Технологичное, современное устройство небольших размеров, незаменимое в долгих, дальних поездках, выездах на природу. Задача всех холодильников для автомобилей поддерживать низкие температуры герметичной камеры, где хранятся охлажденные продукты питания, напитки. Однако с различными типами охлаждающей техники эта цель достигается разными способами.
Холодильники для автомобилей по сложности конструкции, стоимости, принципам, характеристикам работы подразделяются на четыре основных типа:
- компрессорные.
- термоэлектрические.
- абсорбционные.
- сумки-холодильники.
Последний вид не относится к технике и предназначен для поддержания температуры заранее охлажденных продуктов. Как работают автохолодильники остальных категорий, рассматривается подробнее в рамках этой статьи.
Абсорбционный холодильник
Абсорбционный (адсорбционный) холодильник – это агрегат, работа которого осуществляется за счет абсорбции воды. Хладагентом устройства является аммиак. Именно он растворяется в жидкости, которая находится в технической части агрегата. Далее водный раствор под действием давления перемещается в генератор, а из него – в дефлегматор. В последнем начинается процесс конденсации раствора, что приводит к отделению газа от жидкости.
Когда процесс закончится, пары концентрированного аммиака пройдут через конденсатор, где снова сожмутся от действия внешних сил, и поступят в испаритель. Вода же попадет в абсорбер. Таким способом осуществляется практически непрерывный процесс охлаждения.
Такие холодильники делятся на виды:
- газовые;
- электрические;
- электрогазовые.
Из чего состоит абсорбционный модуль?
Абсорбционный тип предполагает движение хладагента по холодильной системе, которое происходит в связи с растворением аммиака в водной массе.
Абсорбционный цикл
Основными частями абсорбционной холодильной камеры являются:
- Генератор. Насыщенная аммиаком смесь подается в генератор, где происходит ее кипение. Генератор (кипятильник) нагревается за счет подключения к электрической сети или за счет тепла от горения газа.
- Конденсатор. Он отдает тепло в окружающее пространство.
- Абсорбер. Пары аммиака отсасываются абсорбером. Этот процесс основан на разнице давления пара – в абсорбере оно существенно ниже. В нем водоаммиачный раствор поглощает аммиачные пары. Насыщение водоаммиачной смеси аммиаком происходит, сопровождаясь выделением тепла. Поэтому абсорбер охлаждается водой.
- Испаритель. В испарительном блоке, находящемся в подвергающемся охлаждению пространстве, из водоаммиачного состава в процессе кипения отделяются пары хладагента. Это возможно, поскольку температура, при которой кипит аммиак, равна 33,4 градуса по Цельсию, то есть она существенно меньше порога закипания воды.
- Регулирующие вентили. Направляют хладагент в нужное устройство.
- Насос. Подает перенасыщенный аммиачный раствор внутрь генератора.
Холодильный агрегат холодильника
Эти устройства соединяются трубами и собираются в замкнутую схему. Принципиальная схема холодильника, работающего по абсорбционному методу, изображена ниже.
«Морозко 3м»: принцип работы
Данный агрегат работает по абсорбционно-диффузионному принципу. В работе участвует система из цельнотянутых труб, которые изготавливаются из стали. Система герметична и не имеет деталей, которые могли бы двигаться. Плюсом холодильника является то, что он работает бесшумно.
Инертный газ, содержащийся в холодильнике, позволяет установить равномерное давление по всей технической части холодильника. Движение водно-аммиачного раствора осуществляется под действием термосифона.
Если подробно рассматривать действие рабочей части холодильника, то протекает процесс следующим образом:
- Раствор из аммиака и воды подогревается.
- Подогретая жидкость, доведенная до кипения, поднимает по термосифону. Получается это благодаря тому, что ее плотность становится меньше плотности второго раствора в термосифоне.
- Как только жидкость выходит из трубки, начинает выделяться водоаммиачный пар.
- Пар через регенератор достигает конденсатора.
- Происходит процесс конденсации.
- Уже жидкий газ поступает в испаритель, где он вновь превращается в пар.
Цикл повторяется по кругу. Благодаря постоянному парообразованию достигается низкая температура в устройстве.
Принцип действия абсорбционного холодильного модуля
Принцип работы абсорбционного холодильника состоит в следующем. Генератор обеспечивает кипение аммиачной смеси, которая в парообразном виде поступает в конденсатор. Неиспользованная водоаммиачная низко концентрированная смесь проникает в абсорбер, там ее насыщают аммиаком.
Устройство холодильника
Пары аммиачного хладагента получает конденсатор. В нем происходит кипение аммиака и преобразование его из парообразного состояния в жидкое. Жидкообразный аммиак при помощи вентиля направляется в испаритель.
Этот процесс обеспечивает забор тепла под действием испарителя и отдачу его во внешнее пространство конденсатором. Генератор является нагнетательным компонентом схемы абсорбционного холодильника, а абсорбер выполняет всасывание аммиака.
В отличие от компрессионного холодильника, в абсорбционном имеется 2 цепи прохождения хладагента. Большая цепь обеспечивает работу системы, по малой цепи проходит водоаммиачная жидкость разной степени насыщенности.
Как работает холодильник на газе
Газовые агрегаты имеют отличительную черту: они способны работать даже без доступа к электричеству. Принцип их действия заключается в использовании газа, который добывается путем присоединения агрегата к газопроводу или газовому баллону.
Подогревает в этом случае водно-аммиачный раствор газ. Происходит это в абсорбере, где аммиак смешивается с водой и затем поступает в испаритель. В испарителе происходит отделение аммиака от воды за счет испарения, вследствие чего и происходит охлаждение внутри камеры холодильника.
Важно! Газ требует внимательного обращения, так как может быть очень опасен, если не обеспечить все условия для безопасной работы.
Типы абсорбционных автохолодильников
Подобное оборудование является лишь подклассом охладительной техники, но предполагает еще более глубокую классификацию.
Первый критерий – используемые источники тепла.
Охлаждение осуществляется в результате нагрева водоаммиачной смеси, нагревать ее может как непосредственно огонь от дизельного топлива или природного газа, так и разогретый им пар или вода (75-200 и 75-95 градусов соответственно). Особой популярностью пользуются электрические модели, где нагрев воды происходит с помощью металлических нагревательных элементов.
Автохолодильники могут быть стационарными и переносными.
Стационарные модели имеют значительные габариты и массу, а также не оборудованы удобными для транспортировки ручками, однако оснащаются вилками для розетки 220В и применяются за пределами автомобиля.
Переносные заточены под постоянное перемещение, потому ориентируются на работу от газового баллона или прикуривателя.
По типу конструкции и способам установки классифицируются только стационарные модели. Выделяют напольные, настенные и встроенные разновидности.
Принцип работы аммиачного устройства
Принцип работы аммиачного холодильника заключается в испарении аммиака в воде. Раствор из воды и аммиака поступает в дефлегматор. Его назначение – разлагать раствор на составляющие, после чего аммиачный газ снова сжимается и переходит в испаритель. Действия повторяются по кругу.
Интересно! Иногда в систему добавляют водород, и в результате охлаждение происходит за счет изменения парциального давления. Такие холодильники делают небольших походных форм для туристов.
Преимущества и недостатки
Абсорбционные холодильники не являются наиболее востребованными, потому нужно взвесить преимущества и недостатки перед покупкой.
Преимущества
- существенная экономия электроэнергии, при работе на газу или топливе – полное отсутствие необходимости в ней;
- очень тихая работа;
- высокая степень экологической безопасности – в современных моделях воды куда больше, чем аммиака;
- функционирование без поломок продолжается от 20 лет;
- пожаробезопасность.
Недостатки
- существенная стоимость оборудования;
- в некачественных моделях растворение аммиака в водной массе происходит с выделением тепла без его отведения, это заметно нагревает всю систему и частично нивелирует ее действие;
- аммиак, пусть и в сниженной концентрации, применяется в большинстве систем, а он опасен для здоровья;
- поломка – приговор абсорбционному холодильнику, он не ремонтируется.
Абсорбционный холодильник, не потребляющий электрический ток
Таким холодильником является агрегат, работающий от отопительного котла. Принцип действия устроен таким образом, что образованное в результате охлаждения холодильника тепло идет на отопление, и сам агрегат работает от отопительного котла. Энергетическая мощность затрачивается только на то, чтобы обеспечить отопление.
Важно! Стоит отметить, что система еще в разработке, но уже в скором времени такие холодильники действительно могут появиться.
Особенности автомобильных холодильников, работающих от прикуривателя
Автовладельцы используют установки, продуцирующие холод тремя способами, упомянутыми выше и выбирают холодильное оборудование в зависимости от:
- возможностей транспортного средства, вместительности салона или багажника;
- длительности поездок, количества людей, участвующих в них;
- температурных характеристик, времени, требуемого для набора нужной температуры;
- состояния покрытия автодорог, по которым зачастую приходится ездить;
- стоимости хладотехники.
Выбираемые агрегаты компрессорного, абсорбционного либо термоэлектрического типа, объединяет возможность их подключения к прикуривателю автомобиля. При этом электричество, питающее установку, поступает от аккумулятора. Особенность принципа работы автохолодильника от прикуривателя заключается в наличии дополнительного электрооборудования в схеме и специального провода для подключения.
Если вы выбираете готовую модель любого типа, необходимо обратить внимание, есть ли в ее комплектации специальный соединительный шнур, какой он длины. Идеальным сочетанием является работа хладотехники от прикуривателя и стандартной сети 220В. Такую технику можно использовать в дороге и дома. Длину провода важно учитывать для того, чтобы устанавливать холодильник в салоне или багажнике.
Абсорбционный газоэлектрический агрегат
Многие предпочитают называть такие устройства электрогазовыми. Такие устройства обладают рядом преимуществ, среди которых:
- бесшумная работа;
- компактный размер;
- экономичность;
- долгий срок эксплуатации, редкие обращения в сервис ремонта.
Также такие холодильники можно установить в автомобили, работающие на бензине или на газу.
Watch this video on YouTube
Принцип работы абсорбционного агрегата минибаров
Watch this video on YouTube
Хотите разбираться лучше других?
- Принцип работы компрессорных, абсорбционных и термоэлектрических холодильников — Принципиально устройство холодильника представляет собой закрытую термоизолированную камеру, в которой поддерживается постоянная низкая температура. Если бы это была идеальная…
- По какому принципу работает компрессор в бытовом холодильнике — Компрессор холодильника — что это Компрессором называют устройство, осуществляющее сжатие какого-либо вещества (в нашем случае – это хладагент в виде фреона), а также его…
- Как работает холодильник на газе? — Газовые агрегаты имеют отличительную черту: они способны работать даже без доступа к электричеству. Принцип их действия заключается в использовании газа, который добывается…
- Принцип работы газовых холодильников — История развития холодильного оборудования достаточно длительная и она отмечена разработкой разнообразных подвидов бытовых агрегатов. Среди существующих конструкций можно…
- Принцип работы пускозащитного реле для бытового холодильника — Привод компрессора бытового холодильника — это обычно асинхронный электродвигатель с питанием от однофазной сети 220 В. Его особенность в том, что при запуске необходимо пусковое…
Основные области применения
Абсорбционные холодильники непереборчивы в источниках питания – агрегат может быть запитан и от стационарной розетки, и от бортовой системы автомобиля, и от газового баллона. Это позволяет использовать устройство где угодно, в том числе в походных условиях – прямо в автомобиле. На пятилитровом баллоне автохолодильник небольшой емкости и мощности работает месяц, потому он пользуется спросом среди часто путешествующих людей.
Использование абсорбционных холодильников актуально в дачных условиях, когда хозяева появляются наездами и не хранят много пищи. Устройство также уместно во всех регионах, где электроснабжение имеет нестабильный характер – благодаря альтернативному источнику нагрева в виде того же газового баллона гарантируется бесперебойное охлаждение продуктов.
Принцип работы термоэлектрического холодильника
Чтобы снизить температуру в холодильной камере, тепло из нее выкачивается специальной системой. Обеспечивает это известный эффект Пелтье. В холодильниках данного типа установлены термоэлектрические элементы кубической формы, созданные из различных металлов и объединенные электричеством. Когда электроток переходит из одного металла в другой, вместе с ним переходит и тепло. Пластина из алюминия поглощает тепло из продуктов в холодильнике, а кубические элементы передают его в стабилизатор, в свою очередь, рассеивающий его наружу через вентилятор. Большая часть переносных холодильников Nord работает именно по этому принципу.
Каждый из этих типов имеет свои положительные и отрицательные стороны, на учете которых и должен основываться выбор холодильного устройства для домашних или промышленных нужд.
Основные элементы холодильника
Ни один холодильник не сможет работать, если в нем отсутствует хотя бы один из основных конструкционных элементов:
- Охладительный агент. В его роли выступает газ, движущийся по замкнутому кругу и переносящий тепло.
- Конденсатор. Устройство, выводящее тепло наружу из холодильной камеры. Представлен в виде решетки на задней части холодильника.
- Компрессор – мотор, нагнетающий давление и заставляющий газ двигаться по замкнутой системе.
- Испаритель – устройство, которое удаляет тепло. В большинстве холодильников в качестве испарителя используется задняя стенка.
Адсорбционные холодильники
Адсорбционные холодильники не слишком редко встречаются, но часто неизвестны публике. Невероятным кажется факт, что охлаждение достигается за счет сгорания газа. Сегодня витает идея создания адсорбционного холодильника, работающего за счет энергии солнца. Точно неизвестна дата создания первой модели. В период холодной войны конструкцию устройства засекретили в целях использования в военной и космической промышленности, слишком выгодным казалось создание адсорбционного холодильника. Сведения оказались изъяты из учебников, так продолжалось до конференции в Париже 1992 года. Отдельные данные о первых адсорбционных холодильниках извлекаются из специализированных учебников, изданных до 1960 года.
Поговорим о терминах. В литературе упоминаются абсорбционные и адсорбционные холодильники. Это родственные конструкции, работающие на разновидностях сорбции, отдельные писатели ошибаются, не зная толком смысл происходящего. Важнее факт существования оборудования подобного типа, работающего за счет циклов поглощения и обратной отдачи хладагента гранулами адсорбента либо жидким абсорбентом.
Разница между явлениями, лежащими в основе работы:
- Абсорбент поглощает вещество по всему объему.
- В случае адсорбции речь идет лишь о поверхностном слое, поглощаемое вещество не проникает вглубь.
Принимая во внимание указанные соображения, несложно понять возникшую путаницу в разделе бытовой техники. Жидкий сорбент называется абсорбентом, а твердый (в гранулах) – адсорбентом.
В чем перспектива
Данное изобретение может стать настоящим прорывом в области охлаждающего оборудования. Ведь исключение из процесса охлаждения фреона и насосов позволит значительно уменьшить размер самого агрегата и упростить обслуживание подобных устройств. Магнитный холодильник может использоваться не только в бытовых приборах, кондиционерах и тепловых насосах. Если кто еще не читал нашу статью про данное оборудование, то всем рекомендую ознакомиться с ней по вот этой ссылке. Данное изобретение может применяться в автомобилях, различных промышленных агрегатах и многом другом. Оно значительно увеличит энергоэффективность подобных систем и позволит экономить на электричестве.
А вы знаете, что не пропустите ни один наш материал, если оформите подписку? Оформить подписку легко: достаточно лишь ввести свой email в форму под этой статьей и нажать на кнопку «Подписаться на рассылку». И вы всегда будете в курсе наших публикаций!
Надеюсь, статья была понятна и полезна. Мне очень приятно, что отечественные молодые ученые помогают развиваться мировой науке и современным технологиям. С нетерпением будем ждать окончания испытаний и начала серийного производства магнитного холодильника. Как по мне, то это отличный вариант замены старого.
Как понять, тихий холодильник или шумный
На бытовую технику налагаются специальные стандарты, указывающие, какие характеристики должно иметь оборудование, чтобы попадать в определённую группу. Часто трактовки законов пересекаются, противореча друг другу. Документом, применимым к тихим холодильникам, считается СТ СЭВ 4672-84. Несмотря на древность документа, он действующий. Касательно холодильников там приводятся данные, позволяющие провести классификацию:
- Группа А:
- До 200 литров – 40 дБ.
- От 200 до 400 литров – 43 дБ.
- Свыше 400 литров – 50 дБ.
- Группа В:
- До 200 литров – 42 дБ.
- От 200 до 400 литров – 45 дБ.
- Свыше 400 литров – 55 дБ.
- Группа С:
- До 200 литров – 53 дБ.
- От 200 до 400 литров – 55 дБ.
- Свыше 400 литров – 60 дБ.
Классность холодильника в плане шума определяется объемом. Добавим, что инверторные компрессоры сегодня способны обеспечить 42 дБ (дорогие модели Liebherr достигают 38 дБ), но меньший уровень не доводилось наблюдать. Адсорбционные холодильники явно попадают в группу А. В устройствах просто нечему шуметь, только шуршит хладагент слегка. Выбрать самый тихий холодильник – значит, подобрать синоним слову адсорбция.Без вариантов.
Как измерить шум холодильника? Метод базируется на корректировке звукового давления, исключив из спектра частоты, не слышимые человеческим ухом. Это касается компрессоров, способных выдавать ультразвук. Что касается адсорбционных холодильников, здесь корректировать не придется, измеренное звуковое давление станет искомым параметром. Для целей проведения опыта понадобится микрофон и методика проведения работ.
Испытуемый тихий холодильник устанавливается в помещении без переотражения звука. Для бытовых условий потребуется натяжной потолок и ковры на полу и стенах. Состав аппаратуры определяется по СТ СЭВ 1351-78 или СТ СЭВ 1807-79. Холодильник устанавливается на твердый пол на расстоянии от звукоотражающей стенки в 15 см. Допустим кусок обычного крашеного бетона. Ближайший угол находится на расстоянии не менее 1,5 м. Микрофоны располагаются, как на чертеже.
где d – не менее 1 м; а, b, c выбираются, исходя из разумных пределов. Площадь поверхности измерения находится по формуле:
S = 2 (2ac + 2ab + bc), собственно, площадь параллелепипеда за вычетом пола и задней бетонной стены.
Перед измерением холодильник работает 6 часов на среднем режиме, потом перерыв на 10 мин. После аппарат включается снова, через 3 мин проводится замер. Обработка результатов ведется по документу СТ СЭВ 541-77 (ГОСТ 23941-2002).
Особенности компрессорных холодильников
Высокопроизводительные и самые распространенные в быту холодильники – компрессорные. Как ясно по названию, они предполагают компрессор. Именно этот агрегат является сердцем холодильных машин, он отвечает за циркуляцию хладагента по трубкам системы, за счет чего и поддерживается низкая температура в камерах. Сегодня вы можете купить холодильник компрессорного типа как простой однокамерный, так и многокамерный. Объемом до 500 л и даже более. С возможностью настраивать температуру охлаждения. Без необходимости периодической разморозки (с функцией No Frost).
Виды компрессорных агрегатов
Бытовые холодильники, которые при работе шумят, урчат, немного вибрируют, при запуске электродвигателя даже вздрагивают, — с линейным компрессором. Работают циклично. При срабатывании датчика, который зафиксировал повышение температуры в камерах, на полную мощность включается компрессор, происходит охлаждение камеры. Температура опустилась до заданной отметки – датчик снова подает сигнал, компрессор так же резко, как и включился, отключается. Датчик продолжает отслеживать температуру. Затем цикл повторяется.
Более усовершенствованные модели – с инверторным компрессором.
Компрессор инверторного типа функционирует плавно, без резкого включения и выключения. Для поддержания заданной температуры в камере не отключается полностью, а лишь в нужный момент сбавляет обороты до минимума.
Холодильники с инверторным компрессором практически бесшумные, потребляют меньше энергии, чем линейные агрегаты, однако дороже их.
Недостатки адсорбционных холодильников
Шумовые параметры холодильников адсорбционного типа ограничиваются бульканьем хладагента, но тип оборудования обнаруживает недостатки:
- Потребляет избыток энергии.
- Долго выходит на рабочий режим (в среднем, полчаса).
- Не терпит наклонов и перекосов относительно земной силы тяжести.
- Аммиак, прочие хладагенты, попросту опасны, от веществ давно отказались в компрессорных моделях.
Подводя черту, скажем, что фирмы, производящие самые тихие холодильники, обязаны удовлетворить интерес потребителя. Сегодня техника популярна у рыбаков: это лучше, чем морозить рыбу углекислотным огнетушителем. Однако жалобы на низкую надежность техники, по словам ученых умов, способную работать вечно, в отсутствие подвижных частей, дают повод подумать, что не все настолько гладко в области адсорбции. Отзывы о тихих холодильниках подтверждают достоинства и недостатки приборов, пока авторы не упомянули высокую цену оборудования. Как отмечают пользователи, за немаленькие деньги хочется меньше сложности и большей надежности.
