Тверской Городской Форум

Статьи, обзоры и общение

Холодильник на газу

«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:

  1. Раствор из аммиака и воды подогревается.
  2. Подогретая жидкость, доведенная до кипения, поднимает по термосифону. Получается это благодаря тому, что ее плотность становится меньше плотности второго раствора в термосифоне.
  3. Как только жидкость выходит из трубки, начинает выделяться водоаммиачный пар.
  4. Пар через регенератор достигает конденсатора.
  5. Происходит процесс конденсации.
  6. Уже жидкий газ поступает в испаритель, где он вновь превращается в пар.

Цикл повторяется по кругу. Благодаря постоянному парообразованию достигается низкая температура в устройстве.

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 абсорбционного холодильника

Рассматривать механизм действия такого оборудования стоит на примере аммиачной смеси в роли хладагента – ее чаще всего используют в автохолодильниках.

Смесь закипает в генераторе и в виде пара добирается до конденсатора. Остатки смеси, из которой выкипела большая часть аммиака, попадают в абсорбер, где насыщаются аммиаком повторно. Тем временем образовавшиеся пары аммиака попадают в конденсатор и там превращаются снова в жидкость, направляясь в испаритель. Благодаря описанной схеме хладагент забирает тепло из внутренностей холодильника и выбрасывает его во внешнее пространство при попадании в конденсатор.

В абсорбционном механизме хладагент движется сразу по двум цепям. Более крупная цепь узлов обеспечивает работу всего механизма, в ее прохождении участвует газообразный и жидкий аммиак, а также водоаммиачная смесь. Малая цепь предназначена для восстановления в смеси должного процента содержания аммиака.

Основные элементы

Механизм абсорбционного холодильника состоит из следующих обязательных узлов.

  • Генератор. Сюда попадает водоаммиачная смесь с большим процентом аммиака. Здесь она нагревается за счет горения топлива или электрических нагревательных элементов.
  • Конденсатор. Узел, позволяющий отдать максимум тепла в окружающую среду.
  • Абсорбер. Отвечает за насыщение обедненного водоаммиачного раствора аммиаком. Всасывание аммиачных паров происходит за счет разницы давления – внутри абсорбера оно несущественно. Химический процесс внутри узла сопровождается выделением тепла, потому абсорбер оснащен водной охладительной системой.
  • Испаритель. Блок, расположенный в непосредственной близости от охлаждаемых камер, предназначен для выкипания аммиака, происходящего при температуре в 33,4 градуса.
  • Регулирующие вентили. Отвечают за подачу веществ от узла к узлу в правильных последовательности и дозировках.
  • Насос. Нагнетает перенасыщенный аммиачный раствор из абсорбера в генератор.

Используемые хладагенты

В примере принципа работы в качестве хладагента упоминается аммиак, однако это не единственный, а лишь наиболее распространенный вариант охлаждающего вещества.

С точки зрения физики все хладагенты работают примерно одинаково, но у каждого есть свои нюансы использования. В первых прообразах холодильников хладагентами были сернистый ангидрид, метиловый эфир и все тот же аммиак, но только последний сохранил в урезанном виде свою роль до нашего времени – перечисленные вещества имеют крайне неприятный запах и токсичны для человека.

В 1930-ых годах появились хлорфторуглероды, также известные как фреоны, на полвека именно они стали главным хладагентом. В 80-ых годах прошлого века ученые пришли к выводу, что фреоны разрушают озоновый слой атмосферы и способствуют глобальному потеплению, потому в 1987 году было принято решение об их постепенном выведении из использования. Вместо них предложили озонобезопасные гидрофторуглеродные соединения, но они стоят дорого и не отличаются высокой эффективностью, потому фреоны могут использоваться и сейчас.

Современные холодильники работают на пропане, этилене, пропилене или изобутане. Развивается использование экологически безопасных углеводородов, диоксидов углерода и азота. Упор во всех современных хладагентах делается на безопасность, но их недостатки – завышенные цены в сравнении с КПД.

Отличия абсорбционных холодильников

Абсорбционный автохолодильник радикально отличается от привычного компрессорного или термоэлектрического.

От компрессорных

У абсорбционного механизма нет компрессора – именно эта движущаяся деталь издает характерный шум в процессе работы и чаще всего ломается. Преимущество тихого и долговечного абсорбционного холодильника может считаться также и недостатком: у компрессорных моделей замена сломавшегося компрессора не представляет сложности, а абсорбционный вариант ломается редко, но ремонту не подлежит.

Абсорбционный механизм замораживает продукты медленнее компрессорного. В условиях автомобиля он боится тряски и ударов даже больше, чем его компрессионный “собрат”.

От термоэлектрических

Общее у двух типов холодильников – отсутствие движущихся и дребезжащих частей, оба отличаются тихой работой (термоэлектрический вариант даже тише) и крайне редкими поломками. При этом термоэлектрическое устройство вообще не использует жидких хладагентов – носителем тепла здесь фактически выступает электричество, циркулирующее между внутренним и наружным блоками.

Термоэлектрические модели хороши тем, что, в отличие от абсорбционных, не боятся тряски и ударов, могут работать даже в перевернутом виде. При этом устройство потребляет много электроэнергии, а охлаждает слабо, работает преимущественно с уже охлажденными продуктами, чья температура будет просто поддерживаться, и в этом плане абсорбционный аппарат выигрывает. В то же время у термоэлектрических моделей есть уникальная в масштабах холодильников функция – они могут не только охлаждать, но и нагревать продукты (сохранять их в теплом состоянии).

Абсорбционная холодильная машина

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.

Абсорбционные модели разнообразны. Они удобны как в роли автохолодильника, так и для стационарного использования в регионах, где нет адекватной инфраструктуры. Мы в Dgline рекомендуем обратить внимание на вот эти модели: . Немецкое качество, 3 года гарантии и отличные цены.

Забота о сохранности продуктов питания свежими долгое время — плата за возможность иметь их в большом количестве. Вопрос этот актуален не только для тех, кто владеет небольшой компанией, их реализующей, либо фермерским хозяйством: даже стандартная домашняя морозилка иногда не в состоянии вместить все то «добро», что купили хозяева, совершив очередной набег на магазины.

Приобретение нового оборудования — альтернатива, прельщающая немногих из-за немалой суммы, которую потребуется «выкинуть». Наименее затратный способ подарить себе необходимый агрегат — холодильная камера своими руками. Бонусы — экономия и тот уровень энергопотребления, который вольны выбирать хозяева.

Близкое знакомство с устройством и его работой

Ознакомление с агрегатом и принципами его работы позволить выбрать наиболее подходящее решение, которое в будущем даст хозяевам возможность модернизировать, усовершенствовать созданное устройство. Любая самодельная холодильная камера обязана включать определенный набор элементов. К ним относится:

  • испаритель, превращающий жидкость в пар;
  • компрессор, ответственный за движение хладагента по трубкам;
  • конденсатор, трансформирующий пар снова в жидкое состояние;
  • корпус морозилки;
  • терморегулятор, регулирующий температуру посредством включения/выключения компрессора;
  • трубки, по которым «курсируют» жидкость/пар.

Холодильные камеры-«профи», продающиеся в магазинах, оснащают осушителями, автоматическими контрольными приборами и фильтрами. Высокая мощность оборудования — достаточно веская причина снабдить прибор вентилятором.

Главные «действующие лица» морозилки — фреоны (хладоны) — жидкости/газы, которые имеют способность закипать при условиях отрицательной температуры (от -30 до -150°). Хладагент циркулирует по трубкам, соединяющим все приборы морозильника. Чем ниже давление фреона в них, тем будет меньше температура закипания. Когда жидкость начинает кипеть, холодильная камера интенсивно вырабатывает холод. Пар, покидая испаритель, движется в конденсатор, где вновь становится жидким. Таким образом, главная функция системы — обеспечение превращения и циркуляции охлаждающего вещества-«оборотня». Достигается результат отбором либо подводом тепла.

Морозильник из старинного холодильника

Это самый простой и незатратный способ быстро достичь поставленной цели. Большую эффективность от оборудования можно ожидать, когда в «закромах» есть старые модели холодильников: например, подойдет Полюс, СВИЯГА либо ЗИЛ. В этом случае холодильная камера будет очень хорошо морозить, да и на надежность советских конструкций жаловаться не приходится. Работы производят по такому алгоритму:

  1. Снаружи агрегат обклеивают фольгированным утеплителем, минимальная толщина материала — 5 мм. Демонтируют и выбрасывают корпус морозильной камеры.
  2. Разворачивают испаритель: предварительно откручивают 2 винта, расположенные сверху, затем разгибают усики. Главное требование — бережное отношение к двум трубкам, на которых он держится. Чем меньше эти детали будут сгибаться, тем лучше.
  3. Чтобы обезопасить прибор от повреждений, лучше заранее выпустить хладагент, однако такая деятельность подразумевает необходимость в специальном оборудовании.
  4. Испаритель надежно прикрепляют к задней стенке.
  5. Датчик термостата «прячут» в виниловую трубку, затем крепят ее на испарителе.

Эти нехитрые работы, тем не менее, обещают достойный результат. Агрегат, установленный в неотапливаемом помещении, будет обеспечивать достаточную температуру: -20° в зимнее время, -3° — жарким летом.

Если старое устройство есть, но оно неисправно, то только установление причины поломки даст ответ о целесообразности (или невозможности) его использования в новом качестве. Есть еще один минус в «перерождении» старых холодильников: это большее количество энергии, которое им необходимо для работы, если сравнивать их с магазинными образцами камер.

Маленький холодильник плюс большая камера

Это вариант тоже относится к наименее затратным способам. В таком случае источник холода стоит недорого, а камера, собранная своими руками, обойдется гораздо дешевле. Здесь рассматривается самодельная «комната», которую можно использовать, например, для хранения пива. Ее размеры — 1000х1000х1200 мм. Каркас изготавливают из деревянных реек 25х50 мм. В этом случае особых претензий к материалу нет, главное — отсутствие дефектов — гнили, сучковатостей, червоточин.

  1. Сначала все детали распиливают. Из реек собирают 2 рамы размером 1000х1200 мм. Детали в углах с помощью шуруповерта скрепляют саморезами. Получившиеся рамы соединяют стойками высотой в 1000 мм.
  2. Каркас обшивают с трех сторон OSB плитой либо фанерой. Сделав предварительную разметку, сперва проверяют корректность всех углов конструкции, и только после теста заготовки вырезают электролобзиком. Фиксируют обшивку также упомянутыми уже саморезами, так как гвозди не лучший выбор для древесины.
  3. На роль теплоизоляции выбирают плитный материал — пенопласт либо полиуретан. Минимальная толщина — 50 мм. Оставляют проем, предназначенный для источника холода — маленького холодильника. Монтируют теплоизоляцию клеем (ПВА, Титан, Ceresit, CT 84 Express, жидкие гвозди, монтажная пена) либо теми же саморезами. На крыше и стенах лучше использовать комбинацию крепежных элементов. Чтобы избежать теплопотерь через швы, большие зазоры задувают монтажной пеной, стыки проклеивают фольгированным скотчем.
  4. Пол холодильной камеры, предназначенной для хранения пива, изолируют материалами снаружи. На этом же этапе отдельно утепляют два элемента — будущую переднюю стенку конструкции и дверь. Перед монтажом в проем «морозилки»-холодильника с агрегата снимают дверцу. Установив прибор, пространство между ним и стеной изолируют пеной. Пенопласт (полиуретан) закрывают отделочными материалами, например, той же OSB. Однако для упрощения уборки целесообразнее наклеить ламинированную плитку.
  5. Прикрепляют переднюю стенку, производят установку двери. Герметичность ее обеспечивают приклеиванием резиновых уплотнителей.

Размеры могут быть иными, но нельзя ожидать особых чудес от таких конструкций, так как большой объем помещения не позволит быстро охлаждать напитки, однако хранить овощи и фрукты в них реально. Если необходимы более низкие температуры, охладительная система должна быть мощнее.

Большая холодильная камера-комната

В роли комнаты может выступить любое нежилое помещение, например, небольшая хозяйственная постройка, сооруженная из кирпича. В этом случае действуют таким образом:

  • делают деревянную обрешетку, на которую крепят плотную пленку (клеенку);
  • пустое пространство заполняют пенопластом, стыки заделывают алюминиевым скотчем;
  • делают деревянный пол, если в пристройке он земляной;
  • все поверхности обшивают оцинкованными листами, все швы обрабатывают герметиком;
  • устанавливают стеллажи и дверь, которую предварительно утеплили и снабдили герметичными уплотнителями.

Для сооружения системы охлаждения лучше взять сразу два старых холодильника. Демонтировав из оборудования рефрижераторные системы, их крепят к внешней стене будущей холодильной камеры. Под ними монтируют вентиляторы. Морозильники, установленные в помещении, соединяют с системами с помощью трубок, проведенных внутрь. Оба рефрижератора «заставляют» работают посменно, такой режим эксплуатации предохраняет их от перегрева.

Более простой (но и дорогой) способ — приобретение готового моноблока с датчиками, которые регулируют температуру автоматически. Если обустраивают холодильную камеру в погребе, то работа значительно упрощается: она состоит в заделывании щелей и уплотнения двери, однако в этом случае необходим монтаж сплит-системы.

Надежная камера из «сэндвичей»

Это самый дорогостоящий способ получить желаемое. В комплект входят не только сэндвич-панели, которые соединяются с помощью пазов, но и дверь, уже снабженная замком и ручкой. Для безопасности предусматривается аварийная кнопка, позволяющая выбраться из морозильника, если дверь случайно закрылась. Такую конструкцию возводят поэтапно:

  1. Пол. Его собирают из панелей, сделанных из оцинкованного железа. Все швы обрабатывают герметиком, затем элементы плотно состыковывают.
  2. Стены. Начинают работу с любого угла. Каждый из них состоит из 2 панелей и уголка. Когда первая конструкция собрана, начинают движение по периметру помещения.
  3. Потолок. Здесь не обойтись без ассистента, так как этап отличает сложность — необходимость точного соединение пазов стеновых и потолочных панелей.
  4. Окончание холодильной «камерной работы» — монтаж двери.

Есть и другой вид таких камер: они изготовлены из промышленных холодильных панелей, но монтажом их занимаются профессионалы.

Операция «Холодильная камера своими руками» потребует времени, труда и расхода нервных клеток, поэтому многие считают ее авантюрой чистой воды, ведь в продаже встречаются уцененные модели. Однако решать вопрос о практичности решения — прерогатива мастера, все зависит от его навыков и силы желания получить предмет «вожделения» малой «кровью».

Как собирают последние конструкции, можно увидеть в этом видео:

Нижний край элемента Пельтье и становится источником холода для самодельного холодильника. Главная технологическая задача на этом этапе заключается в передаче холода во внутреннюю часть холодильника, где устанавливается радиатор и, наоборот, отвода тепловой энергии наружу. С точки зрения физических процессов, эффективной является следующая конструкция:

  1. В боковую стенку холодильника под прямым углом монтируется алюминиевый брус. Металлическая поверхность обеспечит подачу холода внутрь корпуса.
  2. Со стороны камеры к брусу присоединяется радиатор, который распространяет холод.
  3. С внешней стороны к алюминиевой детали прикрепляется элемент Пельтье, который выделяет тепловую энергию.

Можно пойти более легким путем и посадить охладитель на клей-герметик, но это менее эффективно.

Как сделать расчет холодильника, работающего на элементах Пельтье

Для того чтобы самодельный холодильник полностью выполнял возложенные на него функции, следует произвести правильные расчеты.

Учтите, что теплопотеря холодильника зависит от разницы температуры внутри и снаружи прибора. Например, температура помещения, где стоит ларь, равняется 25 градусам. Соответственно если на холодильнике не будет установлен охладительный элемент, внутри его будут те же 25 градусов. Если добавить один элемент Пельтье с радиаторами по сторонам и усилить его кулером, то через некоторое время температура в герметичном отсеке в 30 литров понизится до 19 градусов. Как это выглядит на бумаге:

  • начертите на листке две оси. В точке их пересечения поставьте число 0. При этом горизонтальная линия — это температура, а вертикальная — мощность одного элемента Пельтье, который уравновешивает потерю тепла.
  • для наглядности на горизонтальной линии поставьте точку, которая обозначит температуру без элемента равную 25 градусам;
  • из этой точки начните вести прямую линию в сторону вертикальной оси;
  • на участке 2/3 поставьте точку, которая обозначит температурный показатель 19 градусов;
  • если отметить еще 1/3 отрезка, то температура уменьшится до 13 градусов и для этого показателя понадобится уже два элемента. Каждая последующая деталь понижает температуру на 6 градусов.

Для охлаждения воздуха в небольшом домашнем холодильнике понадобится три элемента Пельтье. Для обеспечения прибора энергией подойдет блок питания из обычного компьютера.

Абсорбционного типа

Помимо этого он может работать от автомобильного аккумулятора (понадобится удлинитель с разъемом под прикуриватель).

Чтобы ваш холодильник генерировал холод, важно при установке элемента Пельтье придерживаться ряда правил и рекомендаций.

  1. Соблюдайте полярность проводов. Если этого не сделать и поменять полярность, то при работе элемента нагреваться и охлаждаться будут противоположные части детали.
  2. Обеспечьте верхней части элемента, которая нагревается, постоянное воздушное охлаждение. Для этой цели подойдет как специально купленный кулер, так и вентилятор из системного блока компьютера. От силы потока воздуха во многом зависит и мощность работы элемента Пельтье.
  3. Важной деталью в бесперебойной эффективной работе охладителя является изоляционная прокладка. Она отводит тепло верхней стороны элемента, чтобы нижний охлаждающий радиатор бесперебойно выполнял возложенную на него задачу.
  4. Крепить рабочий элемент между верхним и нижним радиатором рекомендуется по типу «бутерброда». Вначале идет верхний радиатор. Далее при помощи шприца наносится небольшой слой теплопроводной пасты. На это вещество приклеивается керамическая поверхность элемента Пельтье. На нижнюю часть детали снова наносится теплопроводной крем, на который крепится нижний охлаждающий радиатор. Для соединения всех комплектующих их следует крепко прижать и дать конструкции просохнуть пять часов.

Дополнительно к нижнему радиатору можно присоединить еще один кулер. Он позволит устройству лучше распространять по площади ларя холод. Также холодильник быстрей наберет необходимую температуру. Кулер исключает возникновение на стенках устройства конденсата, благодаря чему помещенные в него продукты всегда будут сухими.

Процесс набора необходимой для охлаждения продуктов температуры зависит от того, насколько тепло в том месте, где находится холодильник. Чем теплее снаружи, тем охлаждение происходит дольше. Важный аспект — теплоизолирующие качества самого холодильника и его объем. Хороший самодельный холодильник должен быть герметичным и оснащен плотно прилегающей крышкой.

Подводя итоги можно сделать вывод, что для самостоятельного создания небольшого холодильника, который будет морозить и сохранять холод, понадобится три элемента Пельтье и два кулера на охладительный и нагревательный радиатор. Корпусом станет заранее покрытый утеплителем бокс или собственноручно собранная конструкция из пенополистирола, пенопласта или любого другого материала. При наличии всех перечисленных предметов, минимальных навыков работы с техникой, времени и желания повторить опыт самостоятельной сборки холодильника сможет каждый.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *