На протяжении всей истории люди искали способы сохранить еду прохладной, чтобы предотвратить порчу и защитить свое здоровье. Одна из самых ранних стратегий, впервые использованных в Индии несколько сотен лет назад, заключалась в использовании охлаждающей способности испаряющейся воды. Еще в 11 веке были разработаны методы для конденсации водяного пара в змеевиках, повышения его давления и отправки через отверстие, чтобы он испарялся. Однако вода не очень хороший хладагент, и эти ранние системы охлаждения были не очень эффективными.
Предоставлено: Christian Horz / iStock / GettyImages. Система охлаждения, которую вы видите на обычной морозильной камере, имеет два комплекта катушек: конденсаторные и испарительные.Перенесемся в 18 век, когда изобретатели начали строить холодильные системы, сжимая воздух, аммиак и другие газы, а затем заставляя их поглощать тепло, уменьшая давление и позволяя им расширяться. Однако охлаждение не стало жизнеспособным в больших масштабах до 1876 года, когда немецкий инженер Карл фон Линде создал систему конденсации, которая могла бы сжижать эти газы. Около 50 лет спустя компания General Electric закончила эпоху холодильника, выпустив на рынок первую широко доступную систему охлаждения, в которой в качестве хладагента использовался запатентованный газ, известный как фреон.
Холодильники и морозильники стали обычным явлением, и в каждом доме есть такой, хотя фреон уже устарел. В большинстве агрегатов есть как холодильник, так и морозильная камера, но охлаждение фактически происходит в морозильной камере, и вентилятор направляет холодный воздух в холодильную камеру. Независимо от того, является ли устройство небольшим бытовым прибором или большой торговой зоной, система охлаждения работает по тому же базовому принципу, что и морозильник.
Компрессор морозильной камеры - сердце системы охлаждения
Система охлаждения, которую вы видите на обычной морозильной камере, имеет два набора змеевиков: змеевики конденсатора и испарительные змеевики, и они разделены небольшим отверстием, известным как расширительный клапан. Если морозильник работает на электричестве, что делают не все морозильники, электрический компрессорный насос морозильника создает давление в хладагенте в первой катушке, и это заставляет его распылять через расширительный клапан во вторую катушку. Поскольку давление во второй катушке намного ниже, хладагент испаряется, и именно это обеспечивает охлаждение.
На химическом языке испарение - это эндотермический процесс, который означает, что он поглощает тепло. Тепло поступает из окружающего воздуха и обеспечивает энергию, необходимую молекулам хладагента для перехода в газообразное состояние. Морозильная камера не столько придает прохладе воздуху, сколько отнимает у него тепло, и это тепло должно куда-то уходить.
Превратившись в газ, хладагент возвращается в змеевики конденсатора, где он нагнетается насосом конденсатора и превращается обратно в жидкость. Создание давления генерирует тепло, которое завершает тепловой цикл, и тепло должно отводиться в сторону от морозильной камеры для поддержания низкой температуры в морозильной камере. Многие подразделения имеют вентилятор для облегчения этого. Термический цикл может продолжаться бесконечно, при условии, что змеевики герметичны и ни один из хладагента не может выйти.
Морозильный отсек должен быть хорошо запечатан
Температура в морозильной камере может опуститься до 0 градусов по Фаренгейту (-18 C) и даже ниже, но для этого отсек должен быть хорошо герметизирован. Испарительные змеевики обычно расположены за задней стенкой морозильной камеры. Пока отсек герметичен, змеевики продолжают поглощать тепло из морозильного отделения и рассеивать его через змеевики конденсатора, а температура в морозильной камере продолжает падать.
У большинства морозильных камер есть термостат, который контролирует температуру. Когда заданная температура достигнута, термостат сигнализирует об остановке компрессора морозильной камеры. Если отсек хорошо герметизирован и изолирован, для повышения температуры и включения компрессора требуется много времени. Плохие уплотнения дверей, которые пропускают теплый воздух в морозильную камеру, приводят к частому включению компрессора, что приводит к бесполезному расходу энергии.
Морозильные камеры нуждаются в периодической разморозке
Одна из причин, по которой у вас есть морозильник, - это приготовление и хранение льда, но лед должен быть в лотках или мешках, а не на стенках морозильника. Когда лед накапливается на стенке морозильной камеры рядом с испарительными катушками или самими катушками, он мешает потоку воздуха и снижает эффективность их охлаждения. В результате конденсатор должен работать усерднее, а это тратит энергию.
Принцип работы морозильника заключается в том, что катушки поглощают тепло из окружающего воздуха, но они не могут этого сделать, если они покрыты льдом или морозом. Вот почему периодическое размораживание так важно и почему многие морозильники имеют функцию автоматического размораживания. Если морозильная камера не имеет функции размораживания, ее необходимо разморозить вручную, отключив ее достаточно долго, чтобы лед растаял.
Когда морозильник имеет механизм размораживания, он обычно принимает форму нагревательного элемента, прикрепленного к испарительной катушке. Дефростер может включиться автоматически, или вам, возможно, придется включить его вручную. В любом случае, он тает лед на катушках, и вода проходит через систему дренажных труб в поддон, откуда он может испаряться.
Что отличает морозильник от холодильника?
Большинство холодильников поставляются с прикрепленной морозильной камерой, и они находятся в отдельных отсеках. Идеальная температура морозильника составляет около 0 F (-18 C), но в холодильной камере это больше похоже на 40 F (4 C). Для поддержания этой разницы температур отсеки разделены вентиляционным отверстием, и вентилятор направляет холодный воздух из морозильной камеры в холодильник только тогда, когда это необходимо.
Вы регулируете температуру в холодильной камере, регулируя работу вентилятора. Если уплотнители дверей и изоляция не повреждены, а морозильная камера имеет надлежащую температуру, но холодильник слишком теплый или слишком холодный, причиной обычно является неисправность вентилятора. Если температура морозильной камеры выше, чем должна быть, однако, обычно это неисправность конденсатора, и это более серьезная проблема.
Можете ли вы обслуживать свой морозильник самостоятельно?
Когда что-то идет не так в холодильнике, вы часто можете починить вентилятор или органы управления самостоятельно, если знаете, что делаете. Это другая история, когда вы не можете поддерживать температуру морозильной камеры, потому что это обычно означает, что есть проблема с системой охлаждения. Федеральный закон запрещает нелицензированным лицам обслуживать холодильные системы.
Одна из основных причин запрета связана с летучестью хладагента. Хотя фреон (также известный как хладагент R22) больше не используется, потому что это хлорфторуглерод, который повреждает озоновый слой Земли, некоторые старые системы все еще могут использовать его. Кроме того, некоторые современные хладагенты, такие как гидрофторуглероды (ГФУ), могут также нанести вред окружающей среде, способствуя глобальному потеплению.
Некоторые морозильные системы, особенно пропановые, используют аммиак в качестве хладагента, что является возвращением к ранним дням холодильных систем. Аммиак обладает высокой коррозионной активностью, вызывает ожоги глаз и дыхательной системы и может привести к летальному исходу в больших количествах. Для работы с холодильными системами требуются квалифицированные специалисты и строгие процедурные протоколы без выделения какого-либо из этих опасных газов.
