冷蔵庫の仕組み：主な種類の冷蔵庫の装置と動作原理

急速凍結とは何ですか？

2コンパートメント冷蔵庫の最新の冷凍庫には、急速冷凍機能があります。それは何ですか？すべてがとてもシンプルです。長い間、コンプレッサーはオフにならずに作動します。これにより、急速凍結の効果が得られます。しかし、これには欠点もあります。コンプレッサーが自動的にオフにならないことに常に注意する必要があります。これは、コンプレッサーの寿命が短くなることを意味します。この機能を強制的にオフにすると、コンプレッサーがオフになります。

冷蔵庫を製造している会社だけでなく、非常に多くの種類があるという事実にもかかわらず、家庭用冷蔵庫の冷却システムの動作原理はほぼ同じです。これを知っていると、冷蔵庫が故障した場合でも落ち着くことができます。そして、あなたの家に冷蔵庫の修理工を呼ぶと、あなたは彼の電話の理由を専門家に有能に説明することができます。

冷蔵庫の仕組みに関するビデオ：

圧縮冷凍機の動作原理

冷媒として使用されるフレオンは、乾燥フィルターに供給されます。乾燥フィルターは、さまざまな固体粒子からガスを除去し、そこからすべての余分な水分を収集します。次に、脱水および精製されたフレオンは、高圧ゾーンと低圧ゾーンを分離する一種の境界である毛細管を通って流出します。圧力が約9気圧から0.1気圧に低下するチューブから蒸発器に到達すると、冷却チャンバーに残った製品の熱によりフレオンが沸騰します。液体、沸騰、蒸発、フレオンも例外ではありません。その蒸気はコンプレッサーに吸い込まれ、サイクル全体が最初からやり直します。

冷凍機の全体の動作が依存するのは冷蔵庫の各要素に依存するため、冷蔵庫の各要素の作用メカニズムに特に注意を払う必要があります。コンプレッサーには、圧縮ユニット自体と小さな電気モーターが含まれており、これらは密閉されたハウジングに隠されています。

冷却を提供する主要な装置と呼ぶことができるのはコンプレッサーです-フレオンの蒸留に関するその絶え間ない仕事は、サイクル全体の動作を保証します。

冷蔵庫に取り付けられているコンデンサには次の2種類があります。

• コイルが植えられた金属のシートのように見えるシールドまたはシートパイプ。
• リブ付きのコイルであるリブ付きチューブ。

たとえば、Indesit NBS18AAは圧縮冷凍機です。

2圧縮冷凍機は、このタイプのデバイスの種類の1つにすぎません。つまり、冷凍庫を備えた従来の冷蔵庫です。コンプレッサーの1つは「冷凍庫」を冷却するために機能し、2つ目は冷凍室に冷却します。このおかげで、各チャンバー内の温度を個別に調整することができます。このような冷蔵庫の欠点は、電力消費量が増えることです。

圧縮冷凍機の電気系統とその動作原理

冷蔵庫が主電源に接続された後、電流はサーモスタットの閉じた接点、凍結/霜取りボタン、スタートリレーコイルを通過し、コンプレッサーモーターに入ります。モーターはまだ始動していないため、巻線に流れる電流が最大許容値を数回超え、接点を閉じて「スターター」をオンにし、始動リレー接点を開きます。エバポレーターが温度コントローラーに設定された値まで冷えると、接点が開き、エンジンが停止します。冷蔵庫のコンパートメント内の温度が一定の値に上昇すると、サイクルが再開されます。

特定の冷蔵庫の設計に応じて、電気システムはさまざまな方法で作成できます。保護リレーと始動リレーを組み合わせることができ、霜取りボタンを完全になくすことができ、特定の要素が追加されることがよくあります。ただし、このスキームは、「霜なし」技術のないコンプレッサータイプの装置の操作の基礎です。たとえば、LG GL-M492GQQL冷蔵庫で使用されます。

吸収式冷凍機、その配置方法、動作原理

コンプレッサータイプの冷蔵庫と同様に、このタイプのデバイスの内部チャンバーの冷却は、冷気の発生ではなく、アンモニアとして最も頻繁に使用される作動油の蒸発に関連しています。それはまた、水素またはいくつかのまだ不活性ガスを含んでいます。

このような装置には、吸収装置、脱着装置、およびデフレグメーターが装備されています。アンモニアが水に溶解すると、混合物全体が動き始めます。吸収体の溶液は、その物理的特性により、脱着器に移動し、そこで再び2つの予備成分に分解されます。凝縮器では、作動混合物は再び液体状態になり、次に再び蒸発器に行きます。アンモニアの移動は、ジェットポンプによって提供されます。

従来のコンプレッサーユニットが使用できない場合は、吸収式冷凍機がよく使用されます。日常生活では、その組成物に有毒物質が含まれているため、このような装置が設置されることはめったにありません。これは、人体に非常に有毒です。

チャンバー数に応じた冷蔵庫

現代のメーカーは、内部コンパートメントの数と場所の両方が異なる、かなり広範囲の冷蔵庫モデルを提供しています。これは、製品の寸法に影響を与える可能性があります。

シングルチャンバー冷蔵庫

このようなデバイスは、個別に配置された冷凍庫の存在を想定していません。原則として、食品を冷やすために設計されたコンパートメントと組み合わされており、一部のモデルでは完全に存在しない場合があります。現在、小型シングルチャンバー冷蔵庫とフルサイズ家電の両方が販売されています。ただし、仕様が大きく異なる場合があります。

そのような冷蔵庫を選ぶときは、家に住む意図されたユーザーの数だけでなく、部屋で利用可能な空きスペースからも始める必要があります。ほとんどの場合、シングルチャンバーデバイスはアパートとカントリーハウスの両方に最適です。比較的低コストであり、消費電力も最小限であるため、消費者の間で非常に人気があります。

2室冷蔵庫

2つのチャンバーで構成される設計は、上下両方に配置できるスタンドアロンの冷凍庫の存在を意味します。同時に、製品を冷却するために設計されたチャンバー自体は、2つのコンパートメントに分割できます。内部空間のゾーニングにより、冷蔵製品をさまざまな条件で保管することができます。

• 肉、魚、鶏肉の場合、湿度レベルが最大50％のゾーンが意図されています。
• 野菜、果物、ハーブの保管は、湿度レベルが90％に達する場所で行われます。

これらのタイプの冷蔵庫は、既製の食事を保管することに加えて、1つまたは別の食品の準備が必要な家族で使用するのが好ましい。

マルチチャンバー冷蔵庫

3つまたは4つのコンパートメントで構成されるモデルでは、異なる保管要件を持つ特定の製品を個別に配置できます。最も人気のある3室式冷蔵庫には、次のようなコンパートメントがあります。

• 独立した冷凍コンパートメント;
• 湿度の特定の指標を備えた冷却用コンパートメント。
• 鮮度ゾーン（別名「ゼロチャンバー」）。

生鮮食品専用のコンパートメントにより、野菜や肉に含まれる有用な要素が確実に保存されます。通常、家電製品は3つのチャンバーで構成され、4つのドアがあります。多数のコンパートメントを備えたモデルは、すでにプロフェッショナルとして分類されています。

冷蔵庫を並べて

アメリカから国内市場に登場したプレミアムクラスの冷蔵庫は、2ドアキャビネットの形で作られた大きくてかなり広々とした電化製品です。両方のコンパートメント（この場合は冷凍と冷蔵）は垂直に配置され、構造の左右の部分を完全に占めています。

このようなデバイスの幅は、部屋に追加の空きスペースを必要とする従来のマルチチャンバーモデルと比較してはるかに大きくなっています。冷凍庫のドアの外面には、原則として、冷水または角氷を供給するディスペンサーがあります。

リニアコンプレッサーオプション

このデバイスの場合、最も重要なパラメータは、冷却能力、発生電力、および動作圧力です。平均して、ほとんどのモデルの後者の指標は2〜4気圧の範囲です。この圧力レベルは、冷却システムを通るフレオンの通常の循環に最適です。

多くのメーカーは、機器を適切なレベルに保ち、冷却システムのパイプが破裂するのを防ぐために、機器に特別な圧力調整器を供給しています。

冷却能力について言えば、この指標は、デバイスの電力およびデバイスが使用する冷媒のブランドと密接に関連しています。冷凍能力は1時間あたりのキロカロリーで測定され、R12インデックスのフレオンを使用する多くの冷蔵庫（たとえば、一部のLGモデルの場合）では、デバイスの電力に応じて45〜150kcal/時間の範囲です。

参照。かつてはリニアコンプレッサーは非常にエネルギー効率が良いと考えられていましたが、今日ではインバータータイプのデバイスがこの暗黙の競争で明らかに手のひらを握っています。オフにすることなく動作するため（つまり、冷凍ユニットのエンジンをオンにした瞬間に最も深刻な負荷がかかる）、リソースがはるかに高く、エネルギーコストが低くなります。

ただし、このプラスの瞬間は、インバーターコンプレッサータイプの冷蔵庫モデルのコストによって簡単に相殺されます。

コンプレッサーが正常に機能しているかどうかを確認するために、修理担当者はマルチメーターを使用します。コイル巻線とケースの間に接続することにより、巻線の抵抗を測定します。基準からの上方への逸脱は巻線の損傷を示し、基準からの逸脱はシステムの短絡を示します。巻線のソースの材質と構造が異なる場合があるため、モデルごとに通常の抵抗の値が異なる場合があります。

冷蔵庫の一般的な障害

冷蔵庫の一般的な問題は次のとおりです。

1. 最大電力が選択されている場合でも、デバイスは冷却されないか、冷却が不十分です。この場合、ほとんどの場合、コンプレッサーが原因です。摩耗しているか、リレーが故障しています。また、マイクロクラックの出現により、システム内のほとんどすべての冷媒が排出された可能性もあります。
2. 冷凍庫内の氷の層の集中的な形成。多くの場合、根本的な原因は気密性の喪失です。この場合、ラバーシールを交換するか、ドアを調整します。
3. 水は下に溜まります。ほとんどの場合、問題はドレナージチューブの接合部にあります。冷蔵庫を動かした結果、場所がずれてしまうことがあります。

冷蔵庫のしくみ

デバイスの作業ユニットには、次のコンポーネントが含まれています。

• コンプレッサー;
• 排出および吸引パイプライン;
• コンデンサ;
• エバポレーター;
• 毛細管;
• フィルタードライヤー;
• エバポレーター;
• 冷媒（作動物質）。

システム全体の基本はコンプレッサーであり、デバイス内の作動物質の循環を保証します。コンデンサーは、外壁に配置されたチューブのシステムです。周囲の空気に熱を放出するように設計されています。チューブシステムの2番目の部分は蒸​​発器です。コンデンサーとエバポレーターは、フィルタードライヤーと非常に細いキャピラリーチューブによって分離されています。

チャンバー内の製品が氷にならないように、サーモスタットが内部に取り付けられています。必要な冷却度を設定できます。

フレオンは冷媒として使用され、ほとんどの場合イソブタン（R600a）です。

圧縮蒸発冷却装置

シングルチャンバーとダブルチャンバー

コンプレッサー装置と冷蔵庫の操作におけるフレオンの役割を理解した後、冷蔵庫の操作に直接進むことができます。シングルチャンバー製品と2チャンバー製品の場合、装置と動作原理は多少異なります。

シングルチャンバー冷蔵庫は、上から冷凍庫から冷蔵庫のコンパートメントに流入するフレオン蒸気によって空気を冷却します。まず、コンプレッサーの作動により蒸気が凝縮器に入り、次に液体状態になり、フィルターと毛細管を通って蒸発器タンクに入ります。そこでフレオンが沸騰し、冷蔵庫を冷やします。

冷却プロセスは周期的に発生し、温度が適切なレベルに達するまで移動します。その後、コンプレッサーがオフになります。

ほとんどのシングルチャンバーユニットでは、冷蔵庫内の温度は特別な窓を使った簡単な操作で調整されます。冷凍庫のコンパートメントの下には、冷気を通過させるための窓が付いた特別なパネルがあります。窓が広いほど、チャンバー内の温度は低くなります。非常にシンプルでありながら、信頼性が高く効率的なデバイス。

2室式冷蔵庫の動作は少し異なります。このようなシステムの装置は、各チャンバーに1つずつ、合計2つの蒸発器の存在を提供します。まず、液体状態のフレオンがキャピラリーチューブとコンデンサーを介して冷凍庫の蒸発器に送り込まれ、そこで冷気を送り始めます。

冷凍庫で十分に冷えた後でのみ、フレオンは2番目の蒸発器に入り、冷蔵庫のコンパートメント内の空気を冷却します。必要な温度に達すると、コンプレッサーがオフになります。ご覧のとおり、冷却システムの装置は非常に単純であるため、頻繁な故障は排除されます（適切な操作で）。

線形デバイス

このようなコンプレッサーを視覚的に見ると、2つの半分が溶接で接続された小さなバレルが見えます。チューブは中央から出ており、電気エネルギーを供給するための端子が本体に配置されています。リニアデバイスの動作原理は、ポンプの動作に基づいています。このタイプの冷蔵庫用コンプレッサーは、次のタイプに分類されます。

• 遠心力;
• ピストン;
• 輪転。

この分類では、動作原理だけでなく、さらに重要なことに、成績係数（COP）の値だけでなく、電力の観点からデバイスを分類します。このタイプのコンプレッサーを備えた冷蔵庫では、エンジンは常に最大出力で作動します。この使用方法は、電力網と冷凍システムに負荷をかけます。エンジンの始動と停止には、リレーの切り替え時に発生する電気ネットワークへの干渉が常に伴います。

遠心モーター

遠心圧縮機または動的圧縮機は、動作が遠心ポンプと似ています。それらは、スパイラルハウジングに配置された1つまたは複数のインペラで構成されています。ホイールが回転すると、遠心力が発生し、気体状態の冷媒に運動エネルギーが伝達されます。次に、このエネルギーは圧力に変換されます。

したがって、ガスを移動するすべての作業はファンによって発生します。遠心力と軸力があります。インペラに加えて、遠心ファンはその設計に吸込管と吐出管を備えています。軸方向のものは、ブレード付きのプロペラで構成されています。

ピストンタイプの作業

作動シリンダーに加えて、コンプレッサー設計の主要部分はピストンです。モーターのピストンタイプは、単気筒内燃エンジンと同様に機能します。シリンダーヘッドには、排出と吸引の2つのバルブがあります。クランク機構とクランクシャフトがピストンの動きを担っています。

このメカニズムの直接駆動によりピストンが始動し、逆方向の動きの間にガスを圧縮して押し出します。ほとんどの場合、ピストンの2ストロークで、シャフトの1回転が発生します。ピストンが右に動くと、凝縮器に真空が発生し、冷却ガスがシリンダーに吸い込まれます。ピストンが戻ると、圧力が上昇します。吸引バルブが閉じられ、加圧ガスが凝縮器に押し込まれます。ピストンの方向が変わるとすぐに排出バルブが閉じ、コンプレッサーが再びガス蒸気の排出を開始します。

ピストンを下げたときに形成される自由容積は、チャンバーを排出し、最大圧縮容積に対応するポイントを超えた後、リリースバルブを閉じます。ガス圧の上昇が大きくなります。壁の摩耗を減らすために、オイルがシリンダーに導入されます。冷媒中の粒子を取り除くために、セパレーターが取り付けられています。

このようなコンプレッサーの平均容量は、毎分100リットルを超えません。良い面は単純な製造プロセスであり、悪い面は低効率、高騒音、振動です。

ロータリーの運営原則

このセクションでロータリーコンプレッサーを検討すると、2つのネジがあり、その間に冷媒があります。したがって、このタイプはしばしばネジと呼ばれます。 1つのローターがリードで、もう1つがドリブンです。それらの間に物理的な接触はありません。本体には入口と出口の2つの穴があります。ガスが入口から入ると、スクリュー間で圧縮されて体積が減少し、キャピラリーチューブを介して冷凍ユニットに送られます。ハウジングは、加熱を避けるために液冷されています。

車の冷蔵庫のしくみ

自動車用冷蔵庫の熱電装置の冷熱は、次のように発生します。冷蔵庫に入れられた食品からの熱は、アルミニウム製の容器本体のプレートによって吸収されます。

熱電板に電流が流れ、半導体板の外側が加熱され、冷凍室本体に隣接する内側が冷却されます。構造的には、プレートの一部はチャンバー内に直接配置され、2番目は外側にあります。

次に、モジュールは暖かい空気を特別な装置であるスタビライザーに移動します。そこには小さなファンも設置されており、車内の周囲の空気に熱を放出します。

吸収式自動冷凍機の装置は、アンモニアと水を混ぜた溶液である冷媒を使用しています。溶液は一定の電気エネルギーによって加熱され、システム内を循環します。純粋なアンモニアの沸点は水の沸点よりも低いため、アンモニア水溶液の蒸気は凝縮器に送られ、蓄積された熱を環境に放出します。

パイプシステムを介して、アンモニアは冷蔵庫のチャンバーの蒸発器に移動し、その容量とそれに含まれる製品を冷却します。冷却中に得られる熱により、アンモニアは沸騰して気相になります。その後、蒸気は水に吸収され、さらに、溶液は新しいサイクルを開始します。

冷媒溶液は常に循環します。アブソーバーは吸引部分として機能し、サーマルポンプはブロワーとして機能します。

装置の特徴とNOフロストシステムを備えた冷蔵庫の操作

従来の家庭用冷蔵庫の主な欠点は、チャンバーに入り、蒸発器の壁に残る水分が定期的に凍結することです。その結果、結果として生じる霜がチャンバー内の空気の冷却を妨げます。通常の冷却プロセスが中断されます。

フレオンはシステム内を循環し続けますが、熱エネルギーを吸収する能力が低下します。

冷凍庫に厚い雪のコートの層が現れると、ユーザーは一度に2つの問題に直面します。

1.中の食べ物はあまり冷やされていません。

2.サーモスタットは高温状態では作動しないため、コンプレッサーモーターは連続的に作動するように強制されるため、負荷が増加します。この場合、メカニズムの部品ははるかに速く摩耗します。

そのため、ドリップエバポレーターを備えた冷蔵庫の運転中は、定期的に強制霜取りを行う必要があります。

ノーフロストシステムを使用すると、湿気が凍結しません。したがって、このタイプの冷蔵庫の操作スキームは、定期的な霜取りを意味するものではありません。

ノーフロストシステムは、次のもので構成されています。

• 電気ヒーター;
• デザインに組み込まれたタイマー。
• 熱吸収を促進するファン。
• 溶融水が排出される特殊なチューブ。

冷凍庫に設置された蒸発器は、ほぼどこにでも設置できるコンパクトなラジエーターです。ファンは、冷凍庫内で発生する熱をより効果的に吸収するために使用されます。

フロストシステムファンはありません。

蒸発器の真後ろにあるため、必要な方向に一定の空気の動きを提供します。したがって、食品は常に空気の流れにさらされているため、理想的には冷却されます。

同時に、凝縮液が蒸発器の壁に蓄積し、その結果、霜が徐々に形成されます。ただし、No Frostシステムに搭載されているタイマーにより、ある瞬間にヒーターが始動し、デフロスター処理が行われます。

発熱体をオンにすると、スノーコートの層が著しく減少し、解凍された水がチューブを通って移動し、冷凍室の外側にあるトレイを満たします。将来的には、湿気が自然に蒸発し、部屋の空気に入ります。

主に、家庭用冷蔵庫の装置は、冷凍庫専用の霜なしシステムの存在を前提としています。

しかし、それが設置されている現代のモデルもあります。これには冷蔵庫も含まれます。

このようなデバイスは、体系的なメンテナンスがはるかに少なくて済みます。それらの操作に関連する唯一の不便は、チャンバー内の食品のかなり速い乾燥と見なすことができます。

これは、システム内の空気の継続的な循環と、余分な水分を除去するほぼ継続的なプロセスの両方によるものです。

インバーターコンプレッサーの動作原理

将来の所有者がトピックに関心を示した場合、 冷蔵庫用コンプレッサー より良いのは、インバーターコンプレッサーを備えた新世代の機器を検討することをお勧めします。

インバータシステムを備えたユニットの動作原理：

1. デバイスの電源を入れると、設定温度がチャンバーに注入されます。インバーターは、必要なレベルの長期的なサポートを担当します。
2. 以前のデバイスとは異なり、これらのデバイスは、1日に数回のリニアユニットのように、オンまたはオフにしたときに「シャダー」効果がありません。

インバーターコンプレッサー

このような機能により、エンジンのスムーズで測定された動作が保証され、温度レジームは低下することなく動作します。これを考慮すると、そのような機器の耐用年数は線形モデルのそれよりもはるかに長いです。

さらに、インバータベースのマシンは信頼性が高く実用的であるだけでなく、低消費電力を提供します。テストの結果によると、ネットワークの負荷は25％削減されます。

このタイプのデバイスがBoschブランドのプレミアムセグメントで使用されていることは注目に値します。このブランドの冷蔵庫は、耐用年数が長く、パワーリザーブが高いため、最大負荷でも最大電力を使用せずに動作し続けることが特徴です。さらに、製品ラインの代表的なものは、低ノイズ効果が特徴です。したがって、冷蔵庫のどのコンプレッサーが優れているかが明らかになります。

インバーターコンプレッサー付き冷蔵庫

ただし、機器が故障した場合、作業能力の回復は資格のあるマスターの指導の下でのみ行う必要があります。したがって、ユーザーはメーカーの認定サービスセンターに連絡する必要があります。

注：Samsungは、デジタルインバータシステムを備えた冷凍装置に10年間の保証を提供しています。

インバーターコンプレッサーを備えた冷蔵庫の長所と短所

ポジティブな側面：

1. このタイプの冷凍ユニットは、エネルギー消費量が少ないという特徴があります。このため、ユニットには高省エネクラスが割り当てられています。この場合、他のタイプの発電所とは対照的に、20％の節約になります。この機能は、電源を入れた瞬間にのみ最大電力を使用するためです。残りの時間は、システムは減速して動作し、チャンバー内の必要な温度を確保します。

2. 設計と運用の側面を検討するときは、クワイエットモードに1つ含まれていることに注意してください。同時に、センサーからの音はありません。
3. ユーザーが設定した温度レジームは常に設定値にあります。
4. 長い耐用年数は、振幅ジャンプがないためであり、システムの減価償却が増加します。原則として、メーカーはデバイスに10年間の保証を提供し、さらに製品の品質を確認します。
5. コンプレッサーは最大電力を使用しないため、実質的にサイレント動作。
6. インバーター設備を使用することの良い面は、2つ以上のモデルを購入した消費者からのフィードバックにも見ることができます。調査によると、所有者は高負荷がないことに気づいています。

デバイスのモデルを選択するとき、将来の所有者は当然関心を示します。冷蔵庫のコンプレッサーのタイプ、どちらが優れているかです。専門家は、インストールの選択はユーザーの予算に依存することに注意してください。

このタイプのインストールには利点がありますが、欠点もあります。

1. 品揃えラインの欠点は、コストが高いことです。もちろん、将来的には、消費電力の節約により、デバイス購入の初期費用は完済します。ただし、これには最大3年かかります。
2. このタイプのコンプレッサーを備えた冷凍ユニットは、電力網の変動に非常に敏感です。このような状況は、機器の故障を引き起こす可能性があります。ただし、多くのメーカーは、組み込みのスタビライザーまたはバリアを設置することにより、機器に保護システムを追加で装備しています。

カントリーハウスまたはカントリーコテージにユニットを設置することが計画されている場合、ユーザーは、電圧安定器を追加購入することにより、ネットワークのサージから機器を独立して保護できます。安定動作の脅威がある場合にデバイスがトリガーされ、デバイスはスタンバイモードになります。ネットワークが正常に戻った後、システムは復元されます。

結果

コンプレッサー、吸収、渦、熱電のどのタイプが考慮されているかに関係なく、冷凍装置の装置には複雑なものは何もありません。それぞれのタイプには独自の長所と短所があり、特定の目的に使用されます。しかし、最も一般的なタイプの冷蔵庫-コンプレッサー。このタイプのユニットは、主に家庭用に使用されます。彼らの装置は単純であり、最も単純な物理法則の作用により機能します。

密閉されたパイプラインに存在する冷媒は、コンプレッサーの作用下で他の要素に入り、同時に熱を出したり受けたりするだけでなく、チャンバーの内部を冷却します。パイプラインの気密性が失われた場合、冷蔵庫は凍結せず、部品が故障した場合も同様です。ユニットの主要コンポーネントがどのように機能するかを知ることで、家電製品の動作期間を延長することができます。

ビデオ：冷蔵庫の動作原理（No.2）

冷蔵庫の動作原理

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