Класифікація холодильних машин – типи та види

Холодильні машини оточують нас скрізь – в будинку, офісі, магазині, на заводі. Це не тільки звичайний холодильник або морозильна камера, але й, до прикладу, промисловий чилер. Багато хто думає, що всі такі системи однакові. Насправді типи холодильних машин дуже різноманітні.

Холодильна машина – це пристрій, який переносить тепло з одного місця в інше. Простіше кажучи, вона забирає тепло там, де потрібен холод, і викидає його туди, де це не заважає.

Основна класифікація холодильних машин

Класифікація холодильних машин будується на різних принципах. Головний критерій – як саме працює система.

Існує три основних способи отримання холоду: механічний (компресорний), тепловий (абсорбційний) та електричний (термоелектричний). Кожен спосіб має свої плюси та мінуси.

Компресорні – це найпоширеніші види холодильних машин. Працюють вони так: компресор стискає холодоагент, той нагрівається і віддає тепло назовні. Потім холодоагент розширюється і охолоджується.

1.       Поршневі компресорні машини – стара, але надійна технологія. Поршень ходить вгору-вниз, як в автомобільному двигуні. Такі машини шумні, але дешеві в ремонті.

2.       Ротаційні машини працюють тихіше, оскільки у них замість поршня крутиться ротор. Він плавно стискає холодоагент. Менше вібрацій, менше шуму.

3.       Гвинтові компресори використовують у потужних системах. Два гвинти крутяться назустріч один одному і стискають газ. Дуже надійні, але дорогі.

4.       Відцентрові машини – це вже серйозна техніка. Робоче колесо розкручує холодоагент до великих швидкостей. Підходять для величезних будинків і заводів.

Рекомендуємо прочитати які види чилерів бувають

Абсорбційні холодильні машини

А ось ці типи холодильних машин працюють від тепла. Звучить дивно, правда? Але це факт – замість компресора тут використовується генератор і поглинач.

Принцип такий: у генераторі нагрівається розчин аміаку або броміду літію. Аміак випаровується і йде в конденсатор. Там він остигає і перетворюється на рідину. Рідкий аміак йде у випарник, де знову стає газом і охолоджує повітря.

Бромід-літієві машини працюють з водою як з холодоагентом – вони дають холод при плюсових температурах, тому відмінно підходять для кондиціонування. Аміачні системи можуть морозити до -60°C – їх ставлять на заводах, у холодильниках для морозива.

Читайте також: холодопостачання камери охолодження та зберігання

Головний плюс абсорбційних машин – вони працюють від дешевого тепла. Можна використовувати відходи виробництва, сонячну енергію або газ. Мінус – низька ефективність – на 1 кВт холоду витрачається 3-4 кВт тепла.

Термоелектричні холодильні машини

Ці види холодильних машин працюють на ефекті Пельтьє. Коли струм проходить через спеціальні пластини, одна сторона нагрівається, інша охолоджується.

Знаєте автомобільні холодильники? Вони якраз термоелектричні. Увімкнув у прикурювач – і готово. Плюси термоелектричних машин: жодних рухомих частин, повна тиша, компактність, може працювати в будь-якому положенні.

Але є і мінуси. Вони дуже ненажерливі по електриці та слабкі – рідко дають більше 100 Вт холоду.

До речі, такі машини вміють не тільки охолоджувати, але й нагрівати. Поміняв полярність струму – і холодна сторона стала теплою.

Класифікація холодильних машин за сферою застосування

Холодильні машини види можна розділити за тим, де їх використовують.

Побутові машини – це домашні холодильники, кондиціонери, морозильники. Потужність зазвичай від 100 Вт до 5 кВт. Працюють тихо, економічно, прості в управлінні.

Комерційні системи ставлять у магазинах, ресторанах, офісах. Потужність від 5 до 100 кВт. Повинні вміти працювати довго без зупинки. Часто мають кілька температурних зон.

Промислові холодильні машини – це серйозна техніка. Потужність від 100 кВт до кількох мегаватів. Охолоджують цехи, склади, технологічні процеси, наприклад, нафтопереробну промисловість.

Транспортні системи працюють у вантажівках, поїздах, кораблях. Повинні витримувати вібрації, перепади напруги, працювати в русі.

Спеціальні типи холодильних машин

Каскадні системи використовують кілька контурів з різними холодоагентами – це коли один контур охолоджує інший. Так отримують дуже низькі температури – до -80°C.

Мультизональні машини можуть одночасно охолоджувати і нагрівати різні приміщення. В одній кімнаті +25°C, в іншій +18°C – це дуже зручно, наприклад, для офісів.

Теплові насоси – особливі види холодильних машин. Вони беруть тепло з холодного повітря, землі або води і гріють об'єкт. Взимку працюють на обігрів, влітку на охолодження.

А ось цікаво: магнітні холодильні машини вже існують, але поки тільки в лабораторіях. Вони використовують магнітний ефект деяких металів. Дуже екологічно, перспективно, але, що природньо, дорого.

Класифікація холодильних машин за холодоагентом

Класифікація холодильних машин включає також поділ за типом робочої речовини.

Фреонові машини довгий час були основними. R12, R22, R134a – ці позначення знайомі багатьом майстрам. Зараз старі фреони забороняють через шкоду озону.

Аміачні системи популярні на виробництві. Аміак добре охолоджує і дешево коштує. Але він отруйний і вибухонебезпечний, тож при роботі з ним потрібна особлива обережність.

Вуглеводневі холодоагенти – це пропан, ізобутан та їх суміші. Екологічно чисті, але горючі. Використовують у невеликих холодильниках.

CO2-машини набирають популярність. Вуглекислий газ нешкідливий для озону, але працює при дуже високих тисках. Тому потрібне спеціальне обладнання.

Холодильні машини – види за завданнями

Як підібрати оптимальну модель? Вибір залежить від багатьох факторів. Види холодильних машин підходять для різних завдань.

Наприклад, для дому краще компресорні машини з інверторним управлінням – вони тихі, економічні, надійні. Для невеликого магазину підійде мультизональна система – один зовнішній блок може обслуговувати кілька вітрин.

На заводі вибір складніший: потрібно рахувати енергоспоживання, вартість володіння, вимоги безпеки. До речі, важливо врахувати і клімат. У спекотних регіонах краще використовувати абсорбційні машини – вони ефективніші при високих температурах зовнішнього повітря.

Типи холодильних машин – тенденції

Холодильні машини види постійно розвиваються. З'являються нові технології та рішення. Інверторні компресори плавно регулюють потужність – замість включення-виключення вони працюють на потрібних обертах. Економія електрики до 30%.

Інтелектуальні системи самі підлаштовуються під умови. Датчики стежать за температурою, вологістю, кількістю людей. Автоматично змінюють режим роботи.

Гібридні машини об'єднують різні принципи. Наприклад, компресор плюс абсорбція. У пікові години працює компресор, вночі – абсорбер від дешевого тепла.

І ще одна тенденція – екологічність. Нові холодоагенти не шкодять озону та клімату. Типи холодильних машин стають все зеленішими.

FAQ: часто задавані питання

Який тип холодильної машини найекономічніший?

Це залежить від умов роботи. Для домашнього використання економічніші інверторні компресорні машини. На виробництві з постійним навантаженням вигідніші гвинтові компресори або абсорбційні системи.

Чим небезпечні різні типи холодоагентів?

Фреони можуть руйнувати озон і посилювати парниковий ефект. Аміак отруйний і вибухонебезпечний. Вуглеводні горючі. Найбезпечніші – CO2 і нові екологічні фреони R32, R290.

Чи можна використовувати промислову холодильну машину вдома?

Технічно можна, але недоцільно. Промислові машини занадто потужні, шумні та дорогі для дому. До того ж вимагають спеціального обслуговування і можуть не пройти за нормами для житлових приміщень.

Які холодильні машини працюють без електрики?

Абсорбційні машини можуть працювати від газу, сонячної енергії або інших джерел тепла. Також існують термоелектричні холодильники, які можна підключити до автомобільного акумулятора або сонячної батареї.

Чому деякі холодильні машини такі гучні?

Шум створюють компресор і вентилятори. Поршневі компресори найгучніші через зворотно-поступальний рух. Ротаційні та гвинтові працюють тихіше. Абсорбційні машини майже безшумні, оскільки в них немає рухомих частин.

Як часто потрібно обслуговувати різні типи холодильних машин?

Побутові компресорні машини вимагають мінімального обслуговування – чищення фільтрів раз на місяць. Промислові системи потрібно перевіряти кожні 3-6 місяців. Абсорбційні машини більш примхливі – вимагають щомісячного контролю стану розчину.