Принцип работы холодильника
При включении компрессор поршнем сжимает хладагент и продавливает его в конденсатор, который представляет собой змеевик из трубок на задней стенке холодильника.
Нестабильная сеть — причина неисправности компрессора
В конденсаторе пары хладагента охлаждаются и конденсируются в жидкость. На участке конденсатора имеется повышенное давление. Охлаждённый хладагент в жидком состоянии через капиллярную трубку под давлением впрыскивается в испаритель, где испаряется и забирает тепло холодильника.
И далее всё повторяется, компрессор нагнетает хладагент в конденсатор и создает разряжение в испарителе. Устроен компрессор так же как и бензиновый двигатель, где поршни раскручивают коленчатый вал, а в компрессоре наоборот электрический двигатель раскручивает поршень, который на выходе создает давление на хладагент, а на входе компрессора — разрежения.
Как только достигается необходимая температура в холодильнике, компрессор отключается, и начинается выравнивание давления хладагента, процесс которого можно услышать, прислонив ухо к холодильнику.
Неисправности современных холодильников при перепадах напряжения в сети
Если советские холодильники были рассчитаны на работу в условиях перепада напряжения в сети, то этого не скажешь о современных холодильниках. Компрессоры старых холодильников были мощные, и им не составляло труда преодолеть высокое давление в системе при повторном запуске.
Правда, энергосбережения у них не было никакого. Энергосбережение современных холодильников делятся на несколько групп и самое низкое потребление энергии в группе А+++. Расход электроэнергии уменьшается за счет улучшения теплоизоляции, при которой уменьшается время работы компрессора, и уменьшения мощности компрессора.
Небольшая мощность электродвигателя негативно сказывается при работе в нашей некачественной электросети. Если в странах, где производят эти холодильники, электросеть стабильна и такой мощности компрессора вполне достаточно, то в странах СНГ дела обстоят гораздо хуже.
Частые перепады напряжения в сети с кратковременными отключениями приводят к отказу компрессора и электроники холодильника. При низком напряжении сети ток электродвигателя резко возрастает, защита по току срабатывает. Это может повторяться до полного выхода из строя компрессора.
Резкое увеличение напряжения провоцируют повышение давления хладагента на поршень, и ток также резко возрастает. После непродолжительного времени срабатывает защита. Такие повторяющиеся процессы приводят компрессор к поломке. И ещё возможен третий вариант, когда происходит кратковременное отключение сети.
Компрессор останавливается во время работы и вновь запускается. За время работы уже создалось некоторое давление хладагента в конденсаторе холодильника, и преодолеть его компрессору будет тяжело. К большим пусковым токам двигателя добавляется ещё большое сопротивление хладагента.
Реле напряжений РН — 101М
Срабатывает защита по току и отключает компрессор. Немного остынув, защита вновь включает компрессор, и цикл повторяется, пока не сгорит обмотка электродвигателя. После кратковременного отключения сети время выдержки включения холодильника должно быть не менее 5 минут, или нужно самим выдернуть вилку из розетки. А если в этот момент никого нет дома или просто не заметили кратковременную моргушку?
Способы защиты холодильника от скачков напряжения
В дорогих холодильных установках в электронике уже предусмотрена защита холодильника от скачков напряжения и установлено время задержки включения. В большинстве же, популярные и недорогие холодильники и морозильники продают без защиты.
Чтобы продлить жизнь холодильникам лучшим вариантом будет установка реле напряжения РН -101М с функцией времени задержки включения от 0 до 15 минут. Такое устройство выдерживает мощность нагрузки до 3 кВт. Если имеется холодильник и морозильник их можно запитать от одного РН -101М.
Порог напряжения лучше выставить 180-260 В. Далее, проследив некоторое время за индикацией сети на дисплее реле напряжения можно сузить пределы напряжений до 190 -250 В. Время задержки включения холодильника выставляется 5 минут, а отдельных морозильных камер 10 минут.
Можно поставить одно реле напряжений в электрощитке квартиры и выставить время повторного включения холодильника 10 минут. Но такое включение создает неудобства. Ждать включения сети в квартире нужно будет 10 минут после его подачи.
Если приобретение реле контроля напряжения невозможно, можно собрать схему реле времени с задержкой включения своими руками для холодильника.
Схема такого реле повторного включения приводится ниже. При этих номиналах элементов время задержки составляет 5 минут 30 секунд. Так как современные холодильные агрегаты чувствительны к качеству сети, в это реле времени нужно поставить конденсатор JFV серии. На схеме он обозначен X2 и предназначен для подавления всех видов импульсных помех от различных силовых и коммутационных устройств (генераторы, сварочные аппараты, мощные промышленные установки) амплитудой до 2,5 кВ. Их можно найти на платах неисправных стиральных машин.
Само по себе отключение электроэнергии не так страшно, опасны резкие перепады. Если обесточить прибор, то перестает работать компрессор, останавливается движение хладагента, но изотермические стенки аппарата сохраняют продукты в течение нескольких часов (до суток, в зависимости от климатического исполнения модели и температуры в комнате). Гораздо опаснее три другие проблемы с электропитанием:
- Резкое увеличение напряжения . Появляется из-за одновременного отключения нескольких мощных потребителей, обрыва нуля в щитке, аварий на подстанции, попадания молний. Обычно перенапряжение продолжается доли секунды и за этот промежуток способно вывести из строя все электроприборы, включенные в розетки. В холодильниках ломаются датчики, электронное управление, горят обмотки компрессора, разрушается изоляция - результат зависит от слабых мест конкретной модели.
- Длительное пониженное напряжение . Повышаются стартовые токи и выводят из строя блок питания, компрессор и электронику. Аппарат некоторое время работает на износ, а затем отказывает. Если же напряжения не хватает даже для запуска компрессора, то первым ломается пускозащитное реле, которое безуспешно срабатывает и, наконец, сгорает.
- Кратковременные остановки питания . Система охлаждения очень инерционна, жидкость разгоняется медленно. Во время остановки замирает поршень компрессора, остаточное давление фреона блокирует его движение вперед. Представьте, что вы включили аппарат и мотор резко, с усилием толкает сопротивляющуюся среду: появляется слишком большое давление на поршень, вал и остальные детали компрессора. Если холодильник после такой попытки продолжает работать, значит модель действительно надежная. Но экспериментировать не стоит - лучше дайте прибору 10 минут на выравнивание давления, это обойдется дешевле ремонта или замены компрессора.
Приборы для защиты холодильника от скачков напряжения
| Наверняка в хозяйстве каждой семьи найдется «сетевой фильтр», который должен отключаться во время перенапряжения. На деле это устройство реагирует скорее на превышение мощности самого электроприбора - например, если подключить к такому удлинителю сварочный аппарат или одновременно стиральную машину, чайник и утюг, то предохранитель сработает и проводка в квартире не пострадает. Скачок напряжения «фильтр» может пропустить, а против падений и резкого включения сети вообще бесполезен. |
|
| Стабилизатор напряжения. Прибор отлично подходит для защиты дорогостоящей техники - он постоянно выравнивает напряжение до 220, при резком повышении отключает. После нормализации напряжения в сети аппарат автоматически восстанавливает питание. В случае с холодильником решены две проблемы - резких скачков и длительного понижения. Чтобы обезопаситься еще и от коротких разрывов убедитесь, что доступна функция задержки запуска. |
|
| Реле контроля напряжения. Отключают питание при понижении, и при повышении напряжения. Обычно устанавливаются блоком для разных участков квартирной электропроводки. Для участка с холодильником следует выбрать реле с паузой повторного запуска не менее 5 минут. |
|
| Источник бесперебойного питания (ИБП) для холодильника. Электричество проходит прибор и заряжает его батарею, а холодильник, компьютеры и другая техника подключаются уже к аккумулятору. Скачки и отключения не влияют на работу техники. |
Достаточно часто причиной вызова мастера по ремонту холодильников является выход из строя электродвигателя вследствие нестабильности напряжения в электросети. Бывают ситуации, когда заявки на срочный ремонт поступают сразу от нескольких жильцов одного подъезда, пострадавших от его резкого повышения или снижения.
Действительно, современные бытовые холодильники рассчитаны на работу с напряжением в 220В (номинальное значение). Предельно допустимые отклонения колеблются в диапазоне от 187В до 242В.
Что же происходит с холодильником, при превышении этих допусков?
Скачок напряжения свыше 242В на достаточно долгий отрезок времени грозит излишним нагреванием пусковой обмотки. Как результат - оплавление изоляции, короткое замыкание и неизбежный ремонт с заменой агрегатов.
В российской практике гораздо чаще происходит противоположная ситуация - когда напряжение электрического тока в сети падает ниже допустимых 187В и держится на таком заниженном уровне очень и очень долго. При слишком низком его значении пускозащитное реле может не сработать, и пусковая обмотка не включится. Это чревато в первую очередь нагреванием рабочей обмотки электродвигателя, что обеспечит дорогостоящий ремонт холодильников. Москва не исключение и в нашей столице скачки напряжения достаточно часты.
Избежать подобных неприятностей можно ! Нужно лишь предпринять некоторые меры предосторожности.
- Во-первых , обеспечьте качественный контакт - никаких расшатанных розеток и скрученных изолентой вилок. Надежность контакта вилки с розеткой является обязательным требованием правил эксплуатации любого холодильного агрегата, будь то старенький холодильник Саратов, прослуживший вам не один десяток лет, или новейший Индезит с системой No Frost и множеством электроники.
- Во-вторых , выделите для холодильника отдельную розетку. Все остальные кухонные приборы должны подключаться к другой точке электропитания.
- И, наконец, третье , и самое главное: если в вашем доме наблюдаются систематические колебания напряжения и отключения электричества, приобретите стабилизатор напряжения электрического тока. Вместо того, чтобы тратить средства на ремонт холодильников каждый раз, не пожалейте денег на покупку стабилизатора, и забудьте о подобных проблемах.
Помните, ваш холодильник будет работать долго и исправно лишь при условии его правильной эксплуатации. В противном случае ремонт холодильного оборудования станет постоянной статьей затрат в вашем семейном бюджете.
Защитить компрессор от поломки поможет простое самодельное реле задержки включения холодильника.
В инструкции по эксплуатации холодильника указано, что даже после кратковременного отключения его от сети, например, вы, решили переключить холодильник в другую розетку, включить его снова можно не раньше как через 10 минут.
Холодильник работает в циклическом режиме, который определяется установкой и условиями окружающей среды.
Когда холодильника включен – давление хладагента в системе увеличивается почти до семи атмосфер, а при выключении падает до полутора атмосфер и меньше (кривая 1 на графике давлений).
Эти перепады давления очень опасны для холодильников, особенно старых моделей.
Давление в системе действует на поршень компрессора, нагружая электродвигатель. Представим, что компрессор выключили при большом давлении, например, при 6,5 атмосфер и попытались включить его снова. Теперь двигатель будет работать против высокого давления в пусковом режиме и его мощности будет недостаточно, чтобы сдвинуть поршень компрессора. Наверно не нужно объяснять, что может произойти при заклиненном роторе электродвигателя.
Однако если подождать несколько минут, то давление в системе снизится, уменьшится и давление на поршень. Компрессор легко запустится.
Выработано общее правило: при выключении холодильника выдержать десятиминутную паузу перед повторным включением.
Современные холодильники новых моделей содержат позисторные пусковые реле вместо традиционных механических. Позисторному реле после остановки компрессора нужно некоторое время для включения двигателя снова.
Защита позволяет избежать неприятностей с заблокированным ротором двигателя, однако специалисты считают, что доводить дело до срабатывания защиты не стоит. Кроме того, старые холодильники и холодильники с электромеханическим управлением не имеют систем задержки, поэтому могут выйти из строя. А ведь эти холодильники чаще всего живут в деревнях и на дачах. И именно там случаются ситуации, когда свет погас и буквально сразу включился снова. Никто этого даже не заметит или вообще никого нет , а холодильник все пытается включиться, пока давление в системе не стабилизируется или не сгорит двигатель.
Для защиты таких холодильников сделано устройство задержки включения после отключения холодильника от сети, которое включается между розеткой сети и вилкой холодильника. Схема проста, это обычное реле времени запускающееся при включении в сеть. устройства через малогабаритный трансформатор, стандартный мост и стабилизатор. Задержка включения определяется конденсатором 47 мк. и резистором 5,8 мом. (последовательно соединенные резисторы по 2,4 мом. и резистор 1 мом.).
Индикаторы сигнализируют один о включении устройства в сеть, а второй о подключении нагрузки. Особо следует остановиться на реле, включающее компрессор холодильника. Контакты реле должны выдержать пусковой ток двигателя компрессора. В старых советских холодильниках мощность двигателя компрессора была 300 – 400 ватт. Соответственно ток в рабочем режиме 1,8 ампер. Пусковой ток раз в семь больше рабочего 12,6 ампер!
В устройстве применено реле с контактами рассчитаными не 16 ампер.
Обмотка реле должна быть рассчитана на напряжение 12 вольт, при этом ток через нее не должен превышать 200 миллиампер (допустимый для микросхемы). Для выбранного реле с обмоткой 175 ом все эти требования удовлетворяются. Конструктивно устройство выполнено в корпусе, на котором размещена розетка для подключения холодильника и два индикатора (светодиоды).
Работа устройства показана на фотографии. Слева устройство включено. Секундомер только начал отсчет времени. Нагрузка в виде лампочки не включена. Индикатор «сеть» включен, а «нагрузка» выключен.
При повышении, а также понижении напряжения в сети, которое происходит в результате аварий или обрыва линий электропередач бытовая техника может полностью выйти из строя. Нередко скачки напряжения сопровождаются еще и коротким замыканием, что является опасностью не только для различных агрегатов, но и для жизни людей.
Причины возникновения скачков напряжения:
- нередко это происходит из-за постоянного выключения или включения бытовой техники. Например, при аварийном отключении станков на большом заводе произойдет серьезный скачок напряжения, который может привести к поломке большого количества электроники;
- перенапряжение в сети возникает также по причине обрывов линий электропередач или во время грозы, когда разряды молний наблюдаются недалеко от линий электропередач. Поэтому в документации к электроприборам есть советы об их отключении бытовых электроприборов во время грозы;
- бытовая электроника ломается из-за повышенного напряжения, которое превышает нормы для конкретного прибора. К этому приводит неравномерное потребление электричества.
Последствия скачков напряжения
Проблема защиты бытовой техники от скачков напряжения в сети очень важна из-за высокой стоимости большинства электроприборов. В электрических сетях низкого качества напряжение может увеличиваться до 250 В и падать меньше 180 В
, что является нарушением нормативов. Если бытовая техника продолжительное время работает при перенапряжении, то это уменьшает срок эксплуатации приборов, приводит к пробою изоляции и различным неисправностям.
Практически все производители бытовой техники стремятся защитить электроприборы от неожиданных сюрпризов перенапряжения и колебаний в сети, внося защитные элементы в саму конструкцию. Например, некоторые холодильники просто перестают работать, когда напряжение понижается до 180 В.
В холодильниках в результате нестабильного напряжения в электросети, прежде всего, из строя выходит электродвигатель . Причем одновременно о проблеме одновременно могут заявить все жильцы подъезда, бытовая техника которых пострадала от резкого изменения напряжения. например, рассчитан на работу с напряжением в 220В, а возможные отклонения могут составлять 187В -242В. Если напряжение будет больше 242В в течение долгого времени, то может возникнуть чрезмерное нагревание пусковой обмотки, которое приведет к оплавлению изоляции и короткому замыканию. Результатом всего этого будет ремонт, при котором придется менять все основные детали агрегата.
В России напряжение электрического тока в сети часто имеет низкие показатели, ниже 187В, а также сохраняется на этом уровне слишком долго. В таком случае пускозащитное реле не срабатывает, а пусковая обмотка не включается. Это приводит к нагреванию рабочей обмотки электродвигателя, которое вызывает необходимость в дорогом .
Чтобы не допустить этих проблем, необходимо принять следующие меры:
- 1.Качественно сделать контакт, что выражается в отсутствии расшатанных розеток и вилок. Прежде всего, нужно обеспечить надежный контакт вилки с розеткой, так как это обязательное требование правил эксплуатации холодильного агрегата любого типа.
- 2.Для нужно сделать отдельную розетку, а другие приборы на кухне подключить к остальным точкам электропитания.
- 3.При систематических колебаниях напряжения, а также отключениях электричества, стоит купить стабилизатор напряжения электрического тока. Это позволит сэкономить на постоянном ремонте холодильников.
В таком случае всегда будет работать без проблем в течение многих лет, так как срок службы бытовой техники во многом зависит от качественного электропитания. Постоянные отключения и скачки напряжения часто сопровождаются поломками подобной техники.
