Секреты работы и преимущества использования газовых холодильников

2.1. Воздушные холодильные установки

В воздушных холодильных установках в качестве рабочего тела используется воздух, а передача теплоты от «холодного» источника «горячему» осуществляется за счет затраты механической энергии. Необходимое для охлаждения холодильной камеры понижение температуры воздуха достигается в этих установках в результате быстрого его расширения, при котором время на теплообмен ограничено, и работа в основном совершается за счет внутренней энергии, в связи, с чем температура рабочего тела падает. Схема воздушной холодильной установки показана на рис 7.14

Рис. 14. Схема воздушной холодильной установки: ХК – холодильная камера; К – компрессор; ТО – теплообменник; Д – расширительный цилиндр (детандер)

Температура воздуха, поступающего из холодильной камеры ХК в цилиндр компрессора К, поднимается в результате адиабатного сжатия (процесс 1 – 2) выше температуры Т3 окружающей среды. При протекании воздуха по трубкам теплообменника ТО его температура при неизменном давлении понижается – теоретически до температуры окружающей среды Тз. При этом воздух отдает в окружающую среду теплоту q (Дж/кг). В результате удельный объем воздуха достигает минимального значения v3, и воздух перетекает в цилиндр расширительного цилиндра – детандера Д. В детандере, вследствие адиабатного расширения (процесс 3-4) с совершением полезной работы, эквивалентной затемненной площади 3-5-6-4-3, температура воздуха опускается ниже температуры охлаждаемых в холодильной камере предметов. Охлажденный подобным образом воздух поступает в холодильную камеру. В результате теплообмена с охлаждаемыми предметами температура воздуха при постоянном давлении (изобара 4-1) повышается до своего исходного значения (точка 1). При этом от охлаждаемых предметов к воздуху подводится теплота q2 (Дж/кг). Величина q 2, называемая хладопроизводительностью, представляет собой количество теплоты, получаемой 1 кг рабочего тела от охлаждаемых предметов.

Неисправности

Чаще всего при эксплуатации сталкиваются с проблемой поднятия температуры в камере сгорания. Это происходит при подсоединении к баллону. Сбой в работе основных механизмов устраняется заменой.

Возможен выход из строя креплений полок и дверцы. Неполадки со звуковой и световой сигнализацией устраняются заменой неисправной детали.

Популярные неисправности касаются поджога горелки – после простоя устройство попросту не включается. Непрерывная работа приводит к повышению температуры в морозильной и холодильной камере.

Возможна утечка хладагента из испарителя. Для нейтрализации проблемы проводится полная диагностика.

Поломка тероморегулятора происходит из-за работы без остановки. В морозильной камере появляется лед и снег, если дверца не закрыта плотно. В данном случае заменяются уплотнители на дверце.

Газовое оборудование опасно для жизни, поэтому лучше доверить починку профессионалам.

Достаточно длительная история развития холодильной техники отмечена появлением различных видов бытовых холодильников. Среди существующих конструкций можно найти бытовой абсорбционный аппарат – газовый холодильник.

Модели холодильников на газу делают как стационарными, так и мобильными. Их относительно простая конструкция не исключает возможности создать устройство своими руками. Чтобы сделать газовый холодильник, необходимо изучить его устройство и принцип работы, согласны?

В статье подробно описана конструкция пропанового агрегата и технический цикл охлаждения, а также приведены пошаговые инструкции по сборке и переделке разных модификаций холодильников на газу.

Абсорбционный принцип работы – основа холодильной техники, которая могла бы работать на пропане.

Рассматривая газовый холодильник и принцип его работы, следует подчеркнуть: в абсорбционном холодильнике пропану отводится скромная функция газа-подогревателя. Главными же компонентами процесса абсорбции в конструкциях бытовых холодильников являются обычно аммиак и вода.

Так выглядит задняя стенка абсорбционного холодильника. Это одна из тех старых моделей аппаратов, которые подходят для модернизации – переустройства на газовое топливо вместо электрической энергии

Аммиак выступает в качестве хладагента, а вода исполняет роль вещества-поглотителя.

Газовая модель в упрощённом виде содержит следующие технологические модули:

1. Газовый нагревательный модуль.
2. Генератор (точнее – кипятильник).
3. Конденсатор.
4. Абсорбер (поглотитель).
5. Испаритель.

Газовым нагревателем осуществляется подогрев содержимого генератора. Модуль генератора предназначен для получения парообразного аммиака и подачи слабого аммиачного раствора в область абсорбера.

Конденсаторный модуль служит для охлаждения паров аммиака до температуры конденсации. А модуль под названием “абсорбер”, выполняет функции поглотителя аммиака. Испаритель газового холодильника служит генератором холода.

Особенности работы холодильника

Если говорить о том, можно ли размещать газовую трубу за холодильником, прежде всего, нужно проанализировать, все возможные факторы опасности и риска при эксплуатации холодильного оборудования.

Дополнительно не лишним будет рассмотреть краткий принцип работы холодильника. Это поможет в определении возможных проблем.

Почти любая модификация холодильника устроена так, что в его работе задействуется газ фреон, который проходя через систему теплообменника, меняет свое агрегатное состояние. За счет этого, снижается давление и температура газа, падает и температура в самой холодильной камере.

Вместе с этим, наружу отдается тепловая энергия, далее температура хладагента постепенно повышается и он снова отправляется в компрессор устройства.

Как охлаждает холодильник на пропане

Пропановый холодильник имеет горелку, которая в свою очередь нагревает генератор. Как только генератор достигает нужной температуры, он приводит смесь аммиака и воды к кипению. Нагретая жидкость проходит через трубки в блок сепаратора. Так как аммиак и вода имеют разный вес, они легко отделяются и аммиак, охлаждаясь с помощью конденсатора, преобразуется в жидкую форму. Вода остается, чтобы процесс продолжался. Как только аммиак переходит в жидкое состояние, то при смешении со сжатым водородом, сильно охлаждает его.

Пропановые холодильники имеют способность функционировать без электричества. Единственным требованием данного вида холодильного оборудования для работы на аммиачно-водяной смеси — постоянный источник нагрева.

Так как наличие электричества не обязательно, это делает такие холодильники идеальным выбором для жилых автофургонов и любителей отдыха на свежем воздухе. Пропановый холодильник отлично подойдет и для дачи, особенно если у вас перебои с электроснабжением или недостаточное напряжение в сети.

Коэффициент производительности или холодильный коэффициент

В реальных холодильниках работают разные циклы. Циклы холодильников на диаграмме p-V проходят против часовой стрелочки.

Идеальный цикл холодильника на диаграмме p-V, Q_нагр < 0, A < 0, Q_хол > 0, T_нагр > T_хол

Термическая эффективность охлаждения или нагрева производится в расчёте на количество механической работы. Как показатель качества её называют коэффициентом энергоэффективности или холодильным коэффициентом. Следующее относится к холодильной системе, использующей охлаждающую способность IQхолI: холодильный коэффициент = Q_хол / Q_нагр — Q_хол

Холодильный коэффициент определяют как отношение отнятого тепла Qхол к затраченной работе A: холодильный коэффициент = IQхолI / IAI. Выходная тепловая мощность — это сумма поглощённой мощности охлаждения и работы. Эфективность работы холодильника – это количество теплоты, отобранной от охлаждаемых веществ на 1 джоуль работы.

Процесс Карно представляет собой пограничный случай обратимого процесса, который требует идеальных условий, и которые технически недостижимы. Количество тепла также получите с помощью энтропии S. Изменение ΔS энтропии идентично для обратимого процесса Карно для двух изотермических изменений состояния при температурках T_хол и T_нагр

Если реальный процесс сравнивается с процессом Карно, то для систем охлаждения запишем следующее: холодильный коэффициент = T_хол  / T_нагр  — T_хол  = 1 / КПД_Карно, где температуры Т в Кельвинах.

Чиллер используется не только для охлаждения, но и для отопления. Бытовой холодильник также подогревает воздух. Принцип отопления предложен Томсоном и используется в теплонасосах.

Как пользоваться

Устройства оснащены холодильной и морозильной камерой, внутренней подсветкой, комфортным температурным режимом.

Абсорбционный холодильник работает на пропане. Включение осуществляется при помощи шланга через редуктор к штуцеру. Устанавливать изделие можно в любом месте. Лучше остановиться на вертикальной ровной поверхности. Нужно учитывать, что задняя стенка выделяет тепло и нагревает близлежащие предметы.

Газовые модели выделяют больше тепла, чем обычные. Поэтому холодильную камеру лучше не размещать возле стенки.Установка соответствует схеме установки газовой плиты. Шланг с редуктором подключается к штуцеру. Для перехода от питания баллоном к электроэнергии, холодильник присоединяется с помощью шнура к стандартной розетке. Не забудьте сначала отсоединить баллон с газом. Модели с функцией питания от электроэнергии оснащаются системой отключения газа. Она работает автоматически и срабатывает при обнаружении проблем с пламенем горелки.

Внутри холодильника имеются светодиодные лампы для освещения. Они работают на батареях, которые способны выдержать нагрузку 1 год. Если батарея разрядится, можно перейти на питание ламп через сеть. При этом сам агрегат работает от баллона.

Существуют модели, у которых есть функция регулировки температуры. Она осуществляется при работе от газа и от электричества.

Для очистки нельзя использовать порошки или кислоты. Это поцарапает внутреннюю поверхность и в этих местах потом образуется ржавчина.

При небрежной загрузке продуктов повреждается поверхность, а части сколотой эмали могут попасть в пищу. При разморозке нельзя использовать острые предметы для очистки испарителя ото льда и снега. Во время работы газовый агрегат нельзя накрывать. Следите, чтобы дверца плотно закрывалась.

Меры предосторожности:

• Устанавливать холодильную камеру в хорошо вентилируемом помещении;
• Не устанавливать во влажных и пыльных местах;
• Запрещается устанавливать рядом с открытыми источниками огня;
• Беречь от попадания прямых солнечных лучей и воды (дождя);
• Не размещать холодильник в зоне действия источников тепла, лучше поместить в прохладное место;
• Аккуратно перемещайте баллон с газом;
• Используйте только специализированные газовые баллоны;
• Перед началом работы проверьте исправность всех шлангов и прочих соединительных элементов, они должны быть герметичны и не пропускать газ;
• При присоединении газовой плиты к электросети следите, чтобы к одному блоку питания было подключено одно. Не перегружайте систему, чтобы не возникло проблем с проводкой;
• Не используйте шнур для подключения, имеющий трещины и повреждения;
• Не храните много вещей на верхней крышке холодильника;
• Не храните летучие и воспламеняющиеся вещества, а также жидкости внутри холодильника;
• Периодически проветривайте помещение и следите за вентиляцией воздуха;
• Не ставить сверху воду, если холодильник подключен к электросети.

Чтобы холодильная камера работала долго и бесперебойно, сразу после покупки нужно внутренние дверцы и полки вымыть теплой мыльной водой, протереть досуха и проветрить. В начале эксплуатации рекомендуется с периодичностью в 2 недели проветривать агрегат.

Абсорбционный холодильник

Абсорбционный (адсорбционный) холодильник – это агрегат, работа которого осуществляется за счет абсорбции воды. Хладагентом устройства является аммиак. Именно он растворяется в жидкости, которая находится в технической части агрегата. Далее водный раствор под действием давления перемещается в генератор, а из него – в дефлегматор. В последнем начинается процесс конденсации раствора, что приводит к отделению газа от жидкости.

Когда процесс закончится, пары концентрированного аммиака пройдут через конденсатор, где снова сожмутся от действия внешних сил, и поступят в испаритель. Вода же попадет в абсорбер. Таким способом осуществляется практически непрерывный процесс охлаждения.

Такие холодильники делятся на виды:

• газовые;
• электрические;
• электрогазовые.

Как работает такая техника?

Газовые холодильники выпускаются разных размеров, от компактных моделей объемом 33 л до обычных напольных образцов в 100 л и более. Разница между наружными и внутренними температурными показателями соответствует 30 градусам. Такой принцип работы агрегата означает, что в летний зной внутри прибора эти цифры будут ниже 0. Такие холодильники допускают заморозку провизии, поэтому многие образцы оборудованы встроенной морозилкой, в основном это относится к бытовым устройствам для дачи, кухни или столовой. Купить такие агрегаты можно в любом магазине бытового оборудования. Абсорбционный холодильник – невероятно надежный прибор, а сильной стороной агрегата является отсутствие движимых элементов, что сводит к нулю вероятность поломки. Эта особенность вызывает небольшое повышение цены на оборудование этого типа, однако купить его выгодно, поскольку надежное устройство окупится бесконечно долгим эксплуатационным сроком. Функционирование газовых холодильников напоминает работу обычного бытового оборудования. Они аналогичным образом поддерживают температуру в 2–4 градуса, но такие модели получают энергию от баллона с пропаном. Принцип работы такого устройства основывается на испарении хладагента, имеющего низкую температуру кипения. Густое вещество, равно как его носитель, в специальном отсеке нагревается до температуры кипения. Эти пары поступают в конденсатор, после чего перемещаются в жидком состоянии в испаряющий блок. Здесь они снова закипают, но уже при отрицательной температуре, тем самым забирают тепло из холодильного отделения. Дальнейший принцип работы связан с объединением носителей и переносом вещества в генератор-кипятильник. Как видно, процесс повторяется, образуя замкнутую цепь.

Внимание! При работе от задней стенки газового холодильника выделяется на 60% больше тепла по сравнению с обычным прибором, поэтому важно оставить промежуток между устройством и стеной

Установка газового холодильника осуществляется по аналогичной схеме, что и подключение плиты или духовки. Шланг с редуктором (лягушкой) подсоединяется к штуцеру, который обычно расположен в нижней части прибора. Сама горелка должна быть надежно защищена от влаги, быстро воспламеняющихся материалов и загрязнений. Исключить следует и влияние прямых солнечных лучей. Отдельные мини-агрегаты имеют дополнительные возможности, позволяющие выставлять нужную температуру.

Какое должно быть расстояние

Какое оптимальное расстояние от газовой или электрической плиты должно быть до холодильника? Независимо от качества теплоизоляции предусмотрена минимальная дистанция, которая должна составлять между холодильником и любым источником тепла.

Расстояние между плитой и холодильником должно быть не менее 20 см.

Норма расстояния:

• от газовой плиты – 20 см;
• от варочной панели – не менее 3 см;
• от духового шкафа и плиты с газовыми горелками – не менее 2 м.

Определяя дистанцию, нужно учитывать следующие аспекты:

• систему и модель оборудования;
• класс холодильника (на какую температуру воздуха рассчитан);
• наличие встроенного духового шкафа (соседство с ним не так опасно).

Важным фактором является и частота приготовления блюд. Если плита задействована постоянно, лучше устройство поставить как можно дальше.

Виды АБХМ

Все абсорбционные холодильные машины можно разделить по следующим признакам:

1. Количество контуров;
2. Тип нагрева;
3. Рабочие жидкости.

Абсорбционные машины бывают одноконтурными, двухконтурными и трехконтурными. От количества контуров зависит разница температур, которую можно получить. Чем больше контуров, тем более эффективно будет охлаждать установка.

АБХМ прямого нагрева работают за счет сжигания газа, жидкого или твердого топлива в самом агрегате. Машины непрямого нагрева используют внешний источник тепла – пар, воду, излучаемое тепло. Комбинированные абсорбционные машины используют прямые и косвенные источники тепла.

Существуют бромистолитиевые и аммиачные абсорбционные холодильные машины. В первых хладагентом является вода, абсорбентом – бромид лития LiBr. Во вторых хладагентом является аммиак NH3, абсорбентом – вода.

Принцип работы холодильника на газу

Технологический цикл охлаждения начинается с подогрева газовой горелкой концентрированного водоаммиачного раствора. За счёт более низкой температуры кипения аммиака это вещество вскипает быстрее воды. Начинается процесс образования концентрированных паров хладагента, которые поступают в конденсатор.

Здесь аммиачный пар конденсируется, и уже жидкий аммиак устремляется к испарителю, где за счёт отбора тепла от продуктов вскипает, образуя парожидкостную смесь.

Схемой абсорбционного холодильника предусматривается также работа устройства, которое носит название “дефлегматор”. Этот модуль установлен на выходе из кипятильника и предназначен для получения слабого водоаммиачного раствора в процессе частичной конденсации насыщенных паров.

Этот слабый раствор собирается в абсорбере. Туда же направляется насыщенная парожидкостная аммиачная смесь из испарителя, где абсорбируется. Далее цикл повторяется.

Большая часть абсорбционных бытовых холодильников оснащаются электрическими нагревателями. Например, из таких моделей можно отметить холодильники «Садко»
, «Морозко»
и другие.

Но электрический нагреватель вполне допустимо заменить любым другим источником тепла, включая пропановую горелку, радиатор отопления и даже дым печной трубы.

Поэтому отмеченные модели абсорбционной техники теоретически вполне допустимо использовать под создание своими руками холодильника на газу, функционирующего в постоянном режиме.

Плюсы и минусы холодильника на газу

• Способен бесперебойно функционировать от разных источников питания.
  Включает в себя стандартные розетки, сжиженный газ и возможность работать от автомобильных прикуривателей.
• Высокая производительность и энергоэффективность.
  
• Широкий ассортимент на рынке.
  
• Бесшумная работа.
  Конструкция газовой холодильной камеры не предусматривает наличие компрессора и других движущихся элементов. В результате во время работы нет никаких вибраций.
• После выключения агрегат долгое время поддерживает температуру.
  
• Долговечность.
  Благодаря отсутствию вибраций уменьшается износ всего оборудования и отдельных частей.
• Экономичность
  достигается за счет работы от баллонов с газом. Газ – экологически чистый продукт с низкой стоимостью.

Газовые агрегаты создаются разных размеров и габаритов. Это позволяет подбирать их для различных условий. Бывают вместительные образцы. Есть и небольшие, которые с легкостью поместятся в автомобиле. В сравнении со стандартными моделями, они вмещают в себя меньшее количество продуктов.

Из чего состоит абсорбционный модуль?

Абсорбционный тип предполагает движение хладагента по холодильной системе, которое происходит в связи с растворением аммиака в водной массе.

Основными частями абсорбционной холодильной камеры являются:

1. Генератор. Насыщенная аммиаком смесь подается в генератор, где происходит ее кипение. Генератор (кипятильник) нагревается за счет подключения к электрической сети или за счет тепла от горения газа.
2. Конденсатор. Он отдает тепло в окружающее пространство.
3. Абсорбер. Пары аммиака отсасываются абсорбером. Этот процесс основан на разнице давления пара – в абсорбере оно существенно ниже. В нем водоаммиачный раствор поглощает аммиачные пары. Насыщение водоаммиачной смеси аммиаком происходит, сопровождаясь выделением тепла. Поэтому абсорбер охлаждается водой.
4. Испаритель. В испарительном блоке, находящемся в подвергающемся охлаждению пространстве, из водоаммиачного состава в процессе кипения отделяются пары хладагента. Это возможно, поскольку температура, при которой кипит аммиак, равна 33,4 градуса по Цельсию, то есть она существенно меньше порога закипания воды.
5. Регулирующие вентили. Направляют хладагент в нужное устройство.
6. Насос. Подает перенасыщенный аммиачный раствор внутрь генератора.

Холодильный агрегат холодильника

Эти устройства соединяются трубами и собираются в замкнутую схему. Принципиальная схема холодильника, работающего по абсорбционному методу, изображена ниже.

ГАЗОВЫЕ ХОЛОДИЛЬНИКИ – ПОЛНОСТЬЮ БЕЗШУМНЫЕ.

В нашей компании Вы можете купить газовый холодильник. Мы всегда сможем Вас порадовать приемлемыми ценами. Продажа и доставка осуществляется по всей РФ.

ПРИНЦИП РАБОТЫ.

Наверное, хочется понимать, как работает абсорбционный холодильник, который Вы решили купить. Если нудными и заумными терминами, то выглядит это так…

Концентрированный раствор аммиака подогревается в бойлере и выходит в виде пара. Газ под высоким давлением превращается в жидкость в конденсаторе и переходит в пар при добавлении водорода. При этом забирается тепло из холодильной камеры. Затем аммиачный газ абсорбируется в абсорбере слабым раствором аммиака. Насыщенный раствор перетекает обратно в бойлер, где цикл начинается заново.

Вам из всего этого достаточно понять, что в корпусе холодильника, работающего на пропане, имеется бойлер. Для протекания процесса, который приводить к охлаждению, нам надо способствовать протеканию химической реакции. Катализатором процесса является нагрев аммиака в бойлере. Так вот данный нагрев мы осуществляем посредством сжигания природного газа в холодильнике. Если же кончился газ, и есть под рукой 12 или 220 Вольт, то бойлер греется встроенным в него электрическим тэном.

Где бы Вы не находились: на пикнике, на пляже или в саду на даче, наши портативные газовые холодильники созданы, чтобы быть с Вами. Их также можно взять с собой на борт автомобиля. При наличии у Вас баллона с газом, Вы не зависите от электричества и Ваши продукты и напитки всегда в свежем и охлаждённом состоянии. В зоне испарителя внутри холодильника, работающего на газе, имеется даже возможность готовить кубики льда для своих напитков.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА.

• Абсолютно бесшумная работа.
• Охлаждение с помощью газа не требует питания от сети.
• Бесперебойная работа при напряжении 12 В постоянного тока или 220 В переменного тока.
• Мощность охлаждения – до 33 °C ниже температуры окружающей среды в зависимости от объема и модели аппарата.

Преимущества и недостатки такого расположения

Чтобы в полной мере оценить все за и против, следует рассмотреть с какими сложностями и удобствами придется столкнуться.

Для начала определимся с преимуществами:

1. Возможность разместить холодильник и газовую трубу у себя на кухне по своим предпочтениям, ориентируясь на дизайн интерьера и т.д. Не редко, что планировка кухни делается в ущерб простым правилам техники безопасности.
2. Удобство уборки помещения. Устанавливая холодильник на небольшом расстоянии, удается уменьшить площадь для скопления пыли, грязи и прочего мусора.

Как ни странно, но больше преимуществ найти не удалось. Как говорилось выше, только соблюдение правил установки и использования оборудования может гарантировать безопасность при его эксплуатации.

Далее остановимся на недостатках:

• сложность в обслуживании техники;
• слишком близкое расположение холодильного оборудования к стене создает не правильные условия для его работы;
• в некоторых случаях перекрывающий газовый вентиль находится за холодильником, поэтому не позволяет перекрыть подачу газа, да и в случае с визитом сотрудником газовой службы придется объяснять, почему нет свободного доступа к газовому крану.

Зачастую, контролеры или газовщики ссылаются на то, что запрещается в принципе закрывать газовую систему для доступа посторонними предметами. Точной формулировки или ссылки на законы или акты при этом не они не предоставляют.

Изучив этот вопрос, мы также не нашли в российском законодательстве четких понятий и требований по размещению и расположению газовой трубы, кроме технического регламента. Но в нем нет речи о том, на каком расстоянии от газовой трубы разрешается размещать холодильник.

Что грозит холодильнику при установке вплотную с плитой

У холодильника установленного рядом с газовой плитой намного сокращается эксплуатационный срок.

Располагая рядом газовую или электрическую плиту, можно получить отрицательное влияние на холодильное оборудование. Что может произойти:

• снижается эксплуатационный срок агрегата (при высокой температуре начинает усиленно работать компрессор, так как внутри камер температура становится на несколько градусов выше);
• расплавляются пластиковые детали, что приводит к ухудшению герметичности и не эффективному охлаждению;
• ухудшается качество хранения продуктов (нестабильный температурный режим приводит к частому их оттаиванию и новой заморозке, особенно портится та пища, которая располагается рядом с плитой);
• увеличивается расход энергии за счет постоянной работы холодильного оборудования.

Ремонт по гарантии не будет сделан по причине неправильной установки холодильника.

Недостатки абсорбционного холодильника

Существенные недостатки описываемого устройства состоят в следующем:

1. Вода в водоаммиачной жидкости постепенно тоже начинает закипать. Пары воды будут также проникать в конденсатор, уменьшая долю попадающего туда аммиака, поскольку вода смешивается с аммиаком. Для устранения этого недостатка применяются специальные блоки, которыми пары аммиака освобождаются от паров воды.
2. При растворении аммиака в водной массе внутри конденсатора высвобождается тепло. При этом повышается температура системы и падает ее эффективность. Для повышения эффективности агрегата подогретую смесь применяют для нагревания насыщенного раствора, подаваемого в генератор.
3. Как отмечалось выше, абсорбционный холодильник не подлежит ремонту.