistão ou rotativo. Principalmente, estes são os compressores instalados em refrigeradores.

Aparelho de pistão apresentado na forma de motor elétrico com eixo vertical, envolto em uma sólida caixa metálica. Quando o relé de partida conecta a energia, ele ativa o virabrequim e o pistão conectado a ele começa a se mover.

Um sistema de abertura e fechamento de válvulas está conectado à obra. Como resultado, o vapor de freon é retirado do evaporador e bombeado para o condensador.

Se um compressor de pistão quebrar, os reparos só serão possíveis se for utilizado equipamento profissional especializado. Qualquer desmontagem em ambiente doméstico está repleta de perda de estanqueidade e impossibilidade de operação posterior

Nos mecanismos rotativos, a pressão necessária é mantida por dois rotores movendo-se um em direção ao outro. Freon entra no bolsão superior localizado no início dos eixos, é comprimido e sai pelo orifício inferior de pequeno diâmetro.Para reduzir o atrito, o óleo é introduzido no espaço entre os eixos.

Capacitores são confeccionados em forma de grade de bobina, que é montada na parede traseira ou lateral do equipamento.

Eles têm designs diferentes, mas são sempre responsáveis ​​pela mesma tarefa: resfriar vapores de gases quentes até temperaturas definidas, condensando a substância e dissipando o calor no ambiente. Podem ser em painel ou tubulares com nervuras.

O evaporador consiste em uma tubulação fina de alumínio e placas de aço soldadas. Entra em contato com os compartimentos internos do refrigerador, remove efetivamente o calor absorvido do aparelho e reduz significativamente a temperatura nos armários

Válvula termostática necessário para manter a pressão do fluido de trabalho em um determinado nível. Grandes unidades da unidade são conectadas entre si por um sistema de tubos formando um anel fechado hermeticamente fechado.

Sequência do ciclo de trabalho

A temperatura ideal para armazenamento a longo prazo de alimentos em dispositivos de compressão é criada durante os ciclos operacionais, realizados um após o outro.

Eles procedem da seguinte forma:

• quando o dispositivo é conectado à rede elétrica, o compressor é acionado, comprimindo os vapores de freon, aumentando simultaneamente sua pressão e temperatura;
• sob a força do excesso de pressão, o fluido de trabalho quente, que está em estado gasoso agregado, entra no tanque condensador;
• movendo-se ao longo de um longo tubo de metal, o vapor libera o calor acumulado para o ambiente externo, esfria suavemente até a temperatura ambiente e se transforma em líquido;
• o fluido de trabalho líquido passa por um filtro secador que absorve o excesso de umidade;
• o refrigerante penetra através de um tubo capilar estreito, em cuja saída sua pressão diminui;
• a substância esfria e se transforma em gás;
• o vapor resfriado chega ao evaporador e, passando por seus canais, retira calor dos compartimentos internos da unidade de refrigeração;
• A temperatura do freon aumenta e ele é novamente enviado ao compressor.

Se falarmos em palavras simples sobre como funciona um refrigerador com compressor, o processo é assim: o compressor destila o refrigerante em um círculo vicioso. Freon, por sua vez, muda seu estado agregado graças a dispositivos especiais, coleta calor em seu interior e o transfere para fora.

O ciclo de operação no sistema é repetido até que os valores de temperatura definidos pelos programas do sistema sejam atingidos, e é retomado quando seu aumento é registrado

Após resfriar até os parâmetros exigidos, o termostato desliga o motor, abrindo o circuito elétrico.

Quando a temperatura nas câmaras começa a subir, os contatos fecham novamente e o motor do compressor é acionado relé de partida de proteção. É por isso que, durante o funcionamento do refrigerador, o zumbido do motor aparece constantemente e depois diminui novamente.

Recomendações de uso e cuidados

Não há nada complicado na operação do equipamento: ele funciona automaticamente 24 horas por dia. A única coisa que precisa ser feita ao ligá-lo pela primeira vez e ajustá-lo periodicamente durante a operação é definir o regime de temperatura ideal em circunstâncias específicas.

A temperatura desejada é definida termostato. Num sistema eletromecânico, os valores são definidos a olho nu ou levando em consideração as recomendações especificadas nas instruções do fabricante.Neste caso, deve-se levar em consideração o tipo e a quantidade de alimentos armazenados na geladeira.

O botão de controle, via de regra, é um mecanismo redondo com diversas divisões, ou, nos modelos mais modernos e caros, o controle pode ser feito por meio de um painel touch.

Para avaliar o grau de congelamento, os especialistas aconselham primeiro colocar o regulador na posição intermediária e depois de algum tempo, se necessário, girá-lo para a direita ou esquerda

Cada marca nessa alça corresponde a um determinado regime de temperatura: quanto maior a divisão, menor a temperatura. A unidade eletrônica permite definir a temperatura com precisão máxima de até 1 grau usando um controlador rotativo ou botões.

Por exemplo, ajuste o compartimento do freezer para -14 graus. Todos os parâmetros inseridos serão exibidos no display digital.

Para maximizar a vida útil da sua geladeira doméstica, você não deve apenas compreender sua estrutura, mas também cuidar dela adequadamente. A falta de manutenção adequada e operação inadequada podem levar ao desgaste rápido de peças importantes e ao mau funcionamento.

Você pode evitar consequências indesejáveis ​​seguindo uma série de regras:

1. Limpe o condensador regularmente contra sujeira, poeira e teias de aranha em modelos com grade metálica aberta na parede traseira. Para fazer isso, você precisa usar um pano comum levemente úmido ou um aspirador de pó com um pequeno bocal.
2. Instale o equipamento corretamente. Certifique-se de que a distância entre o condensador e a parede da sala seja de pelo menos 10 cm, esta medida ajudará a garantir a circulação desimpedida das massas de ar.
3. Descongele em tempo hábil, evitando a formação de uma camada excessiva de neve nas paredes das câmaras. Ao mesmo tempo, para remover crostas de gelo, é proibido o uso de facas e outros objetos pontiagudos, que podem facilmente danificar e inutilizar o evaporador.

Também é necessário levar em consideração que o refrigerador não deve ser colocado próximo a aparelhos de aquecimento ou em locais onde seja possível o contato direto com a luz solar. A influência excessiva do calor externo tem um efeito negativo no funcionamento dos componentes principais e no desempenho geral do dispositivo.

Para a limpeza de peças do produto em aço inoxidável, somente são adequados produtos especiais recomendados pelo fabricante nas instruções do aparelho.

Se você planeja transportar de um local para outro, o melhor é transportar o equipamento em um caminhão com van alta, fixando-o em posição estritamente vertical.

Desta forma, é possível evitar quebras e vazamentos de óleo do compressor que entram diretamente no circuito de circulação do líquido refrigerante.

Conclusões e vídeo útil sobre o tema

Vídeo nº 1. Como funciona a unidade de refrigeração:

Vídeo nº 2. Explicação detalhada da estrutura dos refrigeradores de compressão:

Vídeo nº 3. Informações sobre o funcionamento das máquinas de absorção:

Embora o equipamento de refrigeração esteja funcionando corretamente, os consumidores raramente se interessam pelo seu design. No entanto, esse conhecimento não deve ser negligenciado. São muito valiosos porque permitem determinar rapidamente a causa da avaria e localizar a área problemática, evitando avarias graves.

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