Электрическая схема холодильника: устройство и принцип работы различных моделей

Холодильник не включается, и вы хотите узнать, в чем причина неисправности? Или, может быть, вы подбираете новый прибор и хотите разобраться в различиях в работе разных моделей? Вам поможет электрическая схема холодильника, где представлено взаимодействие его основных компонентов.

Зная, как работает холодильник, вы сможете избежать обмана от мастеров или же самостоятельно провести ремонт, а также минимизировать вероятность поломок и продлить срок службы устройства. В этой статье мы изучим схемы различных типов холодильников: одно- и многокамерных, с системой NoFrost и без нее, с двумя компрессорами, а также с механическим и электронным управлением.

Основные компоненты холодильника включают компрессор, конденсатор, испаритель и дроссельный клапан. Компрессор отвечает за циркуляцию хладагента, который проходит через все элементы холодильной системы. Конденсатор, расположенный на задней стенке или в верхней части устройства, отводит тепло от газа, превращая его в жидкость. Испаритель, находящийся внутри камеры, испаряет хладагент, поглощая тепло из внутреннего пространства и таким образом охлаждая продукты. Дроссельный клапан контролирует поток хладагента между испарителем и компрессором.

Холодильники с системой NoFrost имеют специальный вентилятор, который циркулирует холодный воздух, предотвращая образование льда на стенках. Это значительно упрощает уход за аппаратом, так как вам не придется размораживать его вручную. В свою очередь, холодильники без этой системы требуют периодического размораживания, что может быть не очень удобным для пользователя.

Кроме того, следует учитывать, что модели с механическим управлением более просты и, как правило, дешевле, но лишены таких функций, как регулируемая температура и автоматическое поддержание заданных режимов. Электронные модели, хотя и стоят дороже, предлагают больше возможностей для кастомизации, включая функции быстрой заморозки или сохранения заданной температуры даже при кратковременных перебоях в электроснабжении.

Разбор электрической схемы холодильника позволит вам лучше понять, как воедино работают все эти компоненты и какие детали могут выйти из строя. Существует множество моделей и их электрические схемы могут варьироваться, поэтому рекомендуется изучить документацию, прилагающуюся к вашему прибору, для получения детальной информации.

Принципиальная схема устройства холодильника

Несколько десятилетий назад холодильники имели гораздо более простое устройство: работа мотора-компрессора контролировалась 2-4 устройствами, и речь о наличии электронных плат управления не шла.

Современные модели предлагают множество дополнительных функций, однако принцип их работы остается в целом прежним.

В старых холодильниках количество дополнительного оборудования ограничивалось индикатором включения и лампочкой освещения в морозильной камере, которая выключалась кнопкой при закрытии двери.

Основной орган управления — терморегулятор — представляет собой единственный элемент, с помощью которого пользователь может настраивать работу устаревших моделей холодильников. Обычно он располагается внутри морозильной камеры. За силовой ручкой скрыта пружина сильфона, которая сжимается при снижении температуры, размыкая электрическую цепь и отключая компрессор.

Когда температура в камере повышается, пружина расправляется и замыкает цепь снова. Ручка с показателями силы заморозки дает возможность регулировки допустимых температурных значений: максимальной, при которой компрессор включается, и минимальной, при которой охлаждение останавливается.

Тепловое реле служит защитным устройством: его задача — контролировать температуру двигателя, поэтому оно располагается рядом с ним и часто совмещается с пусковым реле. Если температура превышает допустимое значение, например, 80 градусов и выше, биметаллическая пластина в реле изгибается и размыкает контакт.

В этом случае мотор не получает питания, пока не охладится, что защищает как от перегрева компрессора, так и от возникновения пожаров.

Мотор-компрессор состоит из двух обмоток: рабочей и стартовой. Питание на рабочую обмотку подается напрямую после всех предыдущих реле, однако для запуска этого недостаточно. При увеличении напряжения на рабочей обмотке срабатывает пусковое реле, которое дает импульс на стартовую обмотку, и ротор начинает вращаться, сжимая и перемещая по системе фреон.

Мотор-компрессор сжимает и перекачивает хладагент по трубам системы, что обеспечивает отвод тепла из холодильных камер и охлаждение продуктов.

Цикл работы холодильника в общем можно описать следующими этапами:

1. Включение в сеть. Температура в камере высокая, контакты терморегулятора замкнуты, мотор запускается.
2. Фреон в компрессоре сжимается, и его температура возрастает.
3. Хладагент выталкивается в конденсаторный змеевик, находящийся сзади или в поддоне холодильника. Там он остывает, отдает тепло окружающему воздуху и переходит в жидкое состояние.
4. Затем фреон проходит через осушитель и попадает в капиллярную трубку.
5. При входе в испаритель, расположенный внутри холодильной камеры, хладагент резко расширяется благодаря увеличению диаметра трубок и превращается в газообразное состояние. Полученный газ имеет температуру ниже -15 градусов, поглощая тепло из камер холодильника.
6. После этого немного нагретый фреон возвращается в компрессор, и цикл начинается заново.
7. По истечении времени температура внутри холодильника достигает заданных значений, контакты терморегулятора размыкаются, и мотор перестает работать.
8. При воздействии комнатной температуры, новых теплых продуктов в камере и открывании двери температура внутри камеры поднимается, терморегулятор замыкает контакты, и начинается новый цикл охлаждения.

Эта схема точно описывает работу старых однокамерных холодильников, у которых имеется один испаритель.

Однокамерные холодильники часто имеют небольшую морозильную камеру, не отделенную теплоизоляцией от основной, и одну дверь. Продукты в передней части морозилки могут подтаивать.

Обычно испаритель встроен в морозильную камеру в верхней части устройства и не изолирован от холодильной камеры. Далее мы рассмотрим отличия в конструкции других моделей.

Двухкамерные и двухкомпрессорные модели

В большинстве доступных двухкамерных холодильников общий контур фреона: после прохода через испаритель морозильной камеры хладагент направляется в основную камеру, и только оттуда — в компрессор.

Разница температур достигается за счет значительного отличия в длине змеевика, что невозможно отразить на схеме: в морозильнике он полностью охватывает 4 грани, тогда как в основном отсеке с положительной температурой — только небольшую часть задней стенки.

Мотор отключается по сигналу термореле, расположенного в главной камере, и общая схема электрики остается аналогичной однокамерным моделям.

В холодильниках No Frost такая система часто реализована через один общий испаритель, расположенный в перегородке между камерами. Разница температур регулируется с помощью вентиляторов и количества воздуховодов, подробнее о таких моделях и их электрической схеме будет сказано далее.

Двухкомпрессорные модели позволяют управлять температурными режимами в каждой камере независимо. В действительности, это два самостоятельных устройства в одном корпусе, и, следовательно, электрическая схема полностью дублируется: отдельно стоящие терморегуляторы для каждой камеры, а также отдельные пускозащитные реле для каждого компрессора.

Независимая регулировка температуры в каждой камере возможна и с одним компрессором, при использовании двухконтурной системы. Это может быть реализовано различными способами: с преобладанием заморозки либо абсолютно независимыми контурами.

В первом случае термостат холодильной камеры перекрывает клапан при достижении заданной температуры, и фреон начинает циркулировать по малому кругу — только через морозильную камеру. Компрессор выключается при размыкании контактов термостата морозильной камеры.

Двухконтурная система позволяет добиться независимой регулировки температуры камер без увеличения энергопотребления и уровня шума, и при прочих равных характеристиках стоит дешевле аналогичных двухкомпрессорных моделей.

Во втором варианте фреон имеет возможность циркуляции по любому из контуров или по обоим одновременно, а процесс регулируется открытием и закрытием определенных клапанов на основе сигналов электронной платы управления.

Трехкамерные холодильники и зона нулевой температуры

Свежие мясо, рыба и птица не могут долго храниться в основном отсеке холодильника, а при заморозке теряют часть своих полезных свойств, вкуса и аромата. Для них часто предусмотрены отдельные ящики с температурой, близкой к нулю, или даже отдельные камеры.

Наиболее точно поддерживается температура в зоне свежести при таких условиях:

• отдельная камера с собственным испарителем и термистором, двух- или трехконтурная система циркуляции фреона. Этот вариант довольно дорогой и громоздкий, но объемы камеры значительно велики;
• изолированный отсек в основной камере холодильника с системой No Frost, оснащенный дополнительными настраиваемыми вручную воздуховодами от испарителя и термометром. Точностьtemperature зависит от своевременности ручной настройки;
• аналогичная предыдущему варианту система, но с управлением воздушными заслонками через электронный блок.

Альтернативным способом может быть охлаждение от “плачущего” испарителя основной камеры.

Зону свежести чаще всего располагают между морозильной и холодильной камерами, с дополнительным притоком воздуха из морозильника.

Как видно, нулевая зона может быть реализована в холодильниках с различным устройством электроники, для обеспечения её работы могут использоваться терморегулятор или термистор, а также усовершенствованная плата электронного управления.

Система No Frost и автоматическая разморозка

Описанные модели холодильников имеют капельную систему разморозки. Это означает, что в охлаждающей камере установлен “плачущий” испаритель: во время простоя компрессора иней на нём тает естественным образом, так как температура в камере положительная.

Образующаяся вода стекает по специальным желобам через трубочку в контейнер, находящийся над мотором или рядом с ним. Позже работающий мотор сильно нагревается, и вода испаряется. В такой системе морозильник никогда не размораживается самостоятельно, кроме того, иней образуется не только на стенках камеры, но и на продуктах.

Холодильники No Frost не нуждаются в разморозке, так как инея в их камерах, даже в морозильной, не будет. По характерной черте таких моделей — наличие вентилятора, который равномерно распределяет холодный воздух от испарителя по всем камерам.

В холодильниках No Frost присутствуют стандартные пускозащитные реле, улучшенное термореле, а также вентиляторы и нагревательные элементы для автоматической разморозки.

В таких моделях охлаждающий змеевик не представлен сплошной металлической пластиной, а выглядит как автомобильный радиатор или змеевик конденсатора в старых холодильниках.

В общей схеме работы холодильника новшества функционируют следующим образом:

• вентилятор или турбина запускаются вместе с компрессором и равномерно распределяют холодный воздух по камерам;
• как только термореле размыкает контакты, отключая питание в связи с достижением заданной температуры, одновременно прекращает свою работу и вентилятор;

• каждые 8 — 16 часов термореле активирует нагревательный элемент, который представляет собой электрический мат или провод. Он нагревает змеевик испарителя, чтобы удалить накопившийся иней. Теплый воздух не проходит в холодильные камеры, так как испаритель закрыт, а вентилятор отключен;
• после того как весь иней растает, переключатель компенсации температуры прекращает подогрев;
• также термостат может управлять заслонкой, которая регулирует подачу холодного воздуха в основное отделение через каналы.

Процесс размораживания таких холодильников напоминает работу “плачущего” испарителя только тем, что образовавшаяся влага стекает в контейнер около мотора.

Испаритель и вентилятор могут находиться за перегородкой между камерами, а температура регулируется с помощью различных воздуховодов и подвижных заслонок.

Наведенная выше схема является самой простой. Большинство современных моделей управляются через централизованные электронные контроллеры.

Главный недостаток холодильников No Frost заключается в том, что продукты могут пересыхать из-за постоянной циркуляции воздуха. Важно хранить их в контейнерах с плотно закрывающимися крышками или оборачивать в пленку.

Инновационное решение этой проблемы предложила компания Electrolux с помощью системы Frost Free. В таких устройствах морозильная камера функционирует по технологии No Frost, тогда как в отделении с положительной температурой установлен классический “плачущий” испаритель. Электрическая схема в принципе аналогична стандартным системам, не допускающим образования инея.

Интеллектуальные холодильники с электронным управлением

Традиционные терморегуляторы с механической ручкой и сильфоном внутри становятся все менее распространенными в современных холодильниках. Им на смену приходят электронные платы, которые способны управлять растущим числом режимов работы и дополнительных функций холодильника.

Задачу определения температуры, которую ранее выполнял сильфон, сегодня берут на себя датчики — термисторы. Они более точные и компактные, часто устанавливаются не только в каждой камере, но также на корпусе испарителя, в генераторах льда и снаружи холодильника.

Во многих современных моделях холодильников имеется электропривод заслонки, что делает систему No Frost наиболее эффективной, удобной и точной в настройке.

Управляющая электроника большинства холодильников реализована через две платы. Одна из них — пользовательская: она предназначена для ввода настроек и отображения текущего состояния. Другая, системная, управляет всеми компонентами устройства через микропроцессор для реализации заданных программ.

Отдельный электронный модуль позволяет использовать инверторный двигатель в холодильниках.

Эти моторы изменяют обороты в минуту, в отличие от обычных, которые переключаются между максимумом и простоями, в зависимости от необходимой мощности. Это обеспечивает стабильную температуру в камерах, снижает потребление электроэнергии и увеличивает ресурс компрессора.

Использование электронных плат значительно расширяет функциональные возможности холодильников.

Современные модели могут быть оборудованы:

• панелью управления с дисплеем или без, с возможностью выбора режима работы;
• множеством датчиков температуры NTC;
• вентиляторами FAN;
• дополнительными электромоторами М — например, для измельчения льда в генераторе;
• нагревателями HEATER для систем оттаивания, домашнего бара и пр.;
• электромагнитными клапанами VALVE — например, для кулера;
• выключателями S/W, чтобы контролировать закрытие дверцы и включение дополнительных устройств;
• Wi-Fi адаптером и функцией удаленного управления.

Электрические схемы таких устройств также можно отремонтировать: даже в самой сложной системе причиной неисправности часто становится вышедший из строя датчик температуры или другая мелочь.

Холодильники Side-by-side с сенсорной панелью управления, генератором льда, встроенным кулером и множеством вариантов настроек управляются обширной и сложной электронной платой.

Если же холодильник начинает вести себя некорректно, не выполняя заданные программы или совсем не включаясь, скорее всего, причина кроется в плате или компрессоре, в таком случае лучше обратиться к специалисту для ремонта.

Заключение и полезное видео по теме

Подробно о принципах работы компрессора бытового холодильника рассказывается в следующем видео:

Здесь на стенде демонстрируют процесс сборки и подключения всех элементов электрической цепи холодильников No Frost:

Все современные бытовые холодильники, независимо от модели, основаны на одной принципиальной электрической схеме, которую усовершенствовали множеством компонентов. Неважно, чем отличается последняя модель Indesit от старого Минска, они оба производят холод по одному и тому же принципу.

Электрические цепи бюджетных и старых холодильников вполне поддаются ремонту по стандартной схеме, в то время как электронные платы управления имеют свои особенности для каждой серии, но даже они обладают схожей конструкцией.

Какой холодильник вы выбрали? Узнали ли вы что-то новое и интересное из этой статьи? Поделитесь своим мнением, опытом и знаниями в комментариях ниже.