So funktioniert ein Kühlschrank: Aufbau und Funktionsprinzip der wichtigsten Kühlschranktypen

Ein klares Verständnis des Geräts und der in der Kühleinheit ablaufenden Prozesse trägt dazu bei, die Lebensdauer der Geräte zu verlängern. Es ist nicht schwer, das Funktionsprinzip eines Kühlschranks zu verstehen.In jedem Modell besteht es in der Bildung einer kalten Umgebung durch die Aufnahme von Wärme im Inneren des Objekts und deren anschließende Entfernung außerhalb des Geräts.

Alles über die Funktionsweise von Kühlschränken mit unterschiedlichen Funktionsprinzipien erfahren Sie in unserem vorgestellten Artikel. Wir werden über die Funktionen des Geräts und die damit verbundenen Betriebsregeln sprechen. Unsere Beratung trägt dazu bei, Kältemaschinen vor vorzeitigen Ausfällen zu schützen und Ihnen Reparaturen zu ersparen.

Funktionsprinzip der wichtigsten Kühlschranktypen

Kühlgeräte werden in vielen Tätigkeitsbereichen eingesetzt. Im Alltag ist es nicht mehr wegzudenken und die vollwertige Arbeit von Produktionswerkstätten in Unternehmen, Handelshallen und Gastronomiebetrieben ist nicht mehr vorstellbar.

Je nach Verwendungszweck und Einsatzgebiet gibt es mehrere Haupttypen von Geräten: Absorptions-, Wirbel-, Thermoelektrik- und Kompressorgeräte.

Der Kompressortyp ist am gebräuchlichsten, daher werden wir ihn im nächsten Abschnitt genauer betrachten. Lassen Sie uns nun die Hauptunterschiede zwischen allen vier Designs skizzieren.

Funktionsweise der Absorptionstechnologie

Im System der Absorptionsanlagen zirkulieren zwei Stoffe – das Kältemittel und das Absorptionsmittel. Die Funktionen des Kältemittels werden normalerweise von Ammoniak übernommen, seltener von Acetylen, Methanol, Freon oder einer Lithiumbromidlösung.

Bei dem Absorptionsmittel handelt es sich um eine Flüssigkeit mit ausreichender Aufnahmekapazität. Dies kann Schwefelsäure, Wasser usw. sein.

Die gesamte Funktionsweise des Geräts basiert auf dem Absorptionsprinzip, das die Absorption eines Stoffes durch einen anderen impliziert. Das Design besteht aus mehreren führenden Einheiten – Verdampfer, Absorber, Kondensator, Steuerventile, Generator, Pumpe

Die Elemente des Systems sind durch Rohre verbunden, mit deren Hilfe ein einziger geschlossener Kreislauf gebildet wird. Die Kühlung der Kammern erfolgt durch Wärmeenergie.

Der Vorgang läuft wie folgt ab:

• das in der Flüssigkeit gelöste Kältemittel dringt in den Verdampfer ein;
• Ammoniakdampf, der bei 33 Grad siedet, wird aus der konzentrierten Lösung freigesetzt und kühlt das Objekt ab.
• die Substanz gelangt in den Absorber, wo sie erneut vom Absorbens absorbiert wird;
• Die Pumpe pumpt die Lösung in einen Generator, der von einer bestimmten Wärmequelle erhitzt wird.
• die Substanz siedet und der freigesetzte Ammoniakdampf gelangt in den Kondensator;
• das Kältemittel kühlt ab und wird flüssig;
• Das Arbeitsmedium strömt durch das Steuerventil, wird komprimiert und zum Verdampfer geleitet.

Dadurch entnimmt das in einem geschlossenen Kreislauf zirkulierende Ammoniak der gekühlten Kammer Wärme und gelangt in den Verdampfer. Und es gibt es im Kondensator an die äußere Umgebung ab. Die Loops werden kontinuierlich abgespielt.

Da das Gerät nicht abschaltbar ist, ist es wenig sparsam und hat einen erhöhten Energieverbrauch. Wenn ein solches Gerät ausfällt, ist eine Reparatur höchstwahrscheinlich nicht möglich.

Die Abhängigkeit von Absorptionsgeräten von Änderungen der Spannung, des Stroms und anderer Parameter des Stromnetzes ist minimal. Kompakte Abmessungen erleichtern die Installation an jedem geeigneten Ort

Da die Geräte keine sperrigen beweglichen oder reibenden Elemente aufweisen, weisen sie einen geringen Geräuschpegel auf. Die Geräte sind für Gebäude relevant, deren Stromnetz ständigen Spitzenlasten ausgesetzt ist, und für Orte, an denen keine ständige Stromversorgung vorhanden ist.

Das Absorptionsprinzip wird in Industriekühlanlagen, kleinen Kühlschränken für Autos und Büroräumen umgesetzt. Manchmal ist es in bestimmten Haushaltsmodellen zu finden, die mit Erdgas betrieben werden.

Funktionsprinzip thermoelektrischer Modelle

Die Temperatursenkung in der Kammer eines thermoelektrischen Kühlschranks wird durch ein spezielles System erreicht, das Wärme entsprechend dem Peltier-Effekt abpumpt. Es handelt sich dabei um die Absorption von Wärme in dem Bereich, in dem zwei verschiedene Leiter verbunden sind, wenn ein elektrischer Strom durch sie fließt.

Das Design von Kühlschränken besteht aus würfelförmigen thermoelektrischen Elementen aus Metallen. Sie sind durch einen Stromkreis verbunden. Wenn der Strom von einem Element zum anderen fließt, bewegt sich auch Wärme.

Die Aluminiumplatte nimmt es aus dem Innenraum auf und leitet es dann an die kubischen Arbeitsteile weiter, die es wiederum an den Stabilisator weiterleiten. Dort wird es dank eines Ventilators hinausgeworfen. Das ist das Prinzip, dass tragbar ist Mini-Kühlschränke und Taschen mit Kühleffekt.

Bei den meisten Modellen thermoelektrischer Kühlgeräte erhalten Sie beim Umschalten der Strompolarität nicht nur Kälte, sondern auch Wärme – bis zu 60 Grad Celsius. Diese Funktion dient zum Aufwärmen von Speisen

Diese Geräte werden beim Camping, im Bereich der Anordnung von Autos, Yachten und Motorbooten eingesetzt und oft in Ferienhäusern und anderen Orten installiert, an denen es möglich ist, das Gerät mit einer 12-V-Stromversorgung zu versorgen.

Thermoelektrische Produkte verfügen über einen speziellen Notmechanismus, der sie bei Überhitzung von Arbeitsteilen oder Ausfall des Lüftungssystems abschaltet.

Zu den Vorteilen dieser Betriebsweise zählen eine hohe Zuverlässigkeit und ein relativ geringer Geräuschpegel beim Betrieb der Geräte. Zu den Nachteilen zählen die hohen Kosten und die Empfindlichkeit gegenüber Außentemperaturen.

Ausstattungsmerkmale von Wirbelkühlern

Geräte dieser Kategorie verfügen über einen Kompressor. Es komprimiert die Luft, die sich in den installierten Wirbelkühlereinheiten weiter ausdehnt. Durch die plötzliche Ausdehnung der Druckluft kühlt das Objekt ab.

Vortex-Geräte sind langlebig und sicher: Sie benötigen keinen Strom, haben keine beweglichen Elemente und enthalten im internen Designsystem keine gefährlichen chemischen Verbindungen

Die Wirbelkühlermethode war nicht weit verbreitet, sondern beschränkte sich nur auf Testproben. Dies ist auf den hohen Luftverbrauch, den sehr lauten Betrieb und die relativ geringe Kühlleistung zurückzuführen. Manchmal werden Geräte in Industrieunternehmen eingesetzt.

Überblick über die Kompressortechnologie

Kompressorkühlschränke sind die am weitesten verbreitete Geräteart im Alltag. Sie sind in fast jedem Haushalt zu finden – sie verbrauchen nicht zu viel Energie und sind sicher in der Anwendung. Die erfolgreichsten Modelle zuverlässiger Hersteller dienen ihren Besitzern seit mehr als 10 Jahren. Schauen wir uns ihre Struktur und die Prinzipien an, nach denen sie funktionieren.

Merkmale der internen Struktur

Ein klassischer Haushaltskühlschrank ist ein vertikal ausgerichteter Schrank, der mit einer oder zwei Türen ausgestattet ist. Sein Körper besteht aus starrem Stahlblech mit einer Dicke von etwa 0,6 mm oder haltbarem Kunststoff, was das Gewicht der Tragkonstruktion reduziert.

Zur hochwertigen Versiegelung des Produkts wird eine Paste mit einem hohen Gehalt an Vinylchloridharz verwendet. Die Oberfläche ist grundiert und mit hochwertigem Email aus Spritzpistolen überzogen. Bei der Herstellung von Innenfächern aus Metall kommt das sogenannte Stanzverfahren zum Einsatz, Kunststoffschränke werden im Vakuumformverfahren hergestellt.

Die Türen des Gerätes bestehen aus Stahlblech. Entlang der Kanten ist eine dicke Gummidichtung eingelegt, um das Eindringen von Außenluft zu verhindern. In einigen Modifikationen sind magnetische Fensterläden eingebaut

Zwischen der Innen- und Außenwand des Produkts muss eine Wärmedämmschicht angebracht werden, die die Kammer vor eindringender Wärme aus der Umgebung schützt und den Verlust der im Inneren erzeugten Kälte verhindert. Für diese Zwecke sind Mineral- oder Glasfilz, Polystyrolschaum und Polyurethanschaum gut geeignet.

Der Innenraum ist traditionell in zwei Funktionszonen unterteilt: Kühlen und Gefrieren.

Je nach Form des Grundrisses werden unterschieden:

• eins-;
• zwei-;
• Mehrkammergeräte.

Separat zugeteilt Side-by-Side-Einheiten, darunter zwei, drei oder vier Kameras.

Einkammergeräte sind mit einer Tür ausgestattet. Im oberen Teil der Ausstattung befindet sich ein Gefrierfach mit eigener Tür mit Klapp- bzw. Öffnungsmechanismus, im unteren Teil ein Kühlfach mit höhenverstellbaren Einlegeböden.

Um zu sehen, was sich tatsächlich im Kühlschrank befindet, ist in den Kammern eine Beleuchtungseinrichtung mit einer LED oder einer herkömmlichen Glühlampe installiert.

Geräte vom Typ „Side-by-Side“ sind viel größer und breiter als ihre Gegenstücke. Beide Fächer nehmen Platz über die gesamte Gerätehöhe ein. Sie liegen parallel zueinander

Bei Zweikammergeräten sind die Innenschränke isoliert und jeweils durch eine eigene Tür getrennt. Der Standort der Abteilungen kann europäisch oder asiatisch sein. Die erste Option geht von einer unteren Anordnung des Gefrierschranks aus, die zweite von einer oberen.

Bestandteile der Struktur

Kompressor-Kühlgeräte erzeugen keine Kälte. Sie kühlen einen Gegenstand, indem sie die innere Wärme absorbieren und nach außen abgeben.

Das Kaltumformverfahren umfasst folgende Komponenten:

• Kältemittel;
• Kondensator;
• Verdunstungskühler;
• Kompressorgeräte;
• Thermostatventil.

Das zum Befüllen des Kühlsystems verwendete Kältemittel besteht aus Freon verschiedener Marken – Gasmischungen mit hoher Fließfähigkeit und eher niedrigen Siede-/Verdampfungstemperaturen. Die Mischung bewegt sich in einem geschlossenen Kreislauf und überträgt Wärme durch verschiedene Teile des Kreislaufs.

In den meisten Fällen verwenden Hersteller als Arbeitselement für Haushaltskühlmaschinen Freon 12. Dieses farblose Gas mit einem kaum wahrnehmbaren spezifischen Geruch ist für den Menschen ungiftig und beeinträchtigt weder den Geschmack noch die Eigenschaften der in den Kammern gelagerten Produkte

Kompressor - der zentrale Teil des Designs eines jeden Kühlschranks. Hierbei handelt es sich um einen Wechselrichter oder eine Lineareinheit, die eine erzwungene Gaszirkulation im System hervorruft und so den Druck erhöht. Einfach gesagt, Kühlschrankkompressor komprimiert Freondämpfe und zwingt sie, sich in die gewünschte Richtung zu bewegen.

Das Gerät kann mit einem oder zwei Kompressoren ausgestattet werden. Im Betrieb entstehende Vibrationen werden durch äußere oder innere Aufhängung absorbiert. Bei Modellen mit einem Kompressorpaar ist für jede Kammer ein eigenes Gerät zuständig.

Die Klassifizierung von Kompressoren sieht zwei Untertypen vor:

1. Dynamisch. Zwingt das Kältemittel aufgrund der Bewegungskraft der Flügel eines Radial- oder Axialventilators zur Bewegung. Es hat einen einfachen Aufbau, wird aber aufgrund des geringen Wirkungsgrades und des schnellen Verschleißes unter Drehmomenteinfluss selten in Haushaltsgeräten verwendet.
2. Volumen. Es komprimiert das Arbeitsmedium mithilfe einer speziellen mechanischen Vorrichtung, die von einem Elektromotor angetrieben wird. Es kann kolben- oder rotierend sein. Meistens handelt es sich dabei um Kompressoren, die in Kühlschränken eingebaut sind.

Kolbenapparat präsentiert in Form eines Elektromotors mit vertikaler Welle, eingeschlossen in einem soliden Metallgehäuse. Wenn das Startrelais Strom anlegt, aktiviert es die Kurbelwelle und der daran befestigte Kolben beginnt sich zu bewegen.

An das Werk ist ein System zum Öffnen und Schließen von Ventilen angeschlossen. Dadurch wird Freondampf aus dem Verdampfer angesaugt und in den Kondensator gepumpt.

Fällt ein Kolbenkompressor aus, ist eine Reparatur nur mit professioneller Spezialausrüstung möglich. Jede Demontage im häuslichen Umfeld ist mit einem Verlust der Dichtheit und der Unmöglichkeit eines weiteren Betriebs verbunden

Bei Rotationsmechanismen wird der erforderliche Druck dadurch aufrechterhalten, dass sich zwei Rotoren aufeinander zu bewegen. Freon dringt in die obere Tasche am Anfang der Wellen ein, wird komprimiert und tritt durch das untere Loch mit kleinem Durchmesser aus.Um die Reibung zu verringern, wird Öl in den Raum zwischen den Wellen eingebracht.

Kondensatoren bestehen aus einem Spulengitter, das an der Rück- oder Seitenwand des Geräts montiert wird.

Sie sind unterschiedlich aufgebaut, haben aber immer die gleiche Aufgabe: Heiße Gasdämpfe auf bestimmte Temperaturen abzukühlen, indem sie den Stoff kondensieren und Wärme an den Raum abgeben. Sie können platten- oder rippenrohrförmig sein.

Der Verdampfer besteht aus einer dünnen Aluminiumrohrleitung und geschweißten Stahlplatten. Es berührt die Innenfächer des Kühlschranks, leitet die absorbierte Wärme effektiv aus dem Gerät ab und senkt die Temperatur in den Schränken erheblich

Thermostatventil benötigt, um den Druck des Arbeitsmediums auf einem bestimmten Niveau zu halten. Große Einheiten der Anlage sind durch ein Rohrsystem miteinander verbunden und bilden einen hermetisch geschlossenen Ring.

Ablauf des Arbeitszyklus

Die optimale Temperatur für die Langzeitlagerung von Lebensmitteln in Kompressionsgeräten wird durch nacheinander durchgeführte Arbeitszyklen erzeugt.

Dabei gehen sie wie folgt vor:

• Wenn das Gerät an das Stromnetz angeschlossen wird, startet der Kompressor, der Freondämpfe komprimiert und gleichzeitig deren Druck und Temperatur erhöht.
• unter der Kraft des Überdrucks gelangt das heiße Arbeitsmedium, das sich im gasförmigen Aggregatzustand befindet, in den Kondensatortank;
• Der Dampf bewegt sich entlang eines langen Metallrohrs, gibt die angesammelte Wärme an die äußere Umgebung ab, kühlt sanft auf Raumtemperatur ab und wird flüssig.
• das flüssige Arbeitsmedium durchläuft einen Filter-Trockner, der überschüssige Feuchtigkeit aufnimmt;
• das Kältemittel dringt durch ein schmales Kapillarrohr ein, an dessen Ausgang sein Druck abnimmt;
• die Substanz kühlt ab und verwandelt sich in ein Gas;
• der gekühlte Dampf erreicht den Verdampfer und entzieht durch seine Kanäle Wärme aus den Innenräumen der Kühleinheit;
• Die Temperatur des Freons steigt und es wird erneut zum Kompressor geleitet.

Wenn wir in einfachen Worten über die Funktionsweise eines Kompressorkühlschranks sprechen, sieht der Vorgang folgendermaßen aus: Der Kompressor destilliert das Kältemittel in einem geschlossenen Kreislauf. Freon wiederum ändert dank spezieller Vorrichtungen seinen Aggregatzustand, sammelt Wärme im Inneren und gibt sie nach außen ab.

Der Betriebszyklus im System wird wiederholt, bis die von den Systemprogrammen eingestellten Temperaturwerte erreicht sind, und wird wieder aufgenommen, wenn deren Anstieg registriert wird

Nach dem Abkühlen auf die erforderlichen Parameter stoppt der Thermostat den Motor und öffnet den Stromkreis.

Wenn die Temperatur in den Kammern zu steigen beginnt, schließen sich die Kontakte wieder und der Kompressormotor wird aktiviert Schutzstartrelais. Deshalb tritt während des Betriebs des Kühlschranks ständig das Brummen des Motors auf und lässt dann wieder nach.

Empfehlungen zur Anwendung und Pflege

Die Bedienung des Geräts ist nicht kompliziert: Es arbeitet automatisch rund um die Uhr. Wenn Sie das Gerät zum ersten Mal einschalten und es während des Betriebs regelmäßig anpassen, müssen Sie lediglich das optimale Temperaturregime für bestimmte Umstände einstellen.

Die gewünschte Temperatur ist eingestellt Thermostat. In einem elektromechanischen System werden Werte nach Augenmaß oder unter Berücksichtigung der in den Herstelleranweisungen angegebenen Empfehlungen eingestellt.In diesem Fall sollten Sie die Art und Menge der im Kühlschrank gelagerten Lebensmittel berücksichtigen.

Der Bedienknopf ist in der Regel ein runder Mechanismus mit mehreren Unterteilungen, bei moderneren und teureren Modellen kann die Steuerung auch über ein Touchpanel erfolgen.

Um den Grad des Gefrierens beurteilen zu können, empfehlen Experten, den Regler zunächst in die mittlere Position zu bringen und ihn nach einiger Zeit gegebenenfalls nach rechts oder links zu drehen

Jede Markierung auf einem solchen Griff entspricht einem bestimmten Temperaturregime: Je größer die Teilung, desto niedriger die Temperatur. Mit der Elektronikeinheit können Sie die Temperatur per Drehregler oder Tasten mit höchster Genauigkeit bis zu 1 Grad einstellen.

Stellen Sie den Gefrierraum beispielsweise auf -14 Grad ein. Alle eingegebenen Parameter werden auf der Digitalanzeige angezeigt.

Um die Lebensdauer Ihres Haushaltskühlschranks zu maximieren, sollten Sie nicht nur seinen Aufbau verstehen, sondern ihn auch richtig pflegen. Mangelnde Wartung und unsachgemäßer Betrieb können zu schnellem Verschleiß wichtiger Teile und schlechter Funktion führen.

Sie können unerwünschte Folgen vermeiden, indem Sie eine Reihe von Regeln einhalten:

1. Reinigen Sie den Kondensator regelmäßig vor Schmutz, Staub und Spinnweben bei Modellen mit offenem Metallgitter an der Rückwand. Dazu müssen Sie ein normales, leicht feuchtes Tuch oder einen Staubsauger mit kleinem Aufsatz verwenden.
2. Installieren Sie die Ausrüstung korrekt. Stellen Sie sicher, dass der Abstand zwischen Kondensator und Raumwand mindestens 10 cm beträgt, um eine ungehinderte Luftmassenzirkulation zu gewährleisten.
3. Rechtzeitig auftauen, wodurch die Bildung einer übermäßigen Schneeschicht an den Wänden der Kammern verhindert wird. Gleichzeitig ist es zum Entfernen von Eiskrusten verboten, Messer und andere scharfe Gegenstände zu verwenden, die den Verdampfer leicht beschädigen und außer Betrieb setzen können.

Beachten Sie auch, dass der Kühlschrank nicht neben Heizgeräten oder an Orten aufgestellt werden sollte, an denen direkter Kontakt mit Sonnenlicht möglich ist. Übermäßiger Einfluss externer Wärme beeinträchtigt den Betrieb der Hauptkomponenten und die Gesamtleistung des Geräts.

Für die Reinigung von Produktteilen aus Edelstahl sind nur Spezialprodukte geeignet, die der Hersteller in der Gebrauchsanweisung des Gerätes empfiehlt.

Wenn Sie einen Transport von Ort zu Ort planen, transportieren Sie die Ausrüstung am besten in einem LKW mit einem hohen Transporter und sichern ihn in einer streng vertikalen Position.

Auf diese Weise ist es möglich, Störungen und Öllecks vom Kompressor direkt in den Kühlmittelkreislauf zu verhindern.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Video Nr. 1. Funktionsweise der Kühleinheit:

Video Nr. 2. Ausführliche Erläuterung des Aufbaus von Kompressionskühlschränken:

Video Nr. 3. Informationen zum Betrieb von Absorptionsmaschinen:

Während Kühlgeräte ordnungsgemäß funktionieren, interessieren sich Verbraucher selten für deren Design. Dieses Wissen sollte jedoch nicht vernachlässigt werden. Sie sind sehr wertvoll, da Sie damit schnell die Ursache der Panne ermitteln und den Problembereich lokalisieren können, wodurch schwerwiegende Störungen verhindert werden.

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