Общим для этих двух типов холодильников является отсутствие движущихся и гремящих деталей, оба характеризуются тихой работой (термоэлектрический вариант еще тише) и крайне редкой поломкой. При этом термоэлектрический агрегат вообще не использует жидкие хладагенты – теплоносителем здесь является электричество, которое циркулирует между внутренним и наружным блоками.
Как сделать газовый холодильник на пропане своими руками
Электрические нагревательные элементы в "Садко" расположены на сифонной трубке внизу, в задней части устройства. Эта область защищена металлическим кожухом, под которым находится слой изолятора, например, минеральной ваты.
Алгоритм создания газового холодильника:
Сначала снимите электронагреватель, расположенный под слоем изоляции.
Установите прибор в подходящем месте.
Снимите защитный кожух.
Снимите изоляцию.
Снимите электрод с сифонной трубки
Операция выполняется с особой осторожностью, так как холодильная система заполнена аммиаком до 2,0 атм, и разгерметизация системы опасна для людей.
Устанавливается теплотрасса, работающая на жидком газе.
В области сифонной трубки устанавливается модуль, который нагревает среду, но его нельзя нагревать открытым пламенем.
Изготавливается теплообменник, например, из куска меди, во внутреннюю полость которого вставляется горелка.
Этот модуль должен быть плотно прикреплен к сифонной трубке устройства вместо электрического модуля.
Он должен быть оснащен защитой от перегрева, так как допустимый диапазон рабочих температур "Садко" составляет от 50 до 175 C.
Длительное использование такого охладителя требует не только контроля Т теплоносителя в теплообменнике, но и контроля пламени, давления пропана и обеспечения розжига. Для этой цели могут подойти автоматические устройства безопасности и зажигания, например, от газового котла.
Неисправности
Наиболее распространенная проблема, возникающая в процессе эксплуатации, – повышение температуры в камере сгорания. Это происходит при ее подключении к баллону. Неисправность основных механизмов можно устранить их заменой.
Возможны поломки опор полок и дверей. Отказы звуковой и визуальной сигнализации можно устранить заменой неисправной детали.
Распространенные неисправности связаны с зажиганием горелки – прибор просто не включается после простоя. Непрерывная работа приводит к повышению температуры в морозильной и холодильной камерах.
Возможна утечка хладагента из испарителя. Для устранения проблемы проводится полная диагностика.
Отказ термостата из-за безостановочной работы. В морозильном отделении появляется лед и снег, если дверь закрыта неплотно. В этом случае необходимо заменить уплотнения на дверце.
Газовые приборы опасны для жизни, поэтому их ремонт лучше поручить профессионалам.
Строительство пропанового холодильника
В основе холодильной техники, которая может работать на пропане, лежит принцип абсорбции.
Рассматривая газовый холодильник и принцип его работы, важно подчеркнуть: в абсорбционном холодильнике пропан выполняет скромную функцию нагревательного газа. Основными компонентами процесса абсорбции в бытовых холодильниках обычно являются аммиак и вода.
Так выглядит задняя стенка абсорбционного холодильника. Это одна из старых моделей приборов, которые подходят для модернизации – перевода на газ вместо электричества.
Аммиак выступает в качестве хладагента, а вода – в качестве абсорбента.
Газовая модель, в упрощенном виде, содержит следующие технологические модули:
- Модуль газового отопления.
- Генератор (котлы).
- Конденсатор.
- Абсорбер (поглотитель).
- Испаритель.
Газовый нагреватель нагревает содержимое генератора. Модуль генератора используется для выработки паров аммиака и подачи слабого раствора аммиака в зону абсорбера.
Модуль конденсатора используется для охлаждения паров аммиака до температуры конденсации. Модуль, называемый абсорбером, выполняет функцию поглотителя аммиака. Испаритель газового охладителя служит в качестве генератора хладагента.
Принцип работы газового охладителя
Холодильный цикл начинается с нагревания концентрированного водного раствора аммиака с помощью газовой горелки. Благодаря более низкой температуре кипения аммиака, это вещество закипает быстрее, чем вода. В результате начинается процесс образования концентрированного пара хладагента, который поступает в конденсатор.
Здесь пары аммиака конденсируются, и жидкий аммиак поступает в испаритель, где он закипает, образуя смесь пара и жидкости в результате отвода тепла от продуктов.
Диаграмма, показывающая принцип работы абсорбционного чиллера. В качестве нагревателя генератора здесь используется газовая горелка. Однако в действительности нагреватель может быть практически любого типа (+).
Схема абсорбционного охладителя также предусматривает работу устройства, называемого "дефлегматор". Это устройство устанавливается на выходе из котлов и предназначено для получения слабого водного раствора аммиака путем частичной конденсации насыщенных паров.
Этот слабый раствор собирается в абсорбере. Смесь насыщенных паров аммиака и жидкости из испарителя направляется туда, где она абсорбируется. Затем цикл повторяется.
Абсорбционный чиллер, подготовленный для модернизации. В данном случае металлическая защитная панель, теплоизолятор (слой минеральной ваты) и электрический нагреватель были удалены. Осталась только муфта на сифонной трубе.
Большинство бытовых абсорбционных холодильников оснащены электрическими нагревателями. Например, стоит упомянуть следующие модели. "Садко", "Морозко" и другие.
Как понять, тихий или шумный холодильник?
На бытовую технику распространяются специальные стандарты, которые определяют, какими характеристиками должен обладать прибор, чтобы быть отнесенным к определенной группе. Эти нормы часто противоречивы и конфликтуют между собой. Документ, который относится к тихим холодильникам, – СТ СЭВ 4672-84. Несмотря на свой преклонный возраст, он до сих пор актуален. В нем содержатся данные о холодильниках, позволяющие классифицировать их:
- Группа А:
- До 200 литров – 40 дБ.
- От 200 до 400 литров – 43 дБ.
- Более 400 литров – 50 дБ.
- До 200 литров – 42 дБ.
- От 200 до 400 литров – 45 дБ.
- Более 400 литров – 55 дБ.
- Группа C:
- До 200 литров – 53 дБ.
- От 200 до 400 литров – 55 дБ.
- Более 400 литров – 60 дБ.
Класс громкости холодильника зависит от его объема. Инверторные компрессоры в настоящее время способны достигать 42 дБ (дорогие модели Liebherr достигают 38 дБ), но более низкие уровни никогда не наблюдались. Адсорбционные холодильники явно относятся к группе А. В этих приборах просто ничто не шумит, только слегка шуршит хладагент. Выбор самого тихого холодильника означает выбор синонима слова адсорбция.
Как измерить шум холодильника? Метод заключается в корректировке звукового давления путем исключения из спектра частот, неслышимых человеческим ухом. Это относится к компрессорам, способным излучать ультразвук. Что касается адсорбционных холодильников, то здесь коррекция не требуется; искомым параметром будет измеренное звуковое давление. Для проведения эксперимента потребуется микрофон и методика.
Тестируемый бесшумный холодильник устанавливается в помещении без звуковых отражений. В домашних условиях потребуется натяжной потолок и ковры на полу и стенах. Состав прибора определяется в соответствии с СТ СЭВ 1351-78 или СТ СЭВ 1807-79. Холодильник ставится на твердый пол на расстоянии 15 см от отражающей стены. Допускается использование ровного окрашенного бетона. Ближайший угол находится на расстоянии не менее 1,5 м. Микрофоны располагаются так, как показано на рисунке.
Принцип работы абсорбционного охладителя
Для примера механизма работы такого оборудования рассмотрим смесь аммиака в качестве хладагента – он чаще всего используется в автомобильных холодильниках.
Смесь закипает в генераторе и поступает в конденсатор в виде пара. Остаток смеси, из которого выкипела большая часть аммиака, поступает в абсорбер, где он вновь насыщается аммиаком. Тем временем образовавшийся пар аммиака поступает в конденсатор, где снова превращается в жидкость и направляется в испаритель. В описанной системе хладагент забирает тепло изнутри холодильника и отдает его наружу, попадая в конденсатор.
Читайте также: Как работает машина для мороженого и как сделать мороженое дома.
В абсорбционном механизме хладагент движется по двум цепям. Большая цепь обеспечивает работу всего механизма и включает в себя газообразный и жидкий аммиак, а также смесь воды и аммиака. Меньшая цепь предназначена для восстановления нужного процентного содержания аммиака в смеси.
Основные компоненты
Механизм абсорбционного чиллера состоит из следующих обязательных узлов.
- Генератор. Именно отсюда аммиачная смесь с высоким процентным содержанием аммиака поступает в абсорбционный чиллер. Здесь она нагревается за счет сжигания топлива или электрических нагревательных элементов.
- Конденсатор. Узел, позволяющий отводить максимальное количество тепла в окружающую среду.
- Абсорбер. Он отвечает за насыщение обедненного водного раствора аммиака аммиаком. Отсос паров аммиака происходит за счет разницы давления – внутри абсорбера она ничтожна. Химический процесс внутри аппарата выделяет тепло, поэтому абсорбер оснащен системой водяного охлаждения.
- Испаритель. Устройство, расположенное в непосредственной близости от камер охлаждения, предназначено для испарения аммиака, которое происходит при температуре 33,4 градуса.
- Регулирующие клапаны. Отвечают за подачу вещества от узла к узлу в правильном порядке и дозировке.
- Насос. Перекачивает перенасыщенный раствор аммиака из абсорбера в генератор.
Принцип работы абсорбционного холодильника
Проще всего изучить принцип работы абсорбционного холодильника на примере IceBall, запатентованного в 1923 году. По внешнему виду это два круглых металлических контейнера, расположенных на разных уровнях и жестко соединенных между собой металлической трубкой. Система герметична, и внутри содержится водный раствор аммиака. В основном изобретатели экспериментировали с различными веществами, но чаще всего использовался аммиак.
Об окончании этого этапа сигнализировал специальный свисток. Затем проводился "водный тест". Для этого нужно было нанести каплю воды на верхнюю часть соединительной трубки. В идеале вода должна зажурчать и испариться. Обычно для этого требуется нагрев в течение 90-100 минут.
ВАЖНО: на этом этапе давление внутри системы повышается до 35 атм.
Весь цикл работы абсорбционного холодильника основан на изменении растворимости сжиженных газов при разных температурах и схематично показан в инструкции к такому оборудованию.
1. "Горячая сфера" нагревается, а "холодная сфера" помещается в ведро с водой. Во время фазы "зарядки" аммиак, растворенный в воде, вытекает и конденсируется в виде "холодного шара". Было замечено, что лучше нагревать на медленном огне в течение 1,5 – 2 часов.
Окончание этого этапа сигнализировалось специальным свистком. Также был проведен "водный тест". Для этого необходимо было поместить каплю воды на верхний сегмент соединительной трубки. В идеале вода должна зашипеть и испариться. Для этого обычно требуется нагрев в течение 90-100 минут.
ВАЖНО: во время этого этапа давление внутри системы повышается до 35 атм.
2. Положение шаров меняется – теперь "холодный шар" остается снаружи, а "горячий шар" опускается в ведро с водой для более быстрого охлаждения. При достаточном количестве воды это занимает 10-12 минут.
Как сделать и где использовать
Изучая такую простую конструкцию, невозможно не захотеть построить абсорбционный охладитель из доступных материалов. Это простая задача, с которой может справиться даже начинающий любитель. Для его изготовления лучше всего использовать 5-литровый баллон сжиженного газа.
Для их соединения вам понадобится латунная трубка с резьбой. Ее нужно согнуть и прикрепить к ней деревянную ручку.
Для герметизации резьбового соединения идеально подходит лента ФУМ. Контейнеры заполняются 25%-ным раствором аммиака в воде.
Технические данные
Температура испарения аммиака составляет -33˚C, а это значит, что абсорбционный холодильник, заполненный аммиачной водой, сможет охладиться примерно до -33˚C. Конечно, если оставить его на улице, то никакого полезного эффекта, кроме инея на стенках цилиндра, не будет. Совсем другое дело – поместить его в специально разработанный теплоизолированный корпус. В такой конфигурации этот альтернативный, энергонезависимый холодильник может помочь рыбакам сохранить улов, а охотникам – добычу.
А в сельской местности его можно использовать для охлаждения ягод на зиму. Ведь температура его охлаждения гораздо ниже, чем у бытового холодильника.
Модификации абсорбционного холодильника
Хотя IceBall требует всего 2 часа нагрева, даже на этом этапе можно использовать альтернативный источник энергии – солнечный концентратор. Нагрев основной емкости выше 100˚C совсем не обязателен. Согласно описаниям и комментариям пользователей, гораздо эффективнее улетучивание хладагента при низкой температуре, близкой к температуре кипения воды.