Что такое холодильник кратко

Обновлено: 05.07.2024

Производственные процессы, торговля и быт редко обходятся без установок для охлаждения. Даже посреди зимы поддерживать стабильную температуру продуктов питания без охладителя сложно. Кратко рассмотрим принцип работы (действия) холодильной машины – холодильника.

Как работает холодильник простыми словами

Принцип работы холодильника основан на испарении и выработке конденсата хладагента, зачастую – жидкого фреона. Охладитель поглощает вырабатываемую машиной тепловую энергию вследствие кипения холодильного агента. В его роли преимущественно выступает фреон.

Энергия у системы забирается (образуется холод), когда изменяется давление хладагента, приводящее к корректировке температуры его кипения. Для испарения жидкости её необходимо нагреть, конденсация наблюдается при отборе тепла из парообразной среды.

Холодильные машины в физике представлены четырьмя узлами:

Двигатель-компрессор – обеспечивает движение фреона по трубопроводу установки. Электромотор трансформирует электроэнергию в механическую, заставляя механический поршень компрессора двигаться и перекачивать хладагент. Холодильники комплектуются комбинированными мотор-компрессорами – два устройства в одном корпусе. Обычно агрегат подвешивается на пружине, поглощающей вибрации.
Конденсатор – теплообменник, где тепловая энергия паров фреона передаётся окружающей среде с переходом хладагента из газообразного в жидкое состояние. Бытовые холодильники оснащаются змееобразным конденсатором, расположенным на задней стенке устройства. В крупных промышленных установках используют теплообменники с радиаторами или вентиляторами, повышающими эффективность охлаждения.
Испаритель – аппарат, охлаждающий сам продукт, активно поглощающий тепловую энергию.
Дросселирующая капиллярная трубка из меди диаметром 0,6-0,85 см (терморегулирующий вентиль) – регулирует поток или давление фреона, который поступает из конденсатора в испаритель.

Роль холодильника в тепловом двигателе

Тепловой двигатель – агрегат, преобразующий тепловую энергию в механическую. Тепло он получает из внешней среды или использует образующееся вследствие сгорания топлива в камерах двигателей внутреннего сгорания. Часто возникает логический вопрос: зачем в тепловом двигателе нужен холодильник, какова его роль?

Работа тепловым двигателем совершается при разности давлений с обеих сторон поршня. Оно создаётся путём повышения температуры внутри агрегата на сотни градусов. Газ при этом совершает работу – расширяется, двигая поршень. Холодильник этот газ охлаждает, чтобы работа на сжатие была меньше, чем на декомпрессию.

Принцип работы холодильной машины основывается на охлаждении – отборе тепла у рабочей машины посредством кипения жидкости.

Холоди́льник — устройство, поддерживающее низкую температуру в теплоизолированной камере. Применяется обычно для хранения пищи или предметов, требующих хранения в прохладном месте. В развитых странах бытовой холодильник имеется почти в каждой семье. Работа холодильника основана на использовании холодильной машины, переносящей тепло из рабочей камеры холодильника наружу, где оно рассеивается во внешнюю среду. Существуют также коммерческие холодильники с большей холодопроизводительностью, которые используются на предприятиях общественного питания и в магазинах и промышленные холодильники, объём рабочей камеры которых может достигать десятков и сотен кубометров, они используются, например, на мясокомбинатах, промышленных производствах.

Холодильник как термин, обычно применяется для устройств с положительной температурой обычно от 0 до +5 °С, а морозильником называют устройства с температурой равной или ниже −18 °С.

Морозильник — отдельный прибор или составная часть холодильника, предназначенный для замораживания и хранения продуктов питания. В последнее время наибольшее распространение получили двухкамерные холодильники, включающие в себя оба компонента. Первые двухкамерные холодильники были выпущены фирмой General Electric.

Сейчас холодильник является предметом первой необходимости. И сегодня нам сложно представить, как наши далёкие предки обходились без холодильников, особенно в теплое время года.

Как не трудно догадаться, несколько десятков столетий назад люди использовали для охлаждения продуктов разные емкости, наполненные льдом. Именно они являются самыми древними холодильниками. Часто они представляли собой отдельные помещения, наполненные льдом или плотным снегом. Такой способ применялся во многих странах в различных вариантах.

На Руси, например, для охлаждения и хранения продуктов летом применяли так называемые ледники, представлявшие собой сруб, зарытый в землю, накрытый настилом и дерном. Их в конце зимы или начале весны его набивали снегом или глыбами льда с реки. Отрицательная температура держалась там до самой осени благодаря изолирующим свойствам слоя земли.

В истории развития холодильника можно выделить следующие важные этапы: использование льда естественного происхождения, использование дров или керосина и аммиака, электрический прибор с фреоном.

Первые шаги на пути создания холодильника были предприняты только в 1748 году, когда Уильям Каллен научился использовать эффект охлаждения диэтилового эфира при интенсивном испарении для понижения температуры. Благодаря этому удалось придумать установку циклической генерации холода.

Потом был американец Томас Мур, который занимался транспортировкой сливочного масла, и в 1803 году придумал, как его доставлять покупателям в любую погоду. Своё изобретение Томас Мур назвал рефрижератором. Его агрегат состоял из стального короба, обернутого кроличьими шкурками, помещенного в деревянную бадью и засыпанного сверху льдом. Такая холодильная установка гарантировала сохранение свежести масла во время пути. Однако это был ещё далеко не полноценный холодильник. Прошло много времени, прежде чем холодильники заняли почетное место на большинстве кухонь мира.

А в середине 19 века было сделано колоссальное открытие: получение искусственного холода. Люди давно заметили, что испарение жидкости может охлаждать. Но только в 1858 году по методу Джона Гори французский учёный Фердинанд Карре создал первый искусственный лёд за счёт абсорбции аммиака. Он был использован для создания холодильников, применяемых в пивоварении и мясной промышленности.

Первые домашние холодильники появились тоже в середине 19 века. Тогда это были обыкновенные деревянные шкафы, набитые льдом.

Через 20 лет, в 1879 году немецкий учёный Карл фон Линде изобрёл холодильную машину с компрессором. Это был механический холодильник, в котором использовался паровой насос. Этот агрегат был способен производить искусственный лед в больших количествах. Он позволял получить за час 200 килограмм льда. Крупные холодильные установки сразу же начали использоваться на бойнях и пищевых фабриках. Кроме использования в промышленности, они также применялись для перевозки продуктов в железнодорожных вагонах - холодильниках.

Первые модели работали на метиловом спирте, а спустя 2 года инженер начал использовать аммиак. Карл фон Линде основал собственную компанию и за 10 лет продал около 700 холодильных машин. Но из-за больших размеров эти приборы больше подходили для производственных нужд, нежели для домашнего использования.

Первые бытовые холодильники работали на льду, произведённом большими промышленными установками. Лёд продавали населению: его использовали в специальных плотно закрывающихся шкафах для охлаждения продуктов. Их ещё называли гардеробы-холодильники.

Официально годом появления холодильника считается 1899 год: 8 августа Альберт Маршалл, изобретатель из американского штата Миннесота, получил патент на коммерческое использование своего изобретения. Серийное производство началось только через 12 лет, а число выпущенных приборов измерялось лишь сотнями. Альберт Маршалл создал рабочее устройство, которое было огромных размеров и потребляло много дров, угля и керосина. Домохозяйки побаивались новинки — она была громоздкой, шумной и издавала резкий неприятный запах газа.

Американские инженеры в 1911 году модернизировала устройство и разработали действующую модель. Выпуск наладила компания General Electric. Сам агрегат походил на огромный шкаф, но сильно гремел и источал жуткий запах. Работал этот агрегат на газу. При этом полезный объем продуктовой камеры оставлял желать лучшего, а стоил агрегат дороже новенького автомобиля.

Вскоре появились электрические холодильники. Первый электрический бытовой холодильник построил французский физик Марсель Одифрен. Они поступили в продажу в Чикаго в 1913 году.

Тогда впервые стали использовать электричество для работы бытовых холодильных установок. Но в трубках прибора циркулировал аммиак, что представляло опасность для потребителей. Холодильники той поры всё ещё оставались громоздкими сооружениями, в которых камера для продуктов составляла около 20 % от общего объёма конструкции.

В 1926 году Альберт Эйнштейн со своим учеником Лео Силардом придумал безопасный прибор, работающий на спирте. Однако изобретение гениального учёного не нашло применения.

Параллельно с Альбертом Эйнштейном датским инженером Кристианом Стинструпом в 1926 году был изготовлен более удобный для эксплуатации в домашних условиях агрегат, работающий на электроэнергии. Стиндруп придумал систему для бытового холодильного шкафа, которая не пахла и не шумела. Электромотор и компрессор этого прибора были закрыты герметичным корпусом, и внешне эта конструкция мало отличалась от современной техники.

Это был безвредный, бесшумный и долговечный холодильник, который предназначался для домашнего использования. Патент на это изобретение приобрела компания General Electric, и с тех пор началась эра домашних холодильных установок. Первый холодильник мог только охлаждать пищу, но уже за это хозяйки высоко оценили это полезное изобретение.

Когда компания General Electric это изобретение внедрила в производство, бытовые холодильники марки Monitor-Top стали очень популярны, несмотря на высокую цену. Компания General Electric продала около миллиона таких девайсов!

Через 2 года Томас Мидгли синтезировал фреон. С 1930 года в бытовых холодильниках в качестве хладагента применяется фреон. Тогда на смену различным токсичным веществам (аммиаку, сернистому ангидриду, хлорметилу) пришёл более безопасный хладагент – фреон.

Изобретение фреона стало важным событием в развитии холодильников. Фреон по сравнению с аммиаком имел более низкую температуру кипения и был значительно безопаснее. Это вещество в различных вариантах используется и в современной технике.

В 1939 году начали выпускать первые морозильные отделения, холодильники стали не только охлаждать, но и морозить. Морозильники появились сначала в виде отсека, а затем и отдельной камеры.

В 1949 году General Electric стала продавать двухкамерные холодильники.

Первые холодильники в СССР начали изготавливать еще до войны в 1937 году на Харьковском тракторном заводе. Они назывались ХТЗ-120. Массовое производство ХТЗ-120 было запущено в 1939 году. До войны было выпущено несколько тысяч холодильников объёмом 120 литров. Однако из-за войны наладить массовое производство холодильников не удалось.

После войны производить холодильники стали на автозаводе ЗИС. А в 1951 году начался выпуск знаменитых холодильников "Москва", которые отличалась высоким качеством сборки и долгим сроком эксплуатации. Многие из них отлично работают и сейчас.

Функция No Frost появилась в 1957 году. Систему вентиляция и льдогенераторы придумали в 1973 году, а роторные мотор-компрессоры – в 1983 году. Потом добавились полезные штуки вроде возможности перенавешивания двери, систем самодиагностики, отвода талой воды, контроля температуры, информирования об ошибках и класса энергоэффективности.

Прогресс не стоит на месте, а движется вперёд семимильными шагами. Современные бытовые холодильники очень многим отличаются от тех, которые изготавливались 50 – 60 лет назад. Они практически бесшумны, экономичны в плане расхода электроэнергии, имеют комфортный и стильный внешний и внутренний дизайн, а также радуют нас продолжительным сроком эксплуатации.

Сейчас в линейках многих брендов есть умные модели с многочисленными фишками. Некоторые холодильники понимают голосовые команды, распознают и помогают заказывать продукты. Нет предела совершенству!

Холодильник — это устройство, имеющее вид шкафа и предназначенное для длительного хранения продуктов. Существуют разные типы аппаратов, которые могут встраиваться в кухонную мебель или стоять отдельно. Различными бывают размеры, функциональные возможности и комплектация.

Устройство и комплектация холодильника

Комплектация холодильника включает следующие элементы:

полки для размещения продуктов;
выдвижные ящики для хранения овощей и фруктов;
держатели для яиц и бутылок;
электрический нагреватель для предотвращения образования конденсата (имеется не во всех устройствах);
маломощные осветительные элементы, срабатывающие при открывании дверцы.

Устройство холодильника подразумевает наличие следующих деталей:

Компрессор. Используется для создания перепадов давления, необходимых для циркуляции хладагента.
Конденсатор. Предназначен для передачи тепла в окружающую среду. Располагается на задней стенке устройства и имеет вид изогнутой металлической трубки.
Испаритель. Этот элемент поглощает тепло из внутреннего пространства камер. Представляет собой металлическую пластину с трубкой.
Регулируемый расширяющийся вентиль. Создает необходимую разницу давлений между элементами охлаждающей системы. Пропускная способность детали меняется при снижении температуры в камерах.
Реле. Пусковое используется для включения мотора путем подачи электрического тока на обмотку. Тепловое реле защищает систему от перегрузок.
Температурный датчик. Предназначен для поддержания необходимой для хранения продуктов температуры. При повышении этого показателя реле запускает компрессор.
Электронный управляющий блок. Расположение этого элемента зависит от конструкции холодильника. Блок состоит из платы управления, кабелей, термодатчиков и индикаторов.

Принцип работы холодильников

Компрессор откачивает газообразный фреон из испарителя и направляет его в конденсатор. Здесь газ охлаждается и сжижается. Через капиллярный трубопровод жидкий фреон проникает в испаритель. Параметры трубок подбираются так, чтобы создавалась разница давлений всасывания и оседания. После попадания фреона в конденсатор начинается кипение, вызываемое падением давления. Необходимая для этого энергия забирается с поверхности испарителя, благодаря чему температура воздуха в камерах постепенно падает.

Какие бывают холодильники

В соответствии с количеством и расположением камеры выделяют следующие виды холодильников для дома:

Однокамерные. Холодильное и морозильное отделения имеют общую дверцу. Устройства чаще всего имеют компактные размеры и небольшую вместимость.
Двухкамерные. Конструкция предполагает наличие 2 отсеков — морозильного и охлаждающего, имеющих отдельные дверцы. При открытии основного отсека температура в морозильном не нарушается.
Трехкамерные. Относятся к устройствам премиум-класса, имеющим высокую стоимость. Дополнительная камера используется для сохранения свежести скоропортящихся продуктов.
Side by Side. Под этим термином подразумеваются агрегаты, камеры которых расположены параллельно друг другу. Чаще всего аппараты имеют 2 распашные дверцы и отличаются большими габаритами.
French door. Внешне такие холодильники напоминают устройства предыдущего типа. Однако камера у аппаратов French door расположена на нижнем уровне.

Классификация холодильников может осуществляться и на основании типа охлаждающей системы. Выделяют следующие виды устройств:

По способу установки и назначению холодильники делятся на следующие типы:

Читайте также: