Принцип работы холодильника

Недавно решил почитать о том, как же работает данный агрегат. К сожалению, простого объяснения "на пальцах" я не нашел, поэтому пришлось поднапрячь мозги. В общем, слушайте.


Суть предельно проста. Наливаем воду в бак. Из бака откачиваем воздух, т.е. создаем вакуум. В какой-то момент вода начнет закипать. Почему? Потому что при снижении давления снижается и температура кипения воды.


Если вы подниметесь на Эверест, то заметите, что вода закипает не при 100 градусах, а при 68. И наоборот, если давление поднять, то температура кипения увеличится. На этом основан принцип работы скороварок - внутри них создается давление выше атмосферного, и вода кипит при температуре выше 100 градусов. Еда варится быстрее.

Принцип работы холодильника Познавательно, Наука и техника, Холодильник, Гифка, Длиннопост

Итак, откачиваем из бака воздух, давление снижается, и в какой-то момент вода начинает кипеть при комнатной температуре. При этом она поглощает из окружающей среды теплоту, или как ее еще называют скрытая теплота парообразования. Если намочить руку и подуть на нее, руке станет холодно, верно? Это потому что мы заставляем воду испаряться (дуем), а ей, чтобы превратиться в пар, нужно откуда-то взять энергию. Вот она и берет тепло от руки.


Так же и тут - мы заставляем воду испаряться - и она поглощает тепло.

Именно это и происходит в холодильнике. Только вместо воды используется фреон - легкокипящая жидкость. Достаточно совсем немного опустить давление, и фреон уже кипит. Для этого вместо откачивающего насоса фреон пропускают через длинный тонкий капилляр.


Согласно законам гидравлики, чем длиннее и тоньше трубопровод, тем большее сопротивление испытывает жидкость, проходящая через него, и тем сильнее падает давление этой жидкости. Если воду пропустить через такую трубку, она, конечно, не закипит, а вот фреону такого небольшого понижения давления достаточно - и он закипает. Откройте свой холодильник и посмотрите на его стенки: в этот самый момент за ними фреон постепенно теряет давление и кипит, отнимая теплоту от внутренностей холодильника.

Принцип работы холодильника Познавательно, Наука и техника, Холодильник, Гифка, Длиннопост

Далее парообразный фреон нужно снова превратить в жидкость. Для этого его сжимают компрессором.

Принцип работы холодильника Познавательно, Наука и техника, Холодильник, Гифка, Длиннопост

Однако тут есть небольшая проблема. Газы при сжатии нагреваются. Компрессор сжимает фреон и превращает его в жидкость, но: а) на выходе получается горячая жидкость с температурой 80-100°, нас такая не устраивает; б) на выходе получается не совсем жидкость, а скорее перегретый пар.


Это непонятное вещество - вроде бы пар, но еще не жидкость, пропускают через змеевик, чтобы оно отдало тепло наружу, и превратилось, наконец, в жидкость.

Принцип работы холодильника Познавательно, Наука и техника, Холодильник, Гифка, Длиннопост

И, наконец, получившуюся охладившуюся жидкость снова пускают по змеевидному капилляру внутри холодильника, где она кипит, охлаждая стенки до -20° (примерно).


Итого: как работает холодильник? Заставляют фреон кипеть, в процессе кипения тот поглощает тепло. Получившийся пар сжимают в жидкость электрокомпрессором, а от образовавшегося при сжатии тепла избавляются с помощью воздушного радиатора.

Будут вопросы - пишите!

Наука | Научпоп

7.6K постов78.3K подписчиков

Добавить пост

Правила сообщества

Основные условия публикации

- Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.

- Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.

- Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.

- Видеоматериалы должны иметь описание.

- Названия должны отражать суть исследования.

- Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.


Не принимаются к публикации

- Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.

- Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.

- Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.


Наказывается баном

- Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.

- Попытки использовать сообщество для рекламы.

- Фальсификация фактов.

- Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.

- Троллинг, флейм.

- Нарушение правил сайта в целом.


Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает @SupportComunity и общество Пикабу.

Вы смотрите срез комментариев. Показать все
63
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
А теперь расскажи, как включить его обратно, чтобы грел)
раскрыть ветку (56)
64
Автор поста оценил этот комментарий

На самом деле он и так греет. Сзади, там где змеевик. По сути холодильник просто "перекачивает" тепло из холодильной камеры наружу.

раскрыть ветку (22)
11
DELETED
Автор поста оценил этот комментарий
Я знаю. Интересно было, как, например, отапливают помещения кондиционерами и греются зимой автомобильными рефрижераторами.
раскрыть ветку (21)
18
Автор поста оценил этот комментарий
В таких кондиционерах в самом простом случае предусмотрен так называемый трёхходовой клапан, при переключении которого теплообменники (тот, что снаружи, и тот, что внутри) как бы меняются местами. И тепло уже "перекачивается" с улицы в помещение.
раскрыть ветку (15)
12
Автор поста оценил этот комментарий
Пардон, четырехходовой
раскрыть ветку (14)
2
Автор поста оценил этот комментарий
А разве там не стоит проволока с электрическим нагревателем ? (я не знаю ответ)

Ведь так было бы логичней, - нет потери тепла на магистрали, плюс экономия ресурса компрессора, и намного проще в устройстве

раскрыть ветку (13)
14
Автор поста оценил этот комментарий
Преимущество теплового насоса перед электронагревателем в том, что тепло от ТН равняется сумме работы компрессора и тепла отбираемого из окружающей среды (при чем это тепло больше работы компрессора). То есть при одинаковых затратах на электроэнергию ТН производит тепла больше, чем электронагреватель (примерно в 2-5 раз в зависимости от условий)
раскрыть ветку (12)
8
Автор поста оценил этот комментарий
Добавлю, в кондиционерах это правило работает пока на улице относительно тепло, если на улице холодно то эффективность теплового насоса стремится к 0, а то и вообще работать не будет. И тогда действительно лучше использовать электронагреватель.
раскрыть ветку (3)
2
Автор поста оценил этот комментарий

Эффективность ТН перед обычным обогревателем существенна до -20 град.тепла на улице, если тем-ра ниже (-25-28) то коэф-т эффективности равен 1.

Автор поста оценил этот комментарий

То есть - если ваш кондиционер с функцией обогрева перестал вас обогревать холодной весной при +10 на улице - что-то поломалось?

раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий
100%
2
Автор поста оценил этот комментарий
Зануда мод он
Тепловой насос не производит тепло, а передает от источника потребителю (тем самым охлаждая источник).
А то с коэффициентом преобразования (КОП) больше единицы получили бы вечный двигатель. Зануда мод офф
раскрыть ветку (1)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Верно. Пытался понятнее объяснить и не то слово подобрал :)
ещё комментарии
Автор поста оценил этот комментарий

А это мне самому теперь стало интересно.

ещё комментарии
12
Автор поста оценил этот комментарий
Выверни холодильник наизнанку
ещё комментарии
3
Автор поста оценил этот комментарий

Разморозка обратным тепловым циклом была реализована еще в советских холодильниках Ока-6. У родителей до сих пор такой работает. Зажимаешь специальную кнопку и сзади радиатор начинает становиться прохладненьким, а морозилка нагревается. Был и вариант Ока-6М, где разморозка велась за счет подключения встроенного электронагревателя.

раскрыть ветку (9)
1
Автор поста оценил этот комментарий

О, интересная инфа, спасибо!

раскрыть ветку (8)
Автор поста оценил этот комментарий
Ответь наконец на вопрос: сломается ли холодильник если в него поставить кострюлю супа с плиты?!
раскрыть ветку (7)
5
Автор поста оценил этот комментарий

Тут есть три опасных момента:


1) Стеклянная полка, на которую вы ставите горячую кастрюлю, испытывает тепловые деформации.

Почему если кипяток налить в чашку с тонкими стенками, ничего не будет, а если налить в чашку с толстыми стенками, то она может треснуть?

Потому что стекло плохо проводит тепло. Внутренние стенки чашки быстро нагреваются и расширяются, а внешние стенки нагреться не успевают. Вот чашка и трескается.


То же самое происходит со стеклянной полкой холодильника. Стекло под кастрюлей нагревается и расширяется, а вот остальная часть - нет.

Стекло может быть и не треснет, но наверняка появятся микротрещины, которые со временем будут уменьшать прочность полки.


Так что подкладывайте под кастрюлю доску.


2) Горячая вода очень хорошо испаряется, остывает, и оседает на стенках холодильника в виде инея. В результате образуется "шуба", которая мешает фреону забирать тепло от продуктов. В результате:


а) Падает эффективность (КПД) охлаждения. Увеличивается нагрузка на компрессор. Уменьшается срок службы холодильника. Регулярно счищайте снег со стенок холодильника, а еще лучше - размораживайте его.


б) Жидкий фреон испаряется, забирает тепло у продуктов, превращается в пар и направляется в компрессор. Компрессор должен сжимать газ, если в него попадет жидкость, то может случиться гидроудар, и компрессор сломается.

Поэтому если помешать фреону забирать тепло из холодильной камеры, он не будет успевать превращаться в пар и попадет в компрессор в жидком виде.


Когда ставите горячий суп в холодильник, обязательно накрывайте его крышкой!


3) Вода - очень теплоемкое вещество. И холодильнику нужно потратить очень много энергии, чтобы охладить вашу горячую кастрюлю с супом. Соответственно, нагрузка на компрессор возрастет, а срок службы холодильника немного уменьшится.

Так что лучше сначала охладить суп при комнатной температуре.

раскрыть ветку (6)
1
Автор поста оценил этот комментарий
О, расскажи принцип работы холодильников не требующих разморозки, в них никогда не образуется "шуба".
раскрыть ветку (4)
3
Автор поста оценил этот комментарий

Это называется технология No Frost.

В обычных холодильниках холодильные трубки непосредственно соприкасаются со стенками морозильника. Вы регулярно открываете морозильник, запуская в него теплый влажный воздух.

Водяной пар соприкасается с трубками с фреоном и превращается в толстую снежную шубу.


В холодильниках с технологией No Frost холодильные трубки решили убрать подальше от глаз. Снег образуется, но где-то там вне поля зрения. С другой стороны, холодильные трубки не находятся в морозильнике, а кто мясо морозить-то будет?


Эта проблема решается установкой вентиляторов. Холод образуется где-то там в недрах холодильника и затем нагнетается ими куда надо.


А со снежной шубой где-то там в недрах холодильник справляется сам. Периодически прогревает холодильные трубки. Но все же периодически размораживать такой холодильник нужно. Просто чтобы помыть.

раскрыть ветку (2)
1
Автор поста оценил этот комментарий

Спасибо!

Автор поста оценил этот комментарий
Посоветуйте хороший холодильник до 30 тыс.
Автор поста оценил этот комментарий
образуется, но автоматом убирается , гугли ноуфрост, там все предельно просто
1
Автор поста оценил этот комментарий
Вот все бы мамы так отвечали - тогда бы без вопросов в холодильник что-то горячее не ставили))
3
Автор поста оценил этот комментарий

В сплит системах, кондиционерах стоит четырехходовой клапан при переключении на тепло (тепловой насос) просто меняется цикл! Тот блок что был внутри помещения становится конденсатором ну и соответственно наружный блок становится испарителем!

10
Автор поста оценил этот комментарий

Змеевик(капилляры) с тонкими трубками снаружи, змеевик(радиатор) внутри :)

2
Автор поста оценил этот комментарий

масляный обогреватель в морозилку положить

2
Автор поста оценил этот комментарий
"Тепловой насос"

Это ещё в СССР практиковалось

https://www.youtube.com/watch?v=cj9LCzwOfFc


Сейчас вроде тоже эти установки в ходу.

раскрыть ветку (5)
Автор поста оценил этот комментарий
В ходу, ими часто коттеджи отапливаются, очень дорогое удовольствие.
раскрыть ветку (4)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Вроде дорогое в плане первоначального вложения и экономичнее других вариантов в эксплуатации ?
раскрыть ветку (3)
1
Автор поста оценил этот комментарий
Да, очень большие капитальные затраты, так как в землю надо закопать кучу теплообменников, и ниже промерзания грунта. Плюс нужна мощная холодильная машина, где то 10кВт на каждый построенный этаж. Если климат северный и есть уголь или газ, особенно в регионах где он добывается, то дешевле будет использовать их. И котёл будет стоить намного дешевле. Плюс эксплуатация сложной машины будет гораздо дороже.
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
Это не совсем мой профиль. Поэтому могут быть плюсы которые я не учел. Ну, а вобщем картина такая.
Автор поста оценил этот комментарий
Экономичней высчитать точки холода и росы и все таки утеплить коттедж, при хорошем подходе дом сам себя может отопить за недорого
6
Автор поста оценил этот комментарий

Просто открой дверцу холодильника. Через пару часов в закрытой комнате при работающем холодильнике станет теплее..

раскрыть ветку (1)
4
Автор поста оценил этот комментарий
Смотря как стоит холодильник, может быть и холоднее, т.к тепло уйдет к соседям по стенке если стоит в плотную и так сошлись звёзды. А вообще есть утюг и холодильник, утюг всегда победит.
Автор поста оценил этот комментарий
Он и так греет. Если дверцу откроешь, то на кухне не станет холоднее.
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий

Что значит "не станет"? Ещё как станет! Не навсегда, конечно.

В холодильнике накоплен "запас холода", и если открыть дверь, он распространится по кухне. Потом, конечно, температура выровняется и станет даже выше, чем была до открытия дверцы, потому что холодильник начнёт работать на износ, безуспешно стараясь охладить свои внутренности. Но сначала - конечно, будет холоднее.


Вот если у нас ситуация  "на кухне жарко, давайте попробуем поставить туда холодильник с открытой дверцей, пусть остужает", то тут - да, ничего он остудить не сможет. Только подогреет ещё.

Автор поста оценил этот комментарий

поменяй местами испаритель с конденсатором и вуаля

Автор поста оценил этот комментарий
Потряси хорошенько холодильник или подложи что-нибудь под одну ножку
Автор поста оценил этот комментарий
Всасывающий патрубок компрессора поменять местами с нагнетательным
раскрыть ветку (1)
Автор поста оценил этот комментарий
Ни чего не будет, и вообще есть такие где всасывания/нагнетания это один и тот же клапан
Вы смотрите срез комментариев. Чтобы написать комментарий, перейдите к общему списку