Холодильник — устройство, поддерживающее низкую температуру в
теплоизолированной камере. Применяется
обычно для хранения
пищи или предметов, требующих хранения в
прохладном месте.
История создания
Помещения для хранения продуктов, наполняемые
льдом, появились несколько тысяч лет
назад. Для императора Нерона слуги
заготавливали на замерзших водоемах
в горах снег и лёд. Южная Европа долгое
время даже не подозревала, что снег и
лед способны принести пользу в хозяйстве.
Знаменитый путешественник и купец Марко Поло после
длительного пребывания в Китае написал
книгу, в которой описал все достоинства
льда и снега.
Начиная с XVIII века ёмкости
из фаянса и фарфора заполнялись бутылками
с вином, после чего сверху укладывали
колотый лёд. Своеобразный холодильник
подавали прямо к столу.
В России широко использовались ледники,
которые представляли собой сруб,
врытый в землю. Набитый большим количеством
снега и льда, укрытый толстым настилом,
поверх которого была насыпана земля и
уложен дерн, такой ледник позволял хранить
длительное время скоропортящиеся продукты.
В 1686 году итальянец
Франческо Прокопио открыл в Париже кафе Прокоп,
которое пользовалось популярностью у
парижан за счёт того, что в нём продавали
замороженные щербеты и мороженое.
В 1803 году американский
предприниматель Томас Мур, поставляющий
в Вашингтон сливочное
масло, представил миру прототип кухонного
холодильника, изготовленного своими
руками. Не имея возможности доставлять
масло к месту назначения специальным
транспортом, он разработал, а затем воплотил
в жизнь модель, которая позволяла хранить
продукты длительное время. Для изготовления рефрижератора,
именно так предприниматель назвал своё
изобретение, ему понадобились тонкие
листы стали, из которых и была изготовлена
ёмкость для масла. Обёрнутая шкурками
кролика, ёмкость была помещена в специальную
бадью, изготовленную из кедровых клепок,
и затем засыпана сверху льдом.
14 июля 1850 года американский
врач Джон Гори впервые продемонстрировал
процесс получения искусственного льда
в созданном им аппарате. В своём изобретении
он использовал технологию компрессионного
цикла, которая применяется в современных
холодильниках, а сам аппарат мог служить
одновременно морозильником и кондиционером.
В 1857 году австралиец
Джеймс Харрисон стал применять холодильные
камеры, работающие с использованием компрессора,
в пивоваренной и мясообрабатывающей
промышленности.
В 1857 году был
создан первый железнодорожный вагон-холодильник.
Французский учёный Фердинанд Карре
в 1858 году придумал,
как за счёт абсорбции аммиака можно
получать искусственный холод — придумал
первую абсорбционную
холодильную машину. Несмотря на то, что его способ был очень
удачным, об изобретении забыли на несколько
десятилетий.
В начале XX века в Москве была
открыта фирма, которая предлагала всем
желающим агрегат под названием «Эскимо».
Данное устройство было изготовлено по
принципу, предложенному Фердинандом
Карре. При своих больших габаритах, устройство
не издавало громкого шума и было универсальным.
Для работы необходимы были уголь, дрова,
керосин или спирт. Один цикл работы «Эскимо»
позволял получить 12 кг льда.
В 1879 году аристократ
из Германии Карл фон Линде изобрёл устройство
с компрессором, для работы которого он
использовал аммиак.
Благодаря его холодильной машине появилась
возможность производить лёд в огромном
количестве. Данные агрегаты сразу же
закупили многие бойни и фабрики, изготавливающие
пищевые продукты. Принцип работы представлял
собой циркуляцию холодного рассола по
системе труб, которая была разветвлена,
таким образом помещение, в котором хранились
продукты, охлаждалось. Данное изобретение
позволило многим предпринимателям открывать
холодильные склады больших размеров.[2]
Первый бытовой электрический холодильник
был создан в 1913 году.
Как и промышленные холодильники, он работал
с использованием принципа теплового
насоса. В первых бытовых холодильниках в качестве
охлаждающей жидкости использовались
достаточно токсичные вещества.
В 1926 году Альберт Эйнштейн со
своим прежним студентом Лео Силардом предложили
вариант конструкции абсорбционного холодильника,
именуемого эйнштейновским.
В 1926 году датский
инженер Кристиан Стинструп представил
миру бесшумный, безвредный и долговечный
холодильник, предназначенный именно
для дома. Герметичный колпак скрывал
как электродвигатель холодильника, так
и его компрессор. General Electric приобрела
патент на его изобретение.
Первая получившая широкое распространение
модель холодильника Monitor-Top была произведена
фирмой General Electric в 1927 году.
General Electric продала более 1 млн экземпляров
Monitor-Top.
С 1930 года в
качестве хладагента в
бытовых холодильниках применяется фреон.
В 1940-е годы
в холодильниках появляются морозильные
отделения, также возникают обособленные
морозильные шкафы. В 1950—1960-е годы на
рынок выходят холодильники с функцией
размораживания.
В СССР первые
образцы бытового холодильника производятся
в 1937 году.
Серийный выпуск холодильников ХТЗ-120
начался в 1939 году на
Харьковском тракторном заводе. Ёмкость
камеры составляла 120 литров, до начала Великой Отечественной
войны выпущено несколько тысяч единиц.
В 1951 году автомобильный
завод ЗИС выпустил
первую партию знаменитых холодильников
«Москва». Холодильники «Москва» отличались
высоким качеством изготовления и долговечностью —
многие холодильники продолжают работать
спустя полвека, однако достигнуто это
было ценой высокой трудоёмкости изготовления
и расхода большого количества металла[3].
К 1962 году холодильники имели: в США —
98,3 % семей, в Италии —
20 %, а в СССР —
5,3 % семей.
Описание принципа
действия единицы техники со схематизацией
физического принципа работы
Холодильники системы NO FROST отличаются
от холодильников с обычной системой охлаждения
тем, что в морозильной камере они не имеют
привычного испарителя из металла, на
который укладываются замораживаемые
продукты.
Испаритель, который правильнее
называть воздухоохладителем, в таких
моделях скрыт за пластиковыми панелями,
а холодильная камера вообще не имеет
своего испарителя. Продукты в холодильниках NO FROST охлаждаются
циркулирующим по камерам холодным воздухом,
охлаждённым при прохождении через воздухоохладитель.
Конструктивно испаритель (воздухоохладитель)
в холодильниках NO FROST в большинстве
моделей холодильников внешне напоминает
автомобильный радиатор
и может располагаться как в
верхней, так и в нижней части морозильной
камеры или за панелью на задней стенке
этой камеры. За испарителем устанавливается
вентилятор, который забирает воздух из
морозильной и холодильной камер и прогоняет
его через испаритель.
При прохождении через испаритель
воздух охлаждается и по системе каналов
направляется на охлаждаемые продукты.
Большая часть охлаждённого воздуха поступает
в морозильную камеру, а меньшая – по дополнительному
каналу в холодильную. Исключение составляют
холодильники FROST FREE, в холодильной
камере которых установлен “плачущий”
испаритель, и холодный воздух циркулирует
только в пределах морозильной камеры.
Вопреки названию системы NO FROST (что у нас
переводится как “без инея”), иней всё-таки
образуется – просто его не видно, т.к.
он образуется на закрытом от глаз испарителе.
Периодически, раз в 8-16 часов, этот иней
оттаивается нагревательными элементами,
расположенными под испарителем или вмонтированы
непосредственно в его конструкцию.
Командует оттайкой либо механический,
либо электронный таймер. Подробнее о
системе оттайки Вы можете узнать ниже
на примере холодильника STINOL-104.
На данной схеме не изображены
пуско-защитное реле, датчик задержки
вентилятора и некоторые другие элементы,
чтобы не усложнять схему.
Условные обозначения:
Пр – плавкий предохранитель;
1, 2 и 3 – контакты таймера;
R1 – нагреватель испарителя;
R2 – нагреватель поддона каплепадения;
L 1 – индикаторная лампа.
Принцип работы:
- При включении холодильника питание
220В подаётся на плавкий предохранитель ПР через включенные контакты термостата Т-Т, далее через контакты 1 и 2 таймера на мотор вентилятора и на мотор-компрессор.
- Датчик перегрева в тёплом состоянии
разомкнут, и ток через моторчик таймера
не проходит, т.е. таймер в начале работы
холодильника не работает. При понижении
температуры в морозильной камере датчик
перегрева, установленный на испарителе,
замыкается, и таймер начинает отсчитывать
время работы холодильника в режиме замораживания.
- Отсчитав цикл замораживания, таймер
размыкает контакты 1 и 2 и замыкает контакты
1 и 3. При этом разрывается цепь питания
вентилятора и мотор-компрессора, и включаются нагреватели R1 и R2. Пока датчик перегрева замкнут, ток на моторчик таймера не поступает, и таймер не работает.
- Температура на поверхности испарителя
повышается, иней с него оттаивает, и из-за
повышения температуры на испарителе
размыкаются контакты датчика перегрева.
Начинает работать моторчик таймера, и
через некоторое время таймер размыкает
контакты 1 и 3 и замыкает контакты 1 и 2.
Запускается мотор-компрессор, вентилятор,
и начинается цикл замораживания.
-
Тенденции и перспективы развития
холодильников
Национальные особенности быта
и питания, средний уровень жизни, состояние
промышленности и ее способности воплощать
замыслы конструкторов в реальные изделия
диктуют потребительские и технические
характеристики бытовых холодильных приборов
(БХП), отвечающие разнообразным требованиям
поктелей.
По мере изменения уровня
и стиля жизни людей меняются и их требования
к покупаемым изделиям. Требования покупателей
к выбираемому холодильнику определяются
их финансовым положением, жилищными условиями
и индивидуальными эстетическими запросами.
Под влиянием требований покупателей
происходят постоянные изменения БХП.
Конструкторы создают все новые «новинки»,
а производство осуществляет их освоение.
Благодаря непрерывному совершенствованию
техники и просвещению покупателей, изделия,
при первом появлении на рынке пользовавшиеся
весьма ограниченным спросом, становятся
широко популярными. Более дорогие БХП
повышенной комфортности и ограниченного
спроса переходят в разряд массовых с
умеренными ценами. Престижные и элитные
БХП занимают место моделей повышенной
комфортности.
По мере изменения уровня
и стиля жизни людей меняются и их требования
к покупаемым изделиям. Требования покупателей
к выбираемому холодильнику определяются
их финансовым положением, жилищными условиями
и индивидуальными эстетическими запросами.
Под влиянием требований покупателей
происходят постоянные изменения БХП.
Конструкторы создают все новые «новинки»,
а производство осуществляет их освоение.
Благодаря непрерывному совершенствованию
техники и просвещению покупателей, изделия,
при первом появлении на рынке пользовавшиеся
весьма ограниченным спросом, становятся
широко популярными. Более дорогие БХП
повышенной комфортности и ограниченного
спроса переходят в разряд массовых с
умеренными ценами. Престижные и элитные
БХП занимают место моделей повышенной
комфортности.
Специалисты уже много лет
озабочены идеей создания бытового холодильника
с использованием естественного холода
для охлаждения продуктов. В Америке более
20 лет назад разработаны конструкции холодильников,
использующих естественный холод, когда
температура окружающего воздуха вне
помещения ниже температуры в охлаждаемой
камере.
Специалисты уже много лет
озабочены идеей создания бытового холодильника
с использованием естественного холода
для охлаждения продуктов. В Америке более
20 лет назад разработаны конструкции холодильников,
использующих естественный холод, когда
температура окружающего воздуха вне
помещения ниже температуры в охлаждаемой
камере.
Рабочие температуры в камерах
современных БХП составляют от +14 С до
-18 С, а окружающие температуры воздуха
в зимнее время во многих регионах опускается
ниже -30 С. При всей остроте энергетического
кризиса серийное производство наиболее
экономичных холодильников с использованием
естественного холода (хотя бы для регионов
с умеренным и холодным климатом) до настоящего
времени не налажено. Имеются только единичные
разработки.
Рабочие температуры в камерах
современных БХП составляют от +14 С до
-18 С, а окружающие температуры воздуха
в зимнее время во многих регионах опускается
ниже -30 С. При всей остроте энергетического
кризиса серийное производство наиболее
экономичных холодильников с использованием
естественного холода (хотя бы для регионов
с умеренным и холодным климатом) до настоящего
времени не налажено. Имеются только единичные
разработки.
Автомобильные и судовые
холодильники в пути питаются от бортовой
сети автомобиля/судна 12/24 В, а на стоянке
от стационарной бытовой сети 220/115 В. В
Америке, Швейцарии, Швеции, Франции и
Японии созданы транспортные холодильники
с питанием от альтернативных источников
энергии (газ, керосин, бензин, солнечная
энергия). Холодильники с питанием от альтернативных
источников энергии особенно необходимы
для людей, которые живут и работают в
полевых условиях.
Надежность и цена во все времена остаются
определяющими критериями для внедрения
«новинок» в производство БХП.