Холодильное оборудование: история возникновения, классификация, характеристика.
В настоящее время тяжело представить свою жизнь без холодильника. Это неотъемлемая часть в доме или квартире любого человека. Но не только в бытовой сфере они нашли свое применение.
На многих заводах, фабриках и производствах широко используются большие промышленные холодильные установки.
Системами охлаждения оборудуются многие транспортные средства, появились склады холодильники для хранения скоропортящихся продуктов питания.
История возникновения
Свою историю такие охлаждающие устройства берут в Риме, несколько тысяч лет назад они представляли собой емкости наполненные льдом, который специально набирали на горных реках и водоемах.
В России для хранения и охлаждения продуктов делали срубы в горах или выкапывали ямки и наполняли их снегом и льдом, сверху эта конструкция накрывалась дерном или присыпалась землей. Это позволяло длительное время сберегать скоропортящиеся продукты.
В 1850 году впервые был получен лед искусственным путем с использованием термодинамического цикла. Первый агрегат для охлаждения продукции, использовавшийся в бытовых условиях, был создан в 1913 году, однако хладагентами в нем использовались достаточно токсичные для людей соединения.
Только в 1927 году, компанией General Electric, был создан и поставлен на массовое производство модель которая имела массовый спрос.
Наша компания много лет занимается такой услугой, как ремонт холодильных агрегатов, арендой холодильных камер. Сегодня наши специалисты расскажут о видах и принципах работы современных охлаждающих установок.
Классификация
Классифицировать установки для охлаждения продукции можно по многим факторам, принципу действия, веществу хладагента, месту применения и прочее.
По принципу действия холодильники бывают четырех типов:
- компрессионный;
- абсорбционный;
- термоэлектрический;
- с вихревыми охладителями.
Принцип работы компрессионного холодильника заключается в основе второго начала термодинамике, а именно в Цикле Карно.
Цикл Карно основывается на переносе тепла веществом при фазовых переходах в различные агрегатные состояния. Хладагент засасывается компрессором из испарителя, находящемся внутри камеры, и выталкивается в конденсатор, находящийся вне камеры, где он переходит в жидкое состояние.
В конденсаторе хладагент отдает во внешнюю среду свое тепло, которое он получил в результате сжатия и остывает. Затем хладагент опять возвращается в испаритель, где он переходит в газовое состояние. Для такого перехода требуется тепло, которое хладагент и поглощает из камеры.
В настоящее время в качестве хладагента используется газ фреон, он оптимально подходит по своим физическим характеристикам и мало токсичен. Холодильники компрессорного типа нашли свое широкое применение в бытовой сфере.
Работа абсорбционного холодильника так же основана на переносе тепла при фазовых переходах, отличие заключается в том, что циркуляция хладагента осуществляется на за счет компрессора, а за счет растворения хладагента в жидкости.
В качестве хладагента в таких агрегатах как правило используется аммиак, а в качестве жидкости в которой он растворяется - обычная вода.
К преимуществам таких агрегатов можно отнести бесшумность их работы из –за отсутствия движущихся частей, а к недостаткам - низкую производительность, чувствительность к его положению в пространстве. Так же низкий срок службы самих элементов такой установки, которые соприкасаясь с хладагентом подвергаются коррозии и быстро выходят из строя.
Модели такого типа редко используются в бытовых условиях, как правило их используют в промышленных целях или в местах где нет постоянного доступа к электричеству, так эти холодильники могут работать от внешнего теплового источника. Эффективно использовать их на производстве, где есть необходимость утилизировать выделяющееся тепло в различных производственных процессах.
В термоэлектрических холодильниках используется эффект Пельтье.
Ток проходя между двумя разными проводниками переносит тепловую энергию, в результате один проводник охлаждается, а другой нагревается. К его минусам можно отнести то, что его работа сильно зависит от температуры окружающей среды, к плюсам их бесшумность, долгий срок службы и надежность.
Хотя широкого применения они не нашли, тем не менее они используются в сумках-холодильниках, автомобильных аксессуарах и кулерах для охлаждения и нагревания воды, которые можно видеть почти в каждом офисном помещении.
Процесс охлаждения в холодильниках на вихревых охладителях происходит за счет расширения воздуха, который был предварительно сжат. Расширение происходит в блоках охладителя.
К такому агрегату необходимо постоянно подводить воздух достаточно высокого давления – порядка 10-20 атмосфер, что сильно снижает эффективность его работы и делает его очень шумным, так же из-за этого его не совсем удобно использовать, несмотря на то что у него есть и преимущества, такие как: длительный срок работы, надежность и безопасность, которая достигается отсутствием необходимости его в электричестве, отсутствия подвижных частей и токсичных химических веществ.
Что касается непосредственно бытовых холодильников, то для них еще можно выделить еще несколько классификаций.
Например, по компоновке холодильных камер. Их всего четыре.
Если морозильная камеры находится под холодильной, то такую компоновку называют европейской, если наоборот, то азиатской.
Американская компоновка представляет собой такое расположение камер, когда холодильная и морозильная камеры располагаются по всей высоте модели параллельно друг к другу, такую компоновку еще называют side-by-side.
Эти холодильники могут иметь достаточно большие объемы внутреннего пространства. Модели с компоновкой “ларь” как правило используются в магазинах, они имеют горизонтальное расположение камеры, что позволяет уменьшить утечки холода. Они имеют как правило только морозильную или холодильную камеру и могут использоваться даже без крышки.
По температурному режиму такая продукция может быть классифицирована на 4 вида.
- до -6 С – в таких моделях продукты хранятся менее недели;
- до -12 С – срок хранения менее месяца;
- до -18 С - несколько месяцев
- модели с быстрой заморозкой, в которых продукты могут хранится до года.
По уровню энергопотребления холодильники делятся на 9 классов: A++, A+, A, B, C, D, E, F. G – самый низкий A++ самый высокий.
Характеристики
При выборе моделей для дома следует обратить внимание на многие характеристики того или иного агрегата.
В первую очередь нужно объем холодильной и морозильной камер, мощность замораживания, энергопотребление, уровень шума издаваемого холодильником, время которое он сможет поддерживать подходящую температуры внутри камеры при отключении температуры и на прочие дополнительные функции.
Конструкция холодильной камеры тоже немаловажная деталь. Ее стенки должны быть хорошо теплоизолированные, от этого зависит его энергопотребление и то сколько он сможет продержать нужную температуру при отсутствии питания.
Полки, на которых размещаются продукты могут быть решетчатыми, что обеспечивает циркуляцию в камере, что дает лучшее распределение холода по пространству, либо стеклянные или пластиковые, что наоборот предотвратит циркуляцию воздуха и тем больше изолирует секции друг от друга, предотвратив перемещение запахов от различных продуктов между секциями.
Для экономии места дополнительные полочки размещают на двери, там же может находится емкость для воды или напитков с выведенным выходом на внешнюю сторону двери, что дает возможность удобно наливать себе всегда охлажденные напитки.
Двери так же могут иметь съемный навес, благодаря чему можно выбирать сторону, в которую удобнее будет ее открывать.
Следует так же обратить внимание на уплотнитель двери, он должен плотно прилегать к стенке холодильника в закрытом ее положении, чтобы не впускать внутрь теплый воздух и тем самым экономить расход электроэнергии.
В современных холодильниках двери плотно удерживаются в закрытом состоянии с помощью магнитного механизма.
Так же следует отметить технологию No Frostс – это технология искусственной циркуляции воздуха по морозильной камере.
Холодный воздух от испарителя расходится по холодильной камере благодаря вентилятору, что предотвращает намерзания инея на испарителе.
Во всех бытовых моделях температура в морозильной камере контролируется автоматикой.
Двигатель компрессора работает не все время, а только когда нужно опустить температуру в камере, когда нужная температура достигнута, а это определяется с помощью датчика в камере, двигатель отключается с помощью специального реле и охлаждение прекращается, до того момента пока температура не достигнет определенного значения, тогда двигатель опять запустится и температура снизится.
Этот процесс очень экономит энергопотребление установки. Многие агрегаты оснащены сигнализацией, которая подаст сигнал при слишком долгом положении двери в открытом состоянии.
Так же, что касается автоматики, следует сказать об интернет-холодильниках, появившимся в начале 21 века. Такие модели имеют встроенный подключенный к интернету компьютер и сенсорный дисплей, находящийся на двери.
Этот компьютер позволяет находясь на кухне просматривать различные рецепты из интернет, смотреть телевизор, слушать музыку или радио, общаться по видеосвязи. Так же некоторые модели имеют функции голосового управления и функцию контроля продуктов в камере.
Некоторые модели оснащены системой автооттаивания, благодаря которой нет необходимости регулярно выключать его и размораживать.
Не маловажная деталь данной продукции – морозильная камера, она позволит сохранять продукты достаточно долгое время, особенно если она имеет функцию быстрой заморозки.
Особое внимание следует уделить правильному расположению продуктов на полках камеры, так как температура в различных ее зонах различная.
В более холодных областях следует размещать скоропортящиеся продукты, в более теплых готовые блюда.
Продукты, имеющие специфические запахи лучше хранить отдельно от других, завернув их в пищевую пленку или в специальных камерах, если такие имеются. Нельзя ставить в камеру очень горячие предметы, это приведет к нарастанию большого количества инея в камере.
Чтобы сэкономить электроэнергию, размораживать замороженные продукты лучше в холодильной камере, правда это увеличит время необходимое для их размораживания. Такие устройства необходимо постоянно поддерживать в чистом и вымытом состоянии, так же рекомендуется использовать специальные поглотители неприятного запаха либо народные средства – активированный уголь или кусочки ржаного хлеба.
При длительном простое холодильника в выключенном состоянии во избежание появления неприятного запаха следует оставлять дверь приоткрытой.
