Принцип работы холодильника

При включении компрессор поршнем сжимает хладагент и продавливает его в конденсатор, который представляет собой змеевик из трубок на задней стенке холодильника.

Нестабильная сеть — причина неисправности компрессора

В конденсаторе пары хладагента охлаждаются и конденсируются в жидкость. На участке конденсатора имеется повышенное давление. Охлаждённый хладагент в жидком состоянии через капиллярную трубку под давлением впрыскивается в испаритель, где испаряется и забирает тепло холодильника.

И далее всё повторяется, компрессор нагнетает хладагент в конденсатор и создает разряжение в испарителе. Устроен компрессор так же как и бензиновый двигатель, где поршни раскручивают коленчатый вал, а в компрессоре наоборот электрический двигатель раскручивает поршень, который на выходе создает давление на хладагент, а на входе компрессора — разрежения.

Как только достигается необходимая температура в холодильнике, компрессор отключается, и начинается выравнивание давления хладагента, процесс которого можно услышать, прислонив ухо к холодильнику.

Неисправности современных холодильников при перепадах напряжения в сети

Если советские холодильники были рассчитаны на работу в условиях перепада напряжения в сети, то этого не скажешь о современных холодильниках. Компрессоры старых холодильников были мощные, и им не составляло труда преодолеть высокое давление в системе при повторном запуске.

Правда, энергосбережения у них не было никакого. Энергосбережение современных холодильников делятся на несколько групп и самое низкое потребление энергии в группе А+++. Расход электроэнергии уменьшается за счет улучшения теплоизоляции, при которой уменьшается время работы компрессора, и уменьшения мощности компрессора.

Небольшая мощность электродвигателя негативно сказывается при работе в нашей некачественной электросети. Если в странах, где производят эти холодильники, электросеть стабильна и такой мощности компрессора вполне достаточно, то в странах СНГ дела обстоят гораздо хуже.

Частые перепады напряжения в сети с кратковременными отключениями приводят к отказу компрессора и электроники холодильника. При низком напряжении сети ток электродвигателя резко возрастает, защита по току срабатывает. Это может повторяться до полного выхода из строя компрессора.

Резкое увеличение напряжения провоцируют повышение давления хладагента на поршень, и ток также резко возрастает. После непродолжительного времени срабатывает защита. Такие повторяющиеся процессы приводят компрессор к поломке. И ещё возможен третий вариант, когда происходит кратковременное отключение сети.

Компрессор останавливается во время работы и вновь запускается. За время работы уже создалось некоторое давление хладагента в конденсаторе холодильника, и преодолеть его компрессору будет тяжело. К большим пусковым токам двигателя добавляется ещё большое сопротивление хладагента.

Реле напряжений РН — 101М

Срабатывает защита по току и отключает компрессор. Немного остынув, защита вновь включает компрессор, и цикл повторяется, пока не сгорит обмотка электродвигателя. После кратковременного отключения сети время выдержки включения холодильника должно быть не менее 5 минут, или нужно самим выдернуть вилку из розетки. А если в этот момент никого нет дома или просто не заметили кратковременную моргушку?

Способы защиты холодильника от скачков напряжения

В дорогих холодильных установках в электронике уже предусмотрена защита холодильника от скачков напряжения и установлено время задержки включения. В большинстве же, популярные и недорогие холодильники и морозильники продают без защиты.

Чтобы продлить жизнь холодильникам лучшим вариантом будет установка реле напряжения РН -101М с функцией времени задержки включения от 0 до 15 минут. Такое устройство выдерживает мощность нагрузки до 3 кВт. Если имеется холодильник и морозильник их можно запитать от одного РН -101М.

Порог напряжения лучше выставить 180-260 В. Далее, проследив некоторое время за индикацией сети на дисплее реле напряжения можно сузить пределы напряжений до 190 -250 В. Время задержки включения холодильника выставляется 5 минут, а отдельных морозильных камер 10 минут.

Можно поставить одно реле напряжений в электрощитке квартиры и выставить время повторного включения холодильника 10 минут. Но такое включение создает неудобства. Ждать включения сети в квартире нужно будет 10 минут после его подачи.

Если приобретение реле контроля напряжения невозможно, можно собрать схему реле времени с задержкой включения своими руками для холодильника.

Схема такого реле повторного включения приводится ниже. При этих номиналах элементов время задержки составляет 5 минут 30 секунд. Так как современные холодильные агрегаты чувствительны к качеству сети, в это реле времени нужно поставить конденсатор JFV серии. На схеме он обозначен X2 и предназначен для подавления всех видов импульсных помех от различных силовых и коммутационных устройств (генераторы, сварочные аппараты, мощные промышленные установки) амплитудой до 2,5 кВ. Их можно найти на платах неисправных стиральных машин.

ЗАЩИТА ХОЛОДИЛЬНИКА

Приобретя довольно дорогой холодильник и наслушавшись страшных историй о том, как быстро они сгорают от перепадов напряжения в сети 220В, было решено снабдить его устройством защиты холодильника.

Выбор пал на схему защиты холодильника из Радио 7-2005. Автомат может временно - на пару минут, отключать холодильник от сети при выходе напряжения за допустимые пределы, или при увеличении тока в нагрузке.

Питание на схему поступает от выпрямителя на диоде VD3 с гасящим конденсатором С1 и стабилитроне VD2. Контроль сетевого напряжения производит ОУ DA1, элементы которого работают как компараторы. Выпрямитель на VD1 формирует пропорциональное средневыпрямленному переменного, постоянное напряжение. Резисторами R2 и R6 регулируют верхнюю и нижнюю границы допустимого интервала сетевого напряжения. Микросхема DD1 отсчитывает пятиминутный интервал задержки включения холодильника. Светодиод, включенный в эмиттерную цепь транзистора VT2, является индикатором режима работы устройства. Узел токовой защиты состоит из датчика тока — резистора R13, усилителя на VT1, конденсатора С5, VD8R21, DD2.3, DD2.4 и диода VD9.

Когда напряжение в сети выходит за установленные пределы, уровень на одном из выходов DA1 станет высоким. Поступив через VD5 или VD6 на выв. 9 счетчика-делителя микросхемы DD1, он запрещает работу счетчика, на выходе М которого будет установлен низкий уровень. В результате импульсы с выхода элемента DD2.1 не проходят на выход DD2.2. Симистор, на управляющий электрод которого не поступают открывающие импульсы, закрыт и холодильник обесточен. Транзистор VT2 открыт, светодиод включен и сигнализирует о блокировке. Когда же напряжение сети придет в норму, на обоих выходах ОУ установится низкий уровень. Так как С5 разряжен, уровень на выходе DD2.4 тоже низкий. Высокий уровень на выходе М разрешает прохождение импульсов частотой 2,12 кГц через DD2.2. Усиленные транзистором VT3, импульсы открывают симистор. Холодильник работает, а светодиод погашен.

Детали автомата защиты холодильника собраны на печатной плате.

Для установки порогов срабатывания вместо автотрансформатора можно использовать любой сетевой на 100 Вт и вторичкой ~30 В. Подключив вторичку так, как на рисунке А, имеем на выходе 250В для настройки верхнего предела.

Перевернув вторичку, как на Б, получим 220 - 30 = 190 В. Настраиваем по ним нижний предел отключения следующим образом. Подав на автомат защиты холодильника переменное напряжение 190 В, установим движок подстроечного резистора R2 в положение, соответствующее границе включения светодиода. Потом, подадим напряжение 250 В и повторим настройку, вращая движок резистора R6. Для регулировки узла токовой защиты потребуется нагрузка, потребляющая ток 5 А.

Холодильник является важнейшей техникой на кухне. Современные модели обладают высокой стоимостью. Поэтому для их длительного срока службы требуется бережное обращение. Одно из самых частых причин выхода из строя холодильного оборудования является скачки напряжение, которые связаны с некачественным энергоснабжением или аварийного отключения электричества. К распространенным причинам поломок также относится перегрев устройства. Он может возникнуть из-за близкого расположения плиты или батареи. Поэтому крайне важно знать, как правильно защитить холодильники от скачков напряжения.

Особенности работы холодильника

Холодильная установка представляет собой замкнутую систему, которая наполнена фреоном. Перемещение хладагента производится при помощи компрессора, приводящийся в движение двигатель с обмоткой. При продвижении по разным участкам хладагент меняет свое давление и температуру.

Внутри холодильной установки располагается испаритель, на который фреон подается в жидком состоянии. В испарителе хладагент отдает холод стенкам камере и продуктам. После чего газообразный фреон всасывается компрессором. Это повышает его температуру. Пары отдают свое тепло через стенки конденсатора. Температура снова снижается. Фреон передается на испаритель.

Защита компрессора

Наиболее дорогостоящей деталью холодильника является компрессор. Именно он в первую очередь страдает от перепадов напряжения. Для электродвигателя опасно понижение напряжения, а компрессорам страшны скачки напряжения.

При снижении напряжения или полном отключении холодильника от сети в такте нагнетания сохраняется высокое давление, которое сохраняется и в сети камеры компрессора. При этом давление продолжается давить на поршни компрессора. Высокое давление создает сопротивление, которое препятствует запуску двигателя. При этом может произойти:

• запуск двигателя, но с увеличением пускового тока и высоким сопротивлением;
• срабатывание защиты и постоянные попытки запуска компрессора;
• поломка электродвигателя.

При постоянных перепадах напряжения снижается долговечность основных узлов. Это может привести к быстрой поломке холодильника. Таким образом, для защиты компрессора требуется задержка повторного пуска, чтобы давление фреона выровнялось.

Решение проблемы

Чтобы уберечь холодильник от перепадов напряжения, требуется соблюдение определенных правил:

• использование специальных агрегатов;
• соблюдение основных правил эксплуатации электроприборов;
• ремонт всех розеток, вилок и других элементов электросети;
• для включения холодильника следует использовать индивидуальную розетку, в которую не нельзя включать и другие электроприборы.

Оптимальным решением проблемы станет установка специальных агрегатов, которые защитят оборудование от скачков напряжения. К ним относится:

1. Реле контроля напряжения. Используется одно устройство для защиты всей техники в доме. Оно самостоятельно производит отключение электроэнергии при изменении показания ниже или выше границы нормы. Реле включает электроэнергию после нормализации напряжения. Дополнительно выдерживается пауза. Ее длительность может устанавливаться самостоятельно или быть заложенной автоматически.

Реле контроля напряжения

1. Групповые реле контроля напряжения. Состоит в нескольких реле контроля напряжения. Для холодильника используется отдельное реле. Одно включается с определенной задержкой, а остальная техника в доме может включиться быстрее. Преимуществом такого метода является высокий показатель надежности. Недостатком является высокая цена и необходимость наличия места в электрическом щитке.
2. Стабилизаторы напряжения. Относится к достаточно дорогой аппаратуре, поэтому рекомендуется выбрать в случае, если часто происходят перепады напряжения или в доме установлена дорогая техника.

Стабилизатор напряжения

1. Сетевые фильтры. Защищают от незначительных скачков напряжения. Используются только для одного устройства. Применение такого фильтра требует качественного заземления. Если не подключить его правильно, сетевой фильтр будет выполнять только функции удлинителя.

Сетевые фильтры

Это основные методы защиты холодильника от скачков напряжения. Простые можно реализовать и самостоятельно. Для установки сложных устройств может потребоваться помощь мастера.

Защита холодильника от плиты и перепадов напряжения

Сочетание холодильника с плитой, на первый взгляд, является недопустимым. Однако на маленьких кухнях такая ситуация встречается часто.

Защита холодильника от плиты с помощью фольги

Оба устройства могут быть установлены так, что соприкасаются боковыми стенками. Но при этом нужно использовать изоляцию для защиты холодильника. Это может быть любой теплоизоляционный негорючий материал. Специальных приспособлений для защиты не существует, поэтому придется самостоятельно придумать, как защитить холодильник от газовой или электроплиты.

Для этого могут использоваться материалы органического происхождения, например, камышит, пенопласт или ДСП. Оптимальным вариантом станет использование пробковой плиты. Недостатком материала является его высокая стоимость. Пробковая плита обладает рядом преимуществ. Основным из них является устойчивость к впитыванию влаги и запахов. К тому же такие материалы негигроскопичны. К их недостаткам относится деформация при воздействии высоких температур.

Решить этому проблему могут и материалы неорганического происхождения. Преимуществом является негорючесть и низкая цена. Однако существуют и недостатки, к которым следует отнести потерю теплоизоляционных свойств под воздействием влаги. К неорганическим материалам относится стекловолокно, гипсокартон и абсестокартон.

Если не подумать о защите холодильника от плиты или других горячих кухонных приборов и отопления, могут возникнуть такие проблемы:

• Повышение расхода электроэнергии. Даже при теплоизоляции холодильника его стенки нагреваются, если плита находится слишком близко. В результате чего датчик регистрирует повышение температуры, и аппарат работает с большей нагрузкой.
• Неравномерное охлаждение. Это приводит к конденсации влаги на одной стороне. Это влияет на качество работы устройства и сохранность продуктов.
• Сложность ухода. При готовке брызги жира и капель воды постоянно попадают на боковую стенку холодильника, поэтому он чаще будет нуждаться в уходе.
• Неудобство готовки. Из-за того, что рабочий стол может находиться только со стороны одного из устройств, перемещать продукты не очень удобно.

Поэтому для защиты холодильника рекомендуется соблюдать расстояния между ним и плитой как минимум в 15 см. Лучше всего установить на расстояние 25 см. Это обеспечит нормальную . При несоблюдении этого правила снижается срок службы устройства.

В этом материале речь пойдет о том, как защитить холодильники и компрессорное оборудование от скачков и перепадов в питающей сети.

Чтобы разобраться в сути вопроса, мы сначала рассмотрим принцип работы холодильника, разберем чем опасны для него скачки и перепады питающего напряжения, и рассмотрим несколько практических приемов решения этой проблемы. Итак, все по порядку.

Холодильная установка представляет собой замкнутую гидравлическую систему, заполненную специальным хладоносителем — хладагентом . В качестве хладагента в бытовых холодильных установках используются фреоны, а в промышленных применяют аммиак.

Компрессор , приводимый в движение электродвигателем, прокачивает хладагент через всю систему. Проходя разные участки холодильной установки, хладагент меняет свое агрегатное состояние, меняется его температура и давление.

Внутри самого холодильника находится специальный змеевик, который называется испарителем . В испаритель хладагент подается в жидком состоянии при низком давлении и температуре. Не вдаваясь в сложности термодинамики и не строя уравнения теплового баланса, скажу, что в испарителе происходит отбор тепла (т.е. нагрев) от более теплых продуктов, стенок холодильной камеры. Через стенки испарителя тепло передается хладагенту и он начинает кипеть, поскольку находится при низкой температуре и под низким давлением.

Конденсатор мы все хорошо знаем — это змеевик на задней стенке холодильника. Проходя через конденсатор пары хладагента отдают свое тепло через станки конденсатора в окружающее помещение. Хладагент охлаждается и переходит в жидкое состояние.

Далее жидкий хладагент проталкивается к редукционному клапану . Проходя через этот клапан, давление и температура хладагента снижаются и он снова попадает в испаритель. Далее весь цикл повторяется заново.

Гидравлическую часть холодильной установки мы рассмотрели. Идем далее. Компрессор приводится в действие электродвигателем и является самым уязвимым и дорогостоящим звеном холодильной установки.

Чем же так опасны для компрессорной техники скачки и перепады напряжения в питающей сети?

Для всей техники с электродвигателями опасно пониженное напряжение. При пониженном напряжении при попытке запуститься и выйти на номинальные обороты вращения, электродвигатель будет работать с большими пусковыми токами, что может привести к его поломке.

Но в этой статье я хочу рассмотреть другую проблему.

Качество наших электросетей оставляет желать лучшего. Для защиты от возможных скачков и перепадов напряжения в питающей сети очень желательно применять . При выходе напряжения за допустимый диапазон такое реле отключает потребителей от внешней сети, пока напряжение не вернется в допустимые пределы.

Так вот, во многих инструкциях к холодильникам написано, что после отключения холодильника от питающей электросети повторное его подключение выполнить не ранее чем через 5, а лучше через 10 минут. Т.е. сразу после отключения холодильника без выдержки времени минимум 5 минут подключать его снова в электросеть нельзя! Давайте разберем, почему.

Это требование обусловлено инерционностью системы. В момент отключения компрессора от электросети в тракте нагнетания сохраняется высокое давление, ведь компрессор всасывает хладагент, сжимает его и нагнетает к конденсатору. Это высокое давление сохраняется и внутри камеры компрессора и продолжает давить на его поршень.

В бытовых холодильных установках применяются компрессоры поршневого типа, их конструкция схожа с двигателем внутреннего сгорания автомобиля. Электродвигатель компрессора вращает кривошип, который в свою очередь приводит в поступательное движение поршень.

Так вот, избыточное давление от хладагента на поршне компрессора создает большое сопротивление, большое усилие для запуска вала электродвигателя. Если в этот момент попытаться снова подключить холодильную установку к электросети, то в этом случае возможны несколько вариантов.

— Электродвигатель запуститься, но с большим сопротивлением на валу и с увеличенным пусковым током.

— Будет постоянно срабатывать защита и постоянно пытаться запустить компрессор.

— Электродвигатель выйдет из строя.

Как видим, все эти факторы существенно снижают долговечность работы узла, либо приводят к выходу его из строя.

Задержка повторного пуска компрессора нужна для того, чтобы давление хладагента во всех узлах гидравлической системы холодильной машины выровнялось. Это облегчит повторный запуск компрессора. Для этого необходимо время минимум 5 минут.

Для того, чтобы реализовать задержку повторного пуска компрессора холодильной установки, можно использовать три схематических решения.

Реле контроля напряжения

Используется одно общее реле напряжения, установленное на все потребители, на всю квартиру. Такое реле должно обеспечивать возможность установки задержки на включение минимум 5 минут. Такую задержку обеспечивают реле напряжения DigiTOP и ZUBR. У последних может выставляться задержка до 600 секунд (10 минут).

Недостаток такого решения очевиден — при скачках напряжения электроснабжение во всей квартире появится только спустя время задержки. А если перепады напряжения регулярны, то это очень не удобно.

Групповые реле контроля напряжения

Чтобы избавиться от недостатков предыдущего способа, применяется несколько реле контроля напряжения. Я уже подробно рассматривал схемы с , для чего они применяются и как работают. Для решения нашей задачи мы можем применить одно из реле напряжения для защиты группы с компрессорной техникой — холодильников, морозильных камер, кондиционеров. При восстановлении питающего напряжения группа с холодильной техникой подключится к электросети по истечение задержки времени. В то же время все остальные потребители домашней электросети могут быть подключены гораздо раньше. Это очень удобно. К тому же, можно выставить свои уставки для реле напряжения холодильной группы.

При подключении схемы с несколькими реле напряжения удобно использовать . Недостатком этого способа является большая стоимость и необходимость дополнительного места в .

Реле времени с задержкой на включение

Третий вариант — использование с задержкой на включение. Для организации задержки повторного пуска компрессора после автоматического выключателя компрессорной группы устанавливается реле времени, которое замыкает свои контакты спустя определенное время, после подачи питания на его обмотку.

Такое реле должно обеспечивать настроить задержку минимум 5 минут, а лучше и более. Также необходимо обратить внимание при выборе реле времени на максимальный коммутируемый ими ток, и на ток потребления защищаемой холодильной установки.

Преимущество такого способа — экономия места в электрощите, иногда и меньшая стоимость, по сравнению с реле напряжения.

Такие вот три подхода применяются для защиты компрессорной техники от скачков и перепадов напряжения в питающей сети. Схематически реализовать их не сложно. Сложности могут возникнуть при большом количестве холодильной техники, либо при использовании . В этом случае вы всегда можете написать мне в обратную связь и заказать схему или сборку электрощита. Контакты есть внизу сатйта.

Смотрите подробное видео

Защита холодильника от скачков и перепадов напряжения

Достаточно часто причиной вызова мастера по ремонту холодильников является выход из строя электродвигателя вследствие нестабильности напряжения в электросети. Бывают ситуации, когда заявки на срочный ремонт поступают сразу от нескольких жильцов одного подъезда, пострадавших от его резкого повышения или снижения.

Действительно, современные бытовые холодильники рассчитаны на работу с напряжением в 220В (номинальное значение). Предельно допустимые отклонения колеблются в диапазоне от 187В до 242В.

Что же происходит с холодильником, при превышении этих допусков?

Скачок напряжения свыше 242В на достаточно долгий отрезок времени грозит излишним нагреванием пусковой обмотки. Как результат - оплавление изоляции, короткое замыкание и неизбежный ремонт с заменой агрегатов.

В российской практике гораздо чаще происходит противоположная ситуация - когда напряжение электрического тока в сети падает ниже допустимых 187В и держится на таком заниженном уровне очень и очень долго. При слишком низком его значении пускозащитное реле может не сработать, и пусковая обмотка не включится. Это чревато в первую очередь нагреванием рабочей обмотки электродвигателя, что обеспечит дорогостоящий ремонт холодильников. Москва не исключение и в нашей столице скачки напряжения достаточно часты.

Избежать подобных неприятностей можно ! Нужно лишь предпринять некоторые меры предосторожности.

1. Во-первых , обеспечьте качественный контакт - никаких расшатанных розеток и скрученных изолентой вилок. Надежность контакта вилки с розеткой является обязательным требованием правил эксплуатации любого холодильного агрегата, будь то старенький холодильник Саратов, прослуживший вам не один десяток лет, или новейший Индезит с системой No Frost и множеством электроники.
2. Во-вторых , выделите для холодильника отдельную розетку. Все остальные кухонные приборы должны подключаться к другой точке электропитания.
3. И, наконец, третье , и самое главное: если в вашем доме наблюдаются систематические колебания напряжения и отключения электричества, приобретите стабилизатор напряжения электрического тока. Вместо того, чтобы тратить средства на ремонт холодильников каждый раз, не пожалейте денег на покупку стабилизатора, и забудьте о подобных проблемах.

Помните, ваш холодильник будет работать долго и исправно лишь при условии его правильной эксплуатации. В противном случае ремонт холодильного оборудования станет постоянной статьей затрат в вашем семейном бюджете.