Классификация холодильников по принципу действия

Холодильники классифицируются по принци­пу действия на следующие типы:

- компрессионные;

- абсорбционные (абсорбционно-диффузионные);

- термоэлектрические;

- пароэжекторные.

Холодильники компрессионного типа имеют в своем составе компрессор, который использует­ся для обеспечения циркуляции хладагента в си­стеме за счет преобразования электрической энергии в механическую. В этих холодильниках забор тепла из внутренней камеры происходит при кипении рабочего вещества (хладагента) в испарителе. В качестве рабочих веществ рань­ше применяли фреоны, которые в настоящее время замене­ны другими углеводородами. В качестве хладагента в бытовых компрессион­ных холодильниках применяются фреоны (R12, R134a), а в последнее время — изобутан (R600a). Аппараты этого класса в настоящее время получили наибольшее распространение. Они дешевы в изготовлении, бе­зопасны в эксплуатации и просты в ремонте.

В бытовых холодильниках абсорбционного (абсорбционно-диффузионного) типа для создания циркуляции хладагента в сис­теме вместо компрессора используется нагрева­тельный элемент (ТЭН). В них движущихся час­тей нет, холод в них создается за счет тепла. Охлаждение происходит путем выпаривания сжиженного хладагента при относительно высоких температурах и давле­нии. В абсорбционно-диффузионных холодильниках в каче­стве хладагента используют аммиак и воду, которая служит абсорбентом. Забор тепла из камеры холодильника также происходит при кипении хладагента в испарителе.

По сравнению с компрессионными, подоб­ные холодильники расходуют почти в два раза больше энергии. В продаже эти аппараты уже почти не встречаются. Производство адсорбци­онных холодильников весьма хлопотно, опасно для здоровья человека и вредно для окружаю­щей среды. Это связано с тем, что в качестве хладагента в них используется аммиак. Холоди­льники этого типа, несмотря на все недостатки, имеют и преимущества, одно из основных — это бесшумность.

Термоэлектрические холодильники не имеют хладагента, их работа основана на использовании эффекта Пельтье, заклю­чающегося в том, что при пропускании постоянного электри­ческого тока через термоэлемент из двух последовательно со­единенных (спаянных) материалов с разной термоэлектродви­жущей силой на одном его контакте (спае) выделяется тепло, а на втором — тепло поглощается. Холодные спаи термобатареи размещают в холодильной камере, а горячие — вне камеры.

Такие холодильники бес­шумны, отличаются высокой надежностью, ком­пактны, имеют малый вес. Но удельный расход энергии подобных аппаратов, по сравнению с другими типами холодильников, гораздо выше.

Область применения термоэлектрических уста­новок ограничена автомобильными холодильни­ками. [19]

Пароэжекторные холодильные машины (ПЭХМ) относятся к группе теплоиспользующих холодильных машин, так как они потребляют извне не механическую, а энергию, передаваемую в форме теплоты. Для привода насосов ПЭХМ потребляют и некоторое количество электроэнергии. Пароэжекторная машина представляет собой систему совмещенных неразделимых процессов прямого и обратного циклов, т. е. в ней совмещены пароэнергетическая установка с двигателем — эжектором и холодильная машина со струйным компрессором — эжектором. Пароэнергетическая установка включает в себя парогенератор, эжектор, конденсатор и насос. В состав холодильной машины входят эжектор, конденсатор, дроссельный (регулирующий), вентиль и испаритель.

Рабочим веществом пароэжекторных машин служит чаще всего вода, а в последнее время и хладоны. Использование воды в качестве рабочего вещества целесообразно вследствие ее безвредности и относительной дешевизны. Однако применить воду в компрессорных машинах невозможно из-за очень больших значений удельного объема сухого насыщенного пара при низких температурах. Так, например, при поддержании в испарителе температуры насыщения 0°С (р = 0,00061 МПа) компрессору пришлось бы отсасывать водяной пар, имеющий удельный объем 226 м³/кг (для сравнения сухой насыщенный пар хладона R12 имеет объем 0,05566 м³/кг), что можно было бы осуществить лишь при огромных размерах цилиндров или колес в центробежной машине. Это ведет к большим потерям энергии, а также увеличивает стоимость машины. Отсасывание водяного пара из испарителя паровым эжектором позволило создать относительно компактную машину.

Недостатком этих машин является их низкая энергетическая эффективность из-за значительных потерь в эжекторе, а также необходимость поддержания глубокого вакуума в испарителе и конденсаторе.

Пароэжекторные машины  не нашли применения в бытовой тех­нике, наиболее широко используются для кондиционирования воздуха на промышленных предприятиях, весьма перспективны они и для кондиционирования воздуха на судах, где особенно при работе главной энергетической установки появляется большое количество вторичных энергоресурсов. [29]