Один из первых изобретателей холодильной машины. Кто придумал Холодильник - Когда Изобрели? Принцип действия холодильника на вихревых охладителях

Американский поставщик сливочного масла, Томас Мур, в 1803 г. придумал для увеличения срока хранения, укрывать ёмкость для масла шкурками кроликов. Своё детище он назвал рефрижератор. В 1805 г. американец Оливер Эванс разработал дизайн машины для получения холода методом пара-сжатия, но до использования изобретения на практике дело так и не дошло. В 1834 г. усовершенствуя идеи Эванса, Якоб Перкинс запатентовал холодильник.

Когда появился холодильник: хронология

О пользе холода, для хранения припасов, люди знают не одно столетие. Археологи производившие раскопки на территории древней Персии (современный Иран) нашли огромные хранилища под землёй, толщина стен превышала 2 метра, использовавшиеся для хранения льда и назывались «якшаль». Широко использовались ледники, глубокие земляные ямы с крышей, которую разбирали и укладывали в неё глыбы льда, лёд держали в погребе, чтобы хозяйка не бегала во двор за каждой мелкой надобностью. Средневековые алхимики открыли, что при растворении селитры водой в помещении становится холодно.

Кто изобрёл первые приборы, которые превращали воду в лёд

Американский врач Джон Гори придумал использовать компрессор в схеме Эванса и в 1851 г представил публике запатентованный аппарат для производства льда. В 1857 г появился вагон рефрижиратор. Холодильная машина Карла фон Линде использующая аммиак, производила из воды лёд в промышленных масштабах и имела огромный коммерческий успех (1879 г).

Творческий методы получения искусственного холода в XIX веке

В 1841, использовав метод Эванса Джон Гори построил аппарат снижающий температуру воздуха в помещении. Эту машину можно было применять как морозильник и как кондиционер. Карл фон Линде создал прототип первого бытового холодильника (1873 г). Громоздкое детище изобретателя, хладагентом в котором был высокотоксичный аммиак, не могло широко использоваться в быту, как представляющее опасность. Первый работающий на электричестве холодильник появился в 1913 г.

Развитие холодильной промышленности в СССР

В СССР постановлением правительства в 1930 г учреждён ВНИХИ, в Ленинграде была создана своя лаборатория, занимающаяся вопросами «холода». Учёные работали с множеством тем, например: изобрели теплоизолирующий материал, взамен закупаемой за границей пробки. В 1951 г завод ЗИС (впоследствии ЗИЛ) изготавливает холодильник «Москва» с объёмом холодильной камеры 165 л. Его вес нетто 85-95 кг. Производство малогабаритных аппаратов с объёмом камеры 65 л размещено на Саратовском заводе. В 1961 г минский холодильный завод (С 1977 г НПО «Атлант») налаживает выпуск «Минск-1». Использовав наработки этих заводов СССР развернул в 60-е годы массовое производство холодильников. Для этого были построены заводы в Баку, Муроме, Орске, Апшеронске, Красноярске и др.

Какие прототипы современных холодильников существовали в разных эпохах

В Европе

В Германии производство холодильных машин в 1912 г занялась фирма АЕГ. Первый немецкий серийный холодильник оснащался двустворчатой дверью, которая облицовывалась кафелем. На лейпцигской ярмарке в 1927 г свою продукцию представило уже восемь фирм.

В России

Первыми в России промышленный холод использовали в Астрахани 1888 г, рыбоперерабатывающий завод находился на берегу Волги. В начале 20 века в Москве продавалась холодильная машина, под названием «Эскимо» она могла заморозить до 12 литров воды. В СССР в 1934-1935 г начат выпуск торгового холодильного оборудования на заводе красный факел. Первый серийный холодильник, с ёмкостью холодильной камеры 120 л, выпускался Харьковским тракторным заводом под маркой «ХТЗ-120»

В Америке

В 1926 г датчанином Кристианом Стинструп предложена конструкция именно домашней холодильной машины, патент на которую приобрела американская General Electric. Эта фирма в 1927 г. выпустила в продажу модель «Monitor-Top». Продали миллион холодильников этой модели. В 1939 г GE изготовила модель с морозильной камерой.

Самые популярные модели холодильников в мире (указать старые модели)

Самые популярные модели холодильников в России Зил, Минск, Саратов. Кого то из этих старичков выпуска 70х годов прошлого века ещё можно найти в рабочем состоянии где-нибудь на даче.

Как изменились холодильники в ходе эволюции

От первых громоздких ящиков, использующих в работе ядовитые газы, и весом под сотню килограмм. Холодильники приобрели изящные формы, сильно «похудели», увеличили полезный объем. Современные модели используют экологичный фреон не разрушающий озоновый слой и полностью безопасный для человека. Несколько камер, работа от нескольких компрессоров, с выходом в интернет, оснащённый телевизионным дисплеем вот бытовой холодильник продолжающий совершенствоваться.

Современный холодильник – это «умный» прибор, который не нуждается в размораживании, может работать в различных температурных режимах, способен убивать микробы внутри камер, управляется дистанционно с помощью смартфона. Кроме того, может стать украшением кухни благодаря разнообразию дизайнерских задумок. Первый холодильник мог только охлаждать пищу, но уже за это хозяйки высоко оценили полезное изобретение. В истории развития этого незаменимого кухонного помощника можно выделить несколько этапов: использование льда естественного происхождения, использование дров или керосина и аммиака, электрический прибор с фреоном. Информация, представленная в статье – именно об этом.

Самые древние холодильники представляли собой отдельные помещения, наполненные льдом или плотным снегом. Изобретение нельзя приписать какому-то определённому народу, потому что этот способ применялся во многих странах в различных вариантах.

• На Руси для хранения летом скоропортящихся продуктов строились специальные погреба, которые в конце зимы-начале весны набивали снегом или глыбами льда с реки. Отрицательная температура держалась там до самой осени благодаря изолирующим свойствам слоя земли.
• В Корее для этих целей сооружали хранилища из камня – сеогбингго. Большое помещение использовала не одна семья, а вся община.
• В Персию и Древний Рим лёд и снег везли с вершин гор и помещали в специальные здания с толстыми стенами, не пропускающими тепло.

Рефрижератор Томаса Мура

Американец Томас Мур в 1803 году придумал, как доставлять покупателям охлаждённое сливочное масло в любую погоду. Он клал его в стальной сосуд и оборачивал кроличьим шкурками. Ёмкость с маслом ставил в деревянную бочку, а свободное пространство засыпал льдом. Такая холодильная установка, которую изобретатель назвал рефрижератором, гарантировала сохранение свежести масла во время пути. Однако до создания полноценного холодильника было ещё далеко.

Первый искусственный холод

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. Агрегат позволял получить за час 200 кг льда, который потом использовался на мясоперерабатывающих и молочных производствах.

В 1879 году немецкий учёный Карл фон Линде изобрёл холодильную машину с компрессором. В Москве, в начале XX века, такие устройства были известны под названием «Эскимо». Работали эти агрегаты на дровах или керосине и производили за один цикл 12 кг льда.

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

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

ВАЖНО! Официально годом появления холодильника считается 1899 год: Альберт Маршалл из Миннесоты запатентовал своё изобретение.

Электрические холодильники

Впервые использовать электричество для работы бытовых холодильных установок стали в 1913 году. 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 датский изобретатель Кристиан Стинструп создал более удобный для эксплуатации в домашних условиях агрегат, работающий на электроэнергии. Электромотор и компрессор этого прибора были закрыты герметичным корпусом, и внешне эта конструкция мало отличалась от современной техники. Когда компания General Electric выкупила патент на это изобретение и внедрила в производство, бытовые холодильники марки Monitor-Top стали очень популярны, несмотря на высокую цену.

В 1930 году на смену различным токсичным веществам (аммиаку, сернистому ангидриду, хлорметилу) пришёл более безопасный хладагент – фреон. Это вещество в различных вариантах используется и в современной технике.

В 1934 году General Electric начала выпускать недорогую бытовую модель «Лифтоп», в которой трубки конденсатора крепились к внутренним стенкам камеры.

В 1940-е гг. холодильники стали не только охлаждать, но и морозить. Морозильники появились сначала в виде отсека, а затем и отдельной камеры.

В Советском Союзе инженеры работали над созданием холодильников двух типов: абсорбционного и компрессионного. Несколько моделей прошли испытания, но в серийное производство был выпущена один компрессионный агрегат.

На Харьковском тракторном заводе работу над созданием бытового холодильника начали в 1937 году. Массовое производство агрегатов марки ХТЗ-120 было запущено в 1939 году. До войны было выпущено несколько тысяч холодильников объёмом 120 литров. В качестве хладагента использовался сернистый ангидрид, позволявший охлаждать воздух в камере до -3°С.

После войны производить холодильники стали на автозаводе ЗИС. Техника марки «Москва», выпускавшаяся с 1951 года, отличалась высоким качеством сборки и долгим сроком эксплуатации. Этот прибор работал на фреоне R12.

Все названные инженеры, учёные и промышленники внесли свой вклад в развитие этого бытового прибора, без которого сложно представить современную кухню.

Кратко историю изобретения холодильника можно представить так:

• 1803 год – рефрижератор Томаса Мура;
• 1858 год – абсорбционный аппарат Фердинанда Карре;
• 1879 год – Карл фон Линде создал прибор с компрессором;
• 1899 год – первый патент на холодильник зарегистрировал Альберт Маршалл;
• 1913 год – первый электрический холодильник;
• 1926 год – конструкция агрегата, придуманная Кристианом Стинструпом, практически не отличается от современной;
• 1930 год – использование фреона.

Однозначно ответить на вопрос «Кто изобрёл холодильник?» невозможно.

сайт и «Ростех» о том, что придумали люди, чтобы дольше хранить продукты

У истоков

Низкие температуры помогают лучше сохранить продукты. Эту нехитрую истину человечество постигло довольно рано. Ведь низкие температуры — это не обязательно холодильник. Этот огромный работающий от сети ящик со льдом, компрессором и конденсатором появился много позже. А вот в погребах и темных, прохладных местах люди начали хранить продукты довольно рано. Нечто подобное мы видим и в Вавилоне, и в Древнем Египте, и в Древней Греции.

В качестве хранения погреб неидеален и холодильнику он не замена

Роджер Бэкон

Это английский философ и естествоиспытатель, живший в XIII-м веке, заметил, что кусок мяса, пролежав в снегу, не испортился и сохранил свои вкусовые качества. Легенда гласит, что после этого Бэкон стал экспериментировать с разными продуктами, снегом и льдом, что, в итоге, кончилось печально. Ученый простудился, подхватил воспаление легких и умер. Насколько достоверна эта легенда, мы, возможно, никогда не узнаем. Зато, мы можем с уверенностью сказать, что в Китае, во времена Бэкона подобная технология уже вовсю использовалась. Правда, в те времена немногие европейцы забирались так далеко на Восток. На рубеже XIII-XIV-го веков в Китае побывал Марко Поло.

Марко Поло

Итальянский купец написал целую книгу о том, как можно использовать лед и снег. В Китае для хранения продуктов использовали небольшую емкость размером с вазу. Туда клали лед, снег и еду. Удобство состояло в том, что такой мини-холодильник можно было подавать прямо к столу. Так или иначе, но именно книга Марко Поло открыла Европе преимущества холодильника.

В создании холодильника поучаствовал даже Эйнштейн

Новый поворот произошел в 1686-м году, когда итальянец Франческо Прокопио деи Кольтелли открыл в Париже одно из первых в этом городе да и вообще в Европе кафе. Называлось оно в честь основателя — «Прокоп», а одним из главных его блюд были замороженные сладости, такие, как, например, шербет. Кафе имело огромный успех. Его посетителями, в разные годы, были Бальзак, Вольтер, Робеспьер и даже Бенджамен Франклин. Успех «Прокопа» способствовал появлению других подобных заведений, где тоже подавались замороженные продукты.

Кафе Прокоп и его знаменитые гости

Прокопио использовал тот же ящик, который описал Марко Поло, только температуры в нем были более низкими. В ящик закладывали большое количество льда, так что изобретение итальянца можно считать первым в истории морозильником. В 1803-м миру был представлен первый холодильник, подобный тем, что мы знаем теперь. Создал его британец Томас Мур, который занимался поставками в крупные города страны сливочного масла. Мур столкнулся с неприятной для него проблемой.

В 1803-м миру был представлен первый холодильник, подобный тем, что мы знаем теперь

Создатели холодильника

Изобретение Томаса Мура имело грандиозный успех. Холодильные камеры стали появляться во многих домах Великобритании. Первым городом, который пережил рефрижераторный бум, стал Лондон. Позже этот бум перекинулся на континент и за океан. В 50-х годах XIX-го века в разных уголках земного шара были сделаны открытия и изобретения без которых современный холодильник трудно себе представить. Американский врач Джон Гори придумал способ получения искусственного льда. По сути это было изобретение компрессора. Аппарат Гори внедрил в массы австралийский предприниматель Джеймс Харрисон.

Чертеж компрессора Джона Гори

Он поставил на принадлежавшей ему пивоварне холодильные камеры, использовавшие компрессоры. В 1858 француз Фердинанд Коре вывел искусственный способ получения холода. К началу XX-го века холодильные камеры уже широко применялись на предприятиях, связанных с производством продуктов.

Холодильная машина Фердинанда Коре

В первую очередь на бойнях. Первый холодильник для бытового использования был представлен миру в 1913-м году. Но коммерческого успеха он не имел. Аппарат считался опасным. Из-за неаккуратного его использования часто случались неприятные инциденты. В частности отравления диоксидом серы. Эти проблемы учел датский физик и инженер Кристиан Стинструп. В 1926-м году он создал бесшумный, безвредный и долговечный холодильник специально для дома. Его преимущество заключалось в относительно небольших размерах, ибо гигантские промышленные морозильные камеры никак не могли бы поместиться на чье-нибудь кухне. Даже самой большой. Любопытно, но в создании холодильника поучаствовал даже Альберт Эйнштейн.

Первый холодильник для бытового использования коммерческого успеха не имел. Аппарат считался опасным

Устройство эйнштейновского холодильника

Он разрабатывал безопасный холодильник, работавший на спиртовом топливе. Эйнштейн даже получил патент на свое изобретение, но коммерческого успеха проект не имел. Фреоновые холодильники быстро вытеснили детище великого ученого. От холодильника, который носит имя Эйнштейна, в итоге, остались лишь громкое название и несколько фотографий.

Холодильник в России

На Руси с XIII-го века широко использовали ледники — вместительный деревянный сруб, засыпанный льдом и снегом, где хранились продукты. Правда, хранить еду таким образом летом было, по понятным причинам, невозможно. Тем не менее, ледники применялись очень широко, а в XVI-м веке в боярских домах стали появляться ледяные вазы, по принципу, описанному Марко Поло. Зато именно Россия первой из стран мира стала использовать принцип Фердинанда Каре.

Томас Миджли — «отец» фреона, предложивший применять его для работы холодильников

В начале ХХ-го века в Москве и Петербурге открылись фирмы, создававшие искусственный лед. Они же предлагали своим клиентам аппарат под названием «Эскимо». Это был огромный агрегат, который работал угле, дровах, керосине и спирте. За несколько часов работы он производил до 12 килограмм искусственного льда. В СССР выпуск бытовых холодильников начался лишь в 1937-м году. Производством занимались тракторные и автомобильные заводы. В 1951-м к этому делу подключился ЗИС (ныне ЗИЛ), выпустивший первую партию знаменитых холодильников «Москва». В СССР, впрочем, холодильник долгое время считался роскошью. Позволить себе его приобретение могли далеко не все.

Изобретатель : Джон Гори
Страна : США
Время изобретения : 4 июля 1850 г.

Помещения для хранения продуктов, наполняемые льдом, появились несколько тысяч лет назад. Для императора Нерона слуги заготавливали на замерзших водоемах в горах снег и лёд. Южная Европа долгое время даже не подозревала того, что снег и лед способны принести пользу в хозяйстве. Знаменитый путешественник и купец Марко Поло после длительного пребывания в Китае написал книгу, в которой описал все достоинства льда и снега.

Начиная с 18 века ёмкости из фаянса и фарфора заполнялись с , после чего сверху укладывали колотый лёд. Своеобразный холодильник подавали прямо к столу.

В России широко использовались ледники, которые представляли собой сруб, врытый в землю. Набитый большим количеством снега и льда, укрытый толстым настилом, поверх которого была насыпана земля и уложен дерн, такой ледник позволял хранить длительное время скоропортящиеся продукты.

В 1686 году итальянец Франческо Прокопио открыл в Париже кафе Прокоп, которое пользовалось популярностью у парижан за счёт того, что в нём продавали замороженные щербеты и мороженое.

В 1803 году американский бизнесмен Томас Мур, поставляющий в Вашингтон сливочное масло, представил миру прототип кухонного холодильника, изготовленного своими руками. Не имея возможности доставлять масло к месту назначения специальным транспортом, он разработал, а затем воплотил в жизнь модель, которая позволяла хранить продукты длительное время. Для изготовления рефрижератора, именно так бизнесмен назвал своё изобретение, ему понадобились тонкие листы , из которых и была изготовлена ёмкость для масла. Обёрнутая шкурками кролика, ёмкость была помещена в специальную бадью, изготовленную из кедровых клепок, и затем засыпана сверху льдом.

Массово использовались в середине XIX века домашние ледники. Внешне их невозможно было отличить от обычных кухонных шкафов. Кроличьи шкурки для теплоизоляции уже не использовались, вместо них засыпались опилки и пробка. Отсек, который заполнялся льдом, в одних моделях был под камерой для продуктов, а в других над ней. Через кран талая вода сливалась в специальный поддон.

4 июля 1850 года американский врач Джон Гори впервые продемонстрировал процесс получения искусственного льда в созданном им аппарате. В своём изобретении он использовал технологию компрессионного цикла, которая применяется в современных холодильниках, а сам аппарат мог служить одновременно морозильником и .

В 1857 году австралиец Джеймс Харрисон стал применять холодильные камеры, работающие с использованием компрессора, в пивоваренной и мясообрабатывающей промышленности.

В 1857 году был создан первый железнодорожный вагон-холодильник.

Французский учёный Фердинанд Карре в 1858 году придумал, как за счёт абсорбции аммиака можно получать искусственный холод — придумал первую абсорбционную холодильную машину. Несмотря на то, что его способ был очень удачным, об изобретении забыли на несколько десятилетий.

В начале XX века в Москве была открыта фирма, которая предлагала всем желающим агрегат под названием «Эскимо». Данный агрегат был изготовлен по принципу предложенному Фердинандом Карре. При своих больших габаритах, агрегат не издавал громкого шума и был универсальным. Для работы необходимы были уголь, дрова, керосин или спирт. Один цикл работы «Эскимо» позволял получить 12 кг льда.

В 1879 году аристократ из Германии Карл фон Линде изобрёл устройство с компрессором, для работы которого он использовал аммиак. Благодаря его холодильной машине появилась возможность производить лёд в огромном количестве. Данные агрегаты сразу же закупили многие бойни и фабрики, изготавливающие пищевые продукты. Принцип работы представлял собой циркуляцию холодного рассола по системе труб, которая была разветвлена, таким образом помещение, в котором хранились продукты, охлаждалось. Данное изобретение позволило многим предпринимателям открывать холодильные склады больших размеров.

Первый бытовой электрический холодильник был создан в 1913 году. Как и промышленные холодильники, он работал с использованием принципа теплового насоса. В первых бытовых холодильниках в качестве охлаждающей жидкости использовались достаточно токсичные вещества.

В 1926 году со своим прежним студентом Лео Силардом предложили вариант конструкции абсорбционного холодильника, именуемого эйнштейновским.

В 1926 году датский инженер Кристиан Стинструп представил миру бесшумный, безвредный и долговечный холодильник, предназначенный именно для дома. Герметичный колпак скрывал как электродвигатель холодильника, так и его компрессор. General Electric приобрела патент на его изобретение.

Правда, первые холодильники стоили в два раза дороже, чем марки «Форд». Их называли «домашней фабрикой холода».

Первая получившая широкое распространение модель холодильника Monitor-Top была произведена фирмой General Electric в 1927 году. General Electric продала более 1 млн экземпляров Monitor-Top.

С 1930 года в качестве хладагента в бытовых холодильниках применяется фреон. В 1940-е годы в холодильниках появляются морозильные отделения, также возникают обособленные морозильные шкафы. В 1950-60-е годы на рынок выходят холодильники с функцией размораживания.

В СССР первые образцы бытового холодильника производятся в 1937 г. Серийный выпуск холодильников ХТЗ-120 начался в 1939 году на Харьковском тракторном заводе. Ёмкость камеры составляла 120 литров, до начала Великой Отечественной войны выпущено несколько тысяч экземпляров.

В 1951-м году автомобильный завод ЗИС выпустил первую партию знаменитых холодильников «Москва». Холодильники «Москва» отличались высоким качеством изготовления и долговечностью - многие холодильники продолжают работать спустя полвека, однако достигнуто это было ценой высокой трудоёмкости изготовления и расходу большого количества металла.

К 1962 году холодильники имели: в США - 98,3 % семей, в Италии - 20 %, а в СССР - 5,3 % семей.

Холодильник

Современный бытовой холодильник

Холоди́льник - устройство, поддерживающее низкую температуру в теплоизолированной камере. Применяется обычно для хранения пищи или предметов, требующих хранения в прохладном месте. Бытовой холодильник имеется почти в каждой семье в развитых странах. 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.

Холодильники могут подразделяться на два вида: среднетемпературные камеры для хранения продуктов и низкотемпературные морозильники.

Морозильник - отдельный прибор или составная часть холодильника, предназначенный для замораживания и хранения продуктов питания. Температура в морозильнике составляет обычно −18 °C. В последнее время наибольшее распространение получили двухкамерные холодильники, включающие в себя оба компонента. Первые двухкамерные холодильники были выпущены фирмой «Дженерал Электрик ».

История создания

Холодильник, заполняемый льдом

Помещения для хранения продуктов, наполняемые льдом, появились несколько тысяч лет назад. Для императора Нерона слуги заготавливали на замерзших водоемах в горах снег и лёд. Южная Европа долгое время даже не подозревала того, что снег и лед способны принести пользу в хозяйстве. Знаменитый путешественник и купец Марко Поло после длительного пребывания в Китае написал книгу, в которой описал все достоинства льда и снега.

Первый бытовой электрический холодильник был создан в 1913 году . Как и промышленные холодильники, он работал с использованием принципа теплового насоса . В первых бытовых холодильниках в качестве охлаждающей жидкости использовались достаточно токсичные вещества.

К 1962 году холодильники имели: в США - 98,3 % семей, в Италии - 20 %, а в СССР - 5,3 % семей.

К концу 2007 года, лидирующие позиции на рынке холодильников заняли следующие компании : Miele, BSH Bosch und Siemens Hausgeräte (Германия, торговые марки Bosch, Gaggenau, Neff, Siemens); General Electric, Whirlpool (США, торговые марки Whirlpool, Maytag); Electrolux Group (Швеция, торговые марки AEG- Electrolux, Electrolux, Zanussi); Indesit Company (Италия, торговые марки Ariston, Indesit, Stinol); Candy Group (Италия, торговые марки Candy, Hoover); Gorenje (Словения); «Атлант» (Беларусь). Также расширяли свое присутствие на рынке: Arcelik (Турция, торговые марки Beko, Blomberg); LG Electronics (Корея, торговая марка LG); Samsung Electronics (Корея, торговая марка Samsung); Matsushita Electric Industrial (Япония, торговая марка Panasonic); Sharp Electronics (Япония, торговая марка Sharp).

В 90-е годы в России были популярны холодильники отечественной марки "Стинол" (Липецк).

Типы холодильных агрегатов по принципу действия

• Компрессионный
• Абсорбционный
• Термоэлектрический
• С вихревыми охладителями

Устройство и принцип действия компрессионного холодильника

Основная статья: Парокомпрессионный холодильный цикл

Холодильный компрессор

Теоретической основой, на которой построен принцип работы холодильников, является второе начало термодинамики . Охлаждающий газ в холодильниках совершает так называемый обратный цикл Карно . При этом основная передача тепла основана не на цикле Карно, а на фазовых переходах - испарении и конденсации. В принципе возможно создание холодильника, использующего только цикл Карно, но при этом для достижения высокой производительности потребуется или компрессор, создающий очень высокое давление, или очень большая площадь охлаждающего и нагревающего теплообменника.

Основными составляющими частями холодильника являются:

• компрессор , создающий необходимую разность давлений;
• испаритель, забирающий тепло из внутреннего объёма холодильника;
• конденсатор , отдающий тепло в окружающую среду;
• терморегулирующий вентиль, поддерживающий разность давлений за счёт дросселирования хладагента;
• хладагент - вещество, переносящее тепло от испарителя к конденсатору.

Компрессор засасывает из испарителя хладагент в виде пара, сжимает его (при этом температура хладагента повышается) и выталкивает в конденсатор. В бытовых холодильниках используются герметичные поршневые мотор-компрессоры. В таких компрессорах электродвигатель располагается внутри корпуса компрессора, что позволяет предотвратить утечки хладагента через уплотнение вала. Для поглощения вибраций применяется подвеска компрессора. Подвеска компрессора может быть наружной, когда на пружине подвешивается корпус компрессора, или внутренней, когда подвешен двигатель компрессора внутри корпуса. В современных бытовых холодильниках наружная подвеска не применяется, так как она хуже поглощает вибрации компрессора, который к тому же производит больше шума. Для смазки компрессора применяют специальные рефрижераторные масла. Стоит отметить, что масло и хладагент хорошо растворяются друг в друге.

В конденсаторе нагретый в результате сжатия хладагент остывает, отдавая тепло во внешнюю среду, и при этом конденсируется , то есть превращается в жидкость, поступающую в капилляр. В бытовых холодильниках чаще всего применяются ребристо-трубные конденсаторы, в качестве оребрения применяется стальная проволока или стальной лист с прорезями. Охлаждение конденсаторов обычно естественное, за исключением холодильников больших объёмов.

Жидкий хладагент под давлением через дросселирующее отверстие (капилляр или терморегулируемый расширительный вентиль) поступает в испаритель, где за счёт резкого уменьшения давления происходит испарение жидкости. При этом хладагент отнимает тепло у внутренних стенок испарителя, за счёт чего происходит охлаждение внутреннего пространства холодильника. Испарители бытовых холодильников чаще всего листотрубные, сваренные из пары алюминиевых листов. Испаритель морозильной камеры часто совмещён с её корпусом, в то время как испаритель холодильной камеры (в холодильниках с двумя испарителями) располагают на задней стенке камеры.

Таким образом, в конденсаторе хладагент под воздействием высокого давления конденсируется и переходит в жидкое состояние, выделяя тепло, а в испарителе под воздействием низкого давления вскипает и переходит в газообразное, поглощая тепло.

Терморегулируемый расширительный вентиль необходим для создания необходимой разности давлений между конденсатором и испарителем, при которой происходит цикл теплопередачи. Он позволяет правильно (наиболее полно) заполнять внутренний объём испарителя вскипевшим хладагентом. Пропускное сечение ТРВ изменяется по мере снижения тепловой нагрузки на испаритель, при понижении температуры в камере количество циркулирующего хладагента уменьшается.

В бытовых холодильниках чаще всего вместо ТРВ используется капилляр. Он не меняет своё сечение, а дросселирует определённое количество хладагента, зависящее от давления на входе и выходе капилляра, его диаметра, длины и типа хладагента.

Большое значение имеет чистота хладагента: вода и примеси могут засорить капилляр или повредить компрессор. Примеси могут образовываться в результате коррозии внутренних стенок трубопроводов холодильника, а влага может попасть при заправке холодильника, либо проникнуть через неплотности (особенно в холодильниках с открытым компрессором). Поэтому при заправке тщательно соблюдается герметичность, перед заправкой контур вакуумируется. В каждом холодильнике имеется фильтр-осушитель , который устанавливается перед капилляром.

Обычно также присутствует теплообменник, выравнивающий температуру на выходе из конденсатора и из испарителя. В результате к дросселю поступает уже охлаждённый хладагент, который затем ещё сильнее охлаждается в испарителе, в то время как хладагент, поступивший из испарителя подогревается, прежде чем поступить в компрессор и конденсатор. Это позволяет увеличить производительность холодильника, а также предотвратить попадание жидкого хладагента в компрессор.

Принцип действия абсорбционного холодильника

Агрегат абсорбционного холодильника

Так же, как и в компрессионном, в абсорбционном холодильнике охлаждение рабочей камеры происходит за счёт испарения хладагента (чаще всего аммиака). В отличие от компрессионного холодильника, циркуляция хладагента происходит за счёт его растворения (абсорбции) в жидкости, обычно в воде. В одной единице объёма воды может быть растворено до 1000 ед. объёма аммиака. Насыщенный раствор аммиака из абсорбера поступает в генератор (десорбер), а затем в дефлегматор , где разлагается на аммиак и воду. Газообразный аммиак сжижается в конденсаторе и снова поступает в испаритель, а очищенная от аммиака вода поступает в абсорбер.

Для циркуляции воды в системе могут применяться разнообразные приспособления, например струйные насосы , что позволяет обойтись без движущихся частей. В систему холодильника добавляется также инертный к компонентам системы газ, например водород. В этом случае давление во всей системе почти одинаково, а испарение хладагента происходит за счёт изменения парциального давления .

Помимо аммиака и воды, могут использоваться и другие пары веществ - например, раствор бромистого лития, ацетилен и ацетон. Преимущества абсорбционных холодильников - бесшумность работы, отсутствие движущихся механических частей, возможность работы от нагрева прямым сжиганием топлива, недостатки - плохие удельные показатели хладопроизводительности на единицу объёма, чувствительность к положению в пространстве, а также недолговечность: трубопроводы такого холодильника относительно быстро засоряются продуктами коррозии. Кроме того, холодильный агрегат содержит ядовитый аммиак и горючий водород. Такие холодильники практически не используются в современных квартирах, но распространены в местах, где нет круглосуточного доступа к электричеству: например в домах на колёсах , где они работают от электричества на стоянках в кемпингах , а в пути работают от сжигания природного газа. Кроме того, абсорбционные агрегаты часто используются в промышленных холодильниках в тех случаях, когда более выгодно использовать энергию сгорания газа, а не электричество. Наиболее эффективно их использование в промышленности совместно с когенерационными установками, что позволяет утилизировать избыточное тепло и повысить КПД. В этом случае речь идет о так называемой тригенерации. Помимо этого, абсорбционные машины позволяют использовать сбросное тепло.

Принцип действия термоэлектрического холодильника

В основе работы термоэлектрического холодильника лежит Эффект Пельтье - когда при прохождении тока через контакт двух разнородных проводников в направлении контактной разности потенциалов происходит перенос тепловой энергии так, что один из этих «разнородных» проводников охлаждается, а второй нагревается за счет тепловой энергии от первого и электрической энергии прошедшего электрического тока. Холодильник на элементах Пельтье бесшумен, надёжен и долговечен, но большого распространения не получил из-за дороговизны охлаждающих термоэлектрических элементов. Ещё одним минусом является зависимость холодопроизводительности от температуры окружающей среды. Тем не менее, сумки-холодильники , небольшие автомобильные холодильники и кулеры питьевой воды часто делаются с охлаждением от элементов Пельтье.

Принцип действия холодильника на вихревых охладителях

Охлаждение осуществляется за счёт расширения предварительно сжатого компрессором воздуха в блоках специальных вихревых охладителей.
Распространения не получил из-за большой шумности, необходимости подвода сжатого (до 10-20 Атм) воздуха и очень большого его расхода, низкого коэффициента полезного действия. Достоинства - безопасность (так как не используется электричество и нет ни движущихся механических частей, ни опасных химических соединений в конструкции) долговечность, надёжность.

Устройство холодильного шкафа

Теплоизоляция

Стенки холодильного шкафа двойные, промежуток между стенками заполняется теплоизолирующими материалами: минеральной ватой , вспененным полистиролом или полиуретаном . От качества теплоизоляции зависит энергопотребление холодильника.

Полки

Продукты в холодильнике размещают на полках. Полки могут быть решетчатыми, что облегчает циркуляцию воздуха, либо стеклянными, позволяющими изолировать отделения друг от друга.

Дверь

С внутренней стороны двери для экономии места расположены дополнительные полки. На этих полках обычно хранят продукты в бутылках, консервы, а также яйца. Иногда на двери холодильника может располагаться ёмкость для напитков с выведенным на наружную поверхность патрубком с затвором, что позволяет использовать холодильник в качестве кулера . Во многих холодильниках навес двери съёмный, позволяющий выбрать направление открывания двери.

Уплотнитель двери

Для предотвращения попадания тёплого воздуха через щели между корпусом холодильника и дверью служит уплотнитель. Уплотнители современных холодильников имеют магнитную вставку, что позволяет отказаться от механических затворов на двери холодильника.

Циркуляция воздуха в камерах

Холодильники бывают с естественной и искусственной циркуляцией воздуха. В последнем случае часто применяется так называемая технология «No Frost» - когда испаритель отделён от основной камеры и сообщение воздушных потоков между испарителем и камерой осуществляется с помощью вентилятора. Благодаря этому удаётся избавиться от намерзания «шапки» инея на испарителе благодаря предварительному осушению воздуха, а также оттаиванию инея с испарителя без повышения температуры в камере. В некоторых холодильниках имеются специальные системы контроля за температурой и влажностью.

Автоматика и электрооборудование

Бытовые холодильники обычно работают циклично, периодически включаясь и выключаясь. Моментами включения и выключения управляет термодатчик. Это может быть механический термодатчик сильфонного типа, либо электронный. Для обеспечения правильного запуска двигателя используются пусковые и защитные реле, которые часто объединяют в один прибор. Дополнительно холодильники могут оснащаться системами оттаивания, предотвращающими образование инея на испарителе. Для освещения холодильной камеры устанавливаются лампы небольшой мощности, которые включаются при срабатывании датчика открытия двери. Некоторые холодильники оснащены сигнализацией открытия двери, которая срабатывает по таймеру, чтобы предотвратить потери холодного воздуха если дверь холодильника забыли закрыть.

Обозначения

На холодильниках обозначают температурный режим морозильной камеры в виде нескольких снежинок:

• * - температура до −6 °C. Замороженные продукты можно хранить не более недели.
• ** - температура до −12 °C. Замороженные продукты хранятся до месяца.
• *** - температура до −18 °C. Хранение продуктов до 3-х месяцев.
• *(***) - температура до −18 °C плюс быстрая заморозка свежих продуктов. Хранение продуктов до года.

По уровню потребления электроэнергии холодильники делятся на классы: (самый низкий) A++, A+, A, B, C, D, E, F, G (самый высокий).

Технические характеристики холодильников

• масса, кг;
• количество компрессоров;
• корректированный уровень звуковой мощности (шум), дБ ;
• общий объём, ;
• объём морозильной камеры, л;
• температура хранения в морозильной камере, не выше, °С ;
• температура хранения в холодильной камере, °С;
• номинальная потребляемая мощность, Вт ;
• суточное потребление электроэнергии, кВт*час /сутки;
• годовое потребление электроэнергии, кВт*час/год;
• мощность замораживания, кг/сутки;
• время повышения температуры в морозильной камере до −9 °С при отключении электроэнергии;
• наличие системы автоматического оттаивания;
• наличие зоны свежести.

Эксплуатация холодильников

Для сохранения свежести продуктов необходимо соблюдать правила хранения продуктов в холодильнике. Современные холодильники имеют множество камер, предназначенных для хранения различных продуктов: в каждой камере поддерживается температура, оптимальная для того или иного типа продуктов. Но даже в простых холодильниках с естественной циркуляцией воздуха температура на полках различается, поэтому необходимо правильно размещать продукты.

В наиболее холодных (температура около 0 °C) зонах размещают скоропортящиеся продукты: свежее мясо, рыбу, и т. д. Готовые блюда (салаты, кисели и т.д) наоборот нужно хранить в отделениях с более высокой температурой (около 8 °C). Продукты с резким запахом (мясо, рыбу, некоторые фрукты), или продукты, легко впитывающие запахи (молоко, масло) хранят раздельно, желательно в закрытой (но не плотно) таре. Следует вовремя избавляться от испорченных продуктов.

Не следует ставить в холодильник без автоматического оттаивания продукты, температура которых значительно выше комнатной, так как большое выделение пара способствует быстрому нарастанию инея на испарителе, снижению эффективности работы и увеличению расхода электроэнергии. Последнее касается также и холодильников с автоматическим оттаиванием. Размораживать замороженные продукты рекомендуется в холодильной камере: разморозка занимает больше времени, но позволяет сэкономить электроэнергию.

Согласно европейской статистике, для одного человека оптимален объём холодильника до 150л, два-четыре человека 200-280л, пять и более человек 300-320л.

Примечания

Ссылки