Електрична схема холодильника: пристрій та принцип роботи побутових холодильників

Холодильник не вмикається, і вам потрібно з'ясувати причину поломки? Вибираєте новий агрегат і хочете зрозуміти різницю в принципі роботи різних моделей? Допоможе в цьому електрична схема холодильника, в якій відображено взаємодію основних вузлів.

Розуміючи принцип роботи, ви зможете уникнути обману майстрів або полагодити холодильник самостійно, а також знизити ризик поломок і збільшити робочий ресурс апарату. У цій статті розглянемо схеми пристроїв різних типів: однокамерних та 2-3-камерних, з системою NoFrost і без неї, двокомпресорних, з механічним та електронним керуванням.

Принципова схема пристрою холодильника

Ще 30 - 40 років тому побутові холодильники мали досить просту будову: мотор-компресор запускався і відключався 2 - 4 пристроями, про застосування електронних плат управління і мови бути не могло.

Сучасні моделі мають безліч додаткових опцій, але принцип роботи в цілому залишається незмінним.

У старих холодильниках все додаткове обладнання зводиться до індикатора живлення та лампочки освітлення в холодильній камері, яка вимикається кнопкою при зачиненні дверей.

Терморегулятор - основний та єдиний орган управління, яким користувач може налаштувати роботу старого холодильника, розташовується зазвичай усередині холодильної камери. Під силовим важелем - ручкою, що обертається, - прихована пружина сильфона. Вона стискається, коли в камері холодно, тим самим розмикаючи електричний ланцюг та відключаючи компресор.

Щойно температура піднімається, пружина розпрямляється і знову замикає ланцюг. Ручка з вказівниками сили заморозки холодильника регулює допустимий діапазон температур: максимальну, коли компресор запускається, і мінімальну, коли охолодження припиняється.

Теплове реле виконує захисну функцію: контролює температуру двигуна, тому розташоване безпосередньо біля нього, часто поєднане з пусковим реле. При перевищенні допустимих значень, а це може бути 80 градусів і більше, біметалічна пластина в реле згинається і перериває контакт.

Мотор не отримає живлення до тих пір, поки не охолоне. Це захищає як від поломки компресора внаслідок перегріву, так і від пожежі в будинку.

Мотор-компресор має 2 обмотки: робочу та стартову. Напруга на робочу обмотку подається безпосередньо після всіх попередніх реле, але цього недостатньо для запуску. Коли напруга на робочій обмотці підвищується, спрацьовує реле пуску.Воно дає імпульс на стартову обмотку і ротор починає обертатися. В результаті поршень стискає і проштовхує по системі фреон.

Мотор-компресор стискає і перекачує фреон трубками системи, що забезпечує перенесення тепла з камер холодильника назовні, охолодження продуктів.

Загалом цикл роботи холодильника можна описати так:

Включення до мережі. Температура в камері висока, контакти терморегулятора замкнуті, двигун запускається.
1. Фреон у компресорі стискається, його температура підвищується.
2. Хладагент виштовхується в змійовик конденсатора, розташований за спиною або в піддоні холодильника. Там він остигає, віддає тепло повітрі і переходить у рідкий стан.
3. Через осушувач фреон потрапляє в тонку капілярну трубку.
4. Потрапляючи у випарник, розташований усередині камери холодильника, холодильний агент різко розширюється завдяки збільшенню діаметра трубок та переходу в газоподібний стан. Отриманий газ має температуру нижче -15 градусів, поглинає тепло з камер холодильника.
5. Трохи нагрітий фреон надходить у компресор, і все починається заново.
6. Через деякий час температура всередині холодильника досягає заданих значень, контакти терморегулятора розмикаються, мотор і рух фреону зупиняються.
7. Під впливом температури в приміщенні, від нових теплих продуктів у камері та відчинення дверей, температура в камері підвищується, терморегулятор замикає контакти та починається новий цикл охолодження.

Ця схема точно описує роботу старих однокамерних холодильників, в яких один випарник.

Однокамерні холодильники мають невелику морозильну камеру, не відокремлену теплоізоляцією від основної, одну дверцята. Продукти в передній частині морозилки можуть підтаювати

Як правило, випарник є корпусом морозилки у верхній частині агрегату, не ізольований від холодильної камери. Відмінності в пристрої інших моделей розглянемо далі.

Двокамерні та двокомпресорні моделі

У більшості доступних двокамерних моделей загальний фреоновий контур: після проходження випарником морозильної камери, холодоагент направляється в основну камеру, а лише звідти - в компресор.

Різниця температур досягається значною відмінністю довжини змійовика, яку не вдалося відобразити на схемі: у морозилці він повністю покриває 4 грані, а у відсіку з плюсовою температурою- лише невелику частину задньої стінки

Мотор вимикається за сигналом термореле, розташованим в основній камері, загальна схема електрики не відрізняється від однокамерних моделей.

У холодильниках No Frost ця система часто реалізована одним загальним випарником, розташованим у перегородці між камерами. Різниця температур регулюється турбінами та кількістю повітроводів, докладніше про такі моделі та їх електрику поговоримо далі.

Двокомпресорні моделі дозволяють незалежно керувати температурою в кожній камері. По суті, це два окремі, незалежні пристрої в одному корпусі - відповідно, і електрична схема повністю продубльована: окремий терморегулятор для кожної камери, окреме реле пускозахисту для кожного компресора.

Незалежне регулювання температури в кожній камері можливе і з одним компресором, при двоконтурній системі. Вона може бути реалізована у різний спосіб: з перевагою заморозки або абсолютно незалежними контурами.

У першому випадку термостат холодильної камери при досягненні заданої температури перекриває клапан, і фреон починає циркуляцію малого кола - тільки через морозилку. Компресор зупиняється при розмиканні контактів термостата морозильної камери.

Двоконтурна система дозволяє домогтися незалежного регулювання температури камер, не підвищуючи енергоспоживання та рівень шуму, при інших рівних характеристиках коштує дешевше за двокомпресорні моделі

У другому варіанті фреон має можливість циркуляції по будь-якому одному з контурів або по обом відразу, а регулюється цей процес відкриттям і закриттям певних клапанів за сигналом електронної плати управління.

Трьохкамерні холодильники та зона нульової температури

Свіжі м'ясо, птиця та риба недовго зберігаються в основному відсіку холодильника, а при заморожуванні втрачають частину корисних властивостей, смаку та аромату. Для них часто передбачена окрема скринька з температурою, близькою до нуля, або навіть окрема камера.

Найбільш точно підтримується температура в зоні свіжості за таких умов:

• окрема камера зі своїм випарником та термістором, система циркуляції фреону дво- або триконтурна. Варіант досить дорогий і громіздкий, але й об'єми камери значні;
• ізольований відсік в основній камері холодильника з системою No Frost, забезпечений додатковими повітроводами, що настроюються вручну, від випарника і термометром. Точність температури залежить від своєчасності ручного налаштування;
• аналогічне попередньому виконанню, в якому повітряні заслінки керуються електронним блоком.

Альтернативний варіант - охолодження від випарника основної камери.

Зона свіжості найчастіше розташовується між морозильною та холодильною камерами, охолоджується додатковим припливом повітря з першої

Як бачимо, нульова зона може бути реалізована в холодильниках з різною схемою електрики, для забезпечення її роботи можуть бути додатково включені терморегулятор або термістор, а також розширено плату електронного керування.

Система No Frost та саморозморозка

Описані вище холодильники мають крапельну систему розморожування. Це означає, що холодильній камері встановлено “випарник, що плачуть”: у період простою компресора іній на ньому тане природним чином, тому що температура в камері плюсова.

Вода, що утворилася, стікає по спеціальних жолобах через трубочку в контейнер, розташований над мотором або біля нього. Пізніше працюючий двигун сильно нагрівається, і вода випаровується. Морозилка за такої системи самостійно не відтає ніколи, до того ж іній утворюється не тільки на стінках камери, а й на продуктах.

Холодильники No Frost не потребують розморожування, інея в їх камерах, навіть морозилці, ви не побачите. Характерною особливістю таких моделей є наявність вентилятора, який розподіляє холодне повітря від випарника по камерах.

У холодильниках No Frost є стандартні пуско-захисні реле, удосконалене термореле, а також вентилятор і нагрівальні елементи для автоматичного відтаювання.

Сам охолоджуючий змійовик у таких моделях виглядає не як звична суцільна металева пластина, а як автомобільний радіатор або змійовик конденсатора позаду старих холодильників.

У загальній схемі роботи холодильника нові елементи поводяться так:

• вентилятор або турбіна запускається разом з компресором і рівномірно розподіляє холодне повітря камерами;
• коли термореле розмикає контакти, що живлять двигун у зв'язку з досягненням заданої температури, одночасно відключається і вентилятор;
• раз на 8 - 16 годин термореле включає нагрівальний елемент. Це електричний мат або дріт, що нагріває змійовик випарника для видалення з нього інею. Тепле повітря не потрапляє в камери холодильника, оскільки випарник прихований, а вентилятор вимкнено;
• коли весь іній відтанув, перемикач компенсації температури відключає підігрів;
• додатково термостат може керувати заслінкою, що регулює подачу холодного повітря в основну камеру каналами.

Розморозка таких холодильників схожа на “випарник, що плачуть” лише в одному: утворена вода також стікає по каналах в ємність біля мотора.

Випарник і вентилятор можуть бути приховані в перегородці між камерами, а для регулювання температури служать різна кількість повітроводів і рухомі заслінки в них

Описана вище схема – найбільш примітивна. Більшість сучасних моделей управляються централізовано, з електронної плати.

Основний недолік холодильників No Frost – пересихання продуктів через постійну циркуляцію повітря. Все доводиться зберігати в контейнерах із щільними кришками або загортати в плівку.

Оригінальне вирішення проблеми пропонує Electrolux у системі Frost Free. У цих агрегатах морозилка працює за системою No Frost, а в камері з плюсовою температурою встановлений класичний випарник. Електрична схема в цілому ідентична стандартним системам "без інею" .

Розумні холодильники з електронним керуванням

Класичні терморегулятори, з механічною поворотною ручкою та сильфоном усередині, в сучасних холодильниках зустрічаються все рідше.Вони поступаються місцем електронним платам, здатним керувати різноманітністю режимів роботи і додаткових опцій холодильника, що постійно збільшується.

Функцію визначення температури замість сильфон виконують датчики - термістори. Вони значно точніші і компактніші, часто встановлюються не тільки в кожній камері холодильника, а й на корпусі випарника, в генераторі льоду та зовні холодильника.

Багато сучасних холодильників мають електропривод повітряної заслінки, який робить систему No Frost максимально ефективною, зручною та точною в налаштуванні

Керуюча електроніка багатьох холодильників виконана на двох платах. Одну можна назвати користувача: вона служить для введення налаштувань та відображення поточного стану. Друга - системна, через мікропроцесор керує всіма пристроями холодильника для реалізації заданої програми.

Особливий електронний модуль дозволяє використовувати в холодильниках інверторний двигун.

Такі мотори не чергують цикли роботи на максимальній потужності і простою, як звичайні, а лише змінюють кількість обертів за хвилину, залежно від необхідної потужності. Внаслідок цього температура в камерах холодильника постійна, споживання електроенергії знижується, а робочий ресурс компресора - підвищується.

Використання електронних плат управління неймовірно розширює функціональні можливості холодильників.

Сучасні моделі можуть бути оснащені:

• панеллю управління з дисплеєм або без нього, з можливістю вибору та встановлення режиму роботи;
• множиною датчиків температури NTC;
• вентиляторами FAN;
• додатковими електромоторами М - наприклад, для подрібнення крижин у генераторі льоду;
• нагрівачами HEATER для систем відтайки, домашнього бару та ін.;
• електромагнітними клапанами VALVE - наприклад, в кулері;
• вимикачами S/W для контролю закриття дверцят, включення додаткових пристроїв;
• Wi-Fi адаптером та можливістю дистанційного керування.

Електричні схеми подібних пристроїв також піддаються ремонту: навіть у найскладнішій системі нерідко причиною несправності стає датчик температури, що вийшов з ладу, або подібна дрібниця.

Холодильники Side-by-side із сенсорним екраном керування, генератором льоду, вбудованим кулером та безліччю варіантів налаштування управляються досить великою та складною електронною платою

Якщо ж холодильник "глючить" і відмовляється коректно виконувати задану програму, або взагалі не включається, найімовірніше проблема стосується плати або компресора, краще довірити ремонт фахівця.

Висновки та корисне відео за темою

Про те, як влаштований і працює компресор побутового холодильника, наочно та докладно розповідають у цьому відео:

А тут на стенді збирають та підключають усі елементи електричного ланцюга холодильника No Frost:

Вся різноманітність сучасних побутових холодильників зводиться до однієї принципової електричної схеми, вдосконаленої та доповненої різними компонентами. Як би не відрізнявся Indesit останньої моделі від старого Мінська, виробляють холод вони за однаковим принципом.

Електричні ланцюги бюджетних і старих холодильників цілком піддаються домашньому ремонту за типовою схемою, електронні плати управління відрізняються для кожної серії. Але навіть вони мають схожу загальну будову.

А якому холодильнику віддали ви свою перевагу? Чи змогли дізнатися щось нове, цікаве та корисне з цієї статті? Діліться своєю думкою, досвідом та знаннями в коментарях нижче.