Знакомимся с устройством холодильников и ремонтируем

Сборник статей по самостоятельному изучению устройства, принципа действия холодильников и схемотехники узлов. На сайте приведены схемы, опубликованы советы и некоторые справочные данные, даются ценные советы.

  Замечания и предложения отправляйте на e-mail сайта: frigeratore@yandex.ua

 

 

 
~

УСТРОЙСТВО ХОЛОДИЛЬНИКОВ

 

 

 

Нашу с Вами жизнь трудно себе представить без холодильного оборудования. Конечно, нам ближе те приборы, с которыми мы сталкиваемся в быту. Это различные климатические системы, бытовые холодильники и морозильники. Именно последний класс приборов мы опишем в данном пособии.

Прежде чем рассматривать устройство современных холодильников, вначале остановимся на их классификации.


Классификация современных холодильников

Существует множество параметров, по которым классифицируют современные бытовые холодильники. Основные из них — по назначению, принципу действия, вариантам компоновки и др.


Прежде чем приступить к подробному изложению вопроса классификации современных холодильников, остановимся на отечественной нормативной базе по этому вопросу. Бытовые холодильники компрессионного и абсорбционного типов вызапускаются в соответствии с требованиями ГОСТ 16317–87 «Приборы холодильные электрические бытовые».

Стандарт распространяется на бытовые электрические компрессионные и абсорбционные холодильники и бытовые электрические компрессионные холодильники-морозильники, предназначенные для хранения и (или) замораживания пищевых продуктов в бытовых условиях.


Холодильные приборы подразделяют по следующим параметрам:

По назначению:

• холодильники;

• морозильники (М);

• холодильники-морозильники (MX).

По способу получения холода:

• компрессионные (К);

• абсорбционные (А).

По способу установки:

• напольные, типа шкаф (Ш);

• напольные, типа стол (С).

По числу камер:

• однокамерные;

• двухкамерные (Д);

• трехкамерные (Т).

По способности работать при максимальных температурах окружающей среды в различных исполнениях:

• холодильники:

SN*, N — не выше +32 °С; ST — не выше+38 °С; Т — не выше +43 °С;

• морозильники и холодильники-морозильники: N — не выше +32 °С;

Т — не выше 43 °С. SN — субнормальный; N — нормальный; ST — субтропический; Т — тропический.


Однокамерные холодильники подразделяют по следующим параметрам:

• по наличию низкотемпературного отделения (НТО) на:

— однокамерные с НТО;

— однокамерные без НТО.

• по температуре в НТО:

— с температурой не выше минус 6 °С (маркируется одной звездочкой);

— с температурой не выше минус 12 °С (маркируется двумя звездочками);

— с температурой не выше минус 18 °С (маркируется тремя звездочками).


Обозначение на двери морозильной камеры (МК) маркируется одной большой и тремя малыми звездочками.

В зависимости от выполняемых функций холодильные приборы подразделяют на подгруппы сложности, приведенные в табл. 1.1

На самом деле некоторые положения данного документа не отражают всех последних достижений современного рынка бытовой холодильной техники и требуют дополнительной корректировки.

Рассмотрим условную классификацию бытовых холодильников с учетом основных тенденций развития бытовой холодильной техники.


Классификация холодильников по принципу действия

Холодильники классифицируются по принципу действия на следующие типы:

• компрессионные;

• абсорбционные;

• 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. Аппараты этого класса в настоящее время получили наибольшее распространение. Они дешевы в изготовлении, безопасны в эксплуатации и просты в ремонте. В качестве хладагента в бытовых компрессионных холодильниках применяются фреоны (R12, R134a), а в последнее время — изобутан (R600a).


В бытовых холодильниках абсорбционного типа для создания циркуляции хладагента в системе вместо компрессора используется нагревательный элемент (ТЭН). В них движущихся частей нет. Как это не удивительно, но холод в них создается за счет... тепла. Охлаждение происходит путем выпаривания сжиженного хладагента при относительно высоких температуре и давлении. 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.

Немного о термоэлектрических холодильниках. Их принцип действия основан на эффекте поглощения тепла в месте контакта полупроводников при прохождении по ним электрического


Таблица 1.1


Выполняемая функция

Группа сложности и наличие выполняемой функции

0

1

2

3

4

5

Хранение охлажденных продуктов

+

+

+

+

+

+

Хранение замороженных продуктов при температуре:

— минус 6 °С

— минус 12 °С

— минус 18 °С

+

+

+

+

+

-

Замораживание продуктов

-

-

-

-

-

-

Размораживание продуктов специальным устройством

+

-

-

-

-

-

Автоматическое оттаивание испарителя холодильной камеры (при его наличии)

+

+

+

-

-

+

Автоматическое или полуавтоматическое оттаивание испарителя НТО

-

-

-

+

-

-

Ручное оттаивание испарителя НТО

-

-

-

-

+

-

Световая сигнализация о режимах работы

+

+

-

-

-

-

Звуковая сигнализация о нарушении правил эксплуатации

+

-

-

-

-

-

тока (эффект Пельтье). 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.

Что же касается пароэжекторных холодильников, то они не нашли применения в бытовой технике, поэтому останавливаться на них мы не будем.


Классификация холодильников по типам компоновки

Основные типы компоновки современных бытовых холодильников отображены на рис. 1.1. Рассматривая компоновку этих аппаратов, можно увидеть, что некоторые из них правильнее называть не холодильниками, а морозильниками, так как они имеют одну большую морозильную камеру с температурой ниже нуля по Цельсию.

Если единственная камера однокамерного аппарата является низкотемпературной, то это уже не холодильник, а морозильник. В свою очередь, морозильники могут быть горизонтальными (1) и вертикальными (2). Горизонтальные морозильники (морозильники-лари) предназначены для длительного хранения пищевых продуктов. Эти аппараты применяются как в торговле, так и в быту.

Единственная камера однокамерного аппарата может быть холодильной, то есть не обеспечивать отрицательных температур. Такие холодильники обычно выполняются в виде вертика-льного шкафа (3).

Наиболее массовыми на рынке являются двухкамерные холодильники. Они, как правило, имеют морозильную и холодильную камеры —

это наиболее оптимальный вариант для бытового применения.

«Рекордсменами» по объему камер являются холодильники «Side-by-side» (4). Они имеют расположенные рядом по бокам морозильную и холодильную камеры, каждая из которых закрывается отдельной дверью. Существуют еще варианты компоновки двухкамерных холодильников — с одной (5) и двумя (6) дверьми. В последнем случае объем морозильной камеры не превышает 20...25% полезного объема холодильника.

Хочется отдельно отметить еще один вид компоновки холодильников — это так называемый «Combi» (7), при котором объем морозильной камеры может составлять до 50% от общего полезного объема. Кроме того, в этих аппаратах морозильная камера всегда находится под холодильным отделением.

В заключение, хочется еще остановиться на трехкамерных холодильниках (8, 9). В них, помимо известных холодильной и морозильной камер имеется специальная секция, в той поддерживается температура около 0 °С («нулевая зона»). В некоторых случаях, в подобных аппаратах производители заложили такие возможности, при которых секция «нулевой зоны» может выполнять функции как морозильной, так и холодильной камер (путем повышения или понижения температуры в известных пределах).


Классификация холодильников по видам размораживания

Наверно, нет смысла подробно останавливаться на видах размораживания холодильников, отметим лишь основные их особенности в вариантах ручного, полуавтоматического или автоматического размораживании.

Что касается первого варианта, наверно многие помнят те времена, когда на испарителе морозильной камере нарастала ледяная «шуба», и приходилось отключать холодильник, открывать его дверь и ждать, когда весь лед растает. В некоторых современных холодильниках подобный режим также предусмотрен, но скорее он связан с необходимостью периодической уборки камер холодильника (обычно, один раз в 1,5–2 года).


УСТРОЙСТВО ХОЛОДИЛЬНИКОВ


Рис. 1.1. Основные типы компоновки бытовых холодильников


Второй вариант отличается тем, что в холодильнике имеется специальная кнопка управления реле оттайки, при нажатии на которую отключается питание компрессора. Восстановление цепи питания компрессора происходит при достижении, температуры внутри холодильника, близкой к комнатной. Подобный процесс займет определенное время, за то ледяная «шуба» в морозильной камере успеет растаять.

В большинстве современных холодильников используется автоматическое размораживание морозильной камеры, которую еще называют капельной — это так называемая «плачущая стенка». Суть подобного способа заключается в том, что в момент цикла работы компрессора на испарителе за счет конденсации влаги из воздуха намерзает иней. Отметим, что в большинстве современных холодильников испаритель спрятан за пластиковой стенкой холодильной камеры и поэтому правильнее будет говорить именно о «плачущей стенке», подразумевая, что причиной подобного явления является испаритель. В паузах, когда компрессор отключается, иней на испарителе (стенке) тает и влага стекает по стенке через специальный желоб в лоток, укрепленный на крышке компрессора. Получается, что стенка холодильника как бы «плачет». Подобный процесс повторяется циклически и не требует какого-либо вмешательства извне. Частота и продолжительность циклов оттаивания зависят от установленной в камере температуры, загрузки холодильника продуктами и от температуры воздуха в помещении.

Талая вода под воздействием тепла корпуса компрессора постепенно испаряется из лотка. В этом случае не рекомендуется беспокоиться, что вода переполнит лоток компрессора — объем воды, стекающей с «плачущей стенки» невелик, да и влага испаряется в лотке достаточно интенсивно.


Классификация холодильников по видам систем охлаждения

Современные холодильники можно еще классифицировать по виду систем охлаждения продуктов — они могут иметь статическую или динамическую систему охлаждения.

Система охлаждения холодильника, при той воздух в камерах неподвижен или медленно перемещается под действием естественной кон—

векции (холодный — вниз, теплый — вверх), называется статической. Собственно, статическая система охлаждения применяется в большинстве современных холодильниках так называемого бюджетного класса, да и практически во всех бытовых холодильных аппаратах, которые выпускали ранее.


В отличие от статической системы охлаждения, динамическая система предполагает принудительную циркуляцию воздуха в камерах холодильника с помощью вентилятора.

Она позволяет достичь равномерного распределения температуры по объему камеры и ускорить восстановление температуры в камере после ее повышения, к примеру, при открытии дверей. Но главное назначение подобной системы — исключение образования инея на стенках камеры. Систему принудительной вентиляции воздуха в камерах холодильника еще называют «No Frost» (без инея).


Суть работы системы «No Frost» поясняет рис. 1.2. Холодный воздух с помощью вентилятора равномерно распределяется по объему морозильной камеры и выносит влагу, которая и служит причиной образования инея — к испарителю. Как уже отмечалось выше, испаритель находится за пластиковой стенкой камеры, в этом месте (на поверхности стенки) и происходит намерзание влаги. Автоматика холодильника периодически производит оттаивание испарителя (работа вентилятора на это время прекращается), талая вода стекает в поддон (лоток на крышке компрессора) и испаряется. Таким образом, в морозильном отделении не образуется лед и отпадает необходимость в размораживании. В ряде моделей холодильников имеется система каналов для подачи воздуха не только в морозильное, но и в холодильное отделение — для этого предусмотрены специальные каналы. На рис. 1.2 отображено распределение потоков воздуха в камерах для варианта компоновки обычного двухкамерного холодильника.


На самом деле, возможны различные варианты распределения потоков воздуха в камерах холодильника. Они зависят от компоновки шкафа, наличия отдельных воздушных каналов (между камерами, внутри каждой камеры, в дверцах), наличия вентиляторов в каждой камере и других технических решений. Для более эффективного размораживания испарителя некоторые производители в своих аппаратах применяют специальные маломощные нагреватели.

Одним из недостатков холодильников с системой «No Frost» является их повышенное энергопотребление (за счет работы электровентиляторов, элементов привода переходных заслонок потоков воздуха, нагревателей и др.).

УСТРОЙСТВО


Рис. 1.2 Распределение потоков воздуха в двухкамерном холодильнике с системой «No Frost»


Классификация холодильников по климатическим классам


Классификация холодильных приборов по климатическим классам приведена в табл. 1.2.


Таблица 1.2

Климатические классы холодильников

Климатический | класс

Обозначение

Значения температуры окружающей среды при эксплуатации

! Субнормальный

SN

От 10 °С до 32 °С

Нормальный

N

От 16 °С до 32 °С

Субтропический

ST

От 18 °С до 38 °С

Тропический

Т

От 18 °С до 43 °С


Классификация холодильников по энергопотреблению

Еще в 1992 г. с целью повышения эффективности электробытовых приборов Европейским

Сообществом была принята Директива 1992/75/ЕС, согласно той с января 1995 г. каждый прибор европейских производителей должен был иметь наклейку, отображающую его энергетические характеристики. Разными цветами и буквами на наклейке обозначаются классы энергоэкономичности, от «А» — очень экономичного, до «G» — прибора с высоким расходом электроэнергии. Но этого деления оказалось недостаточно — уже к 2000 г. большая часть холодильников удовлетворяла требованиям класса «А», хотя они значительно разнились параметрами энергопотребления. Именно этот аспект способствовал принятию новой Директивы 2003/66/ЕС, которая ввела два новых класса энергопотребления: А+ и А++.

Основные классы энергопотребления современных холодильников приведены в табл. 1.3.


Таблица 1.3

Классы энергопотребления холодильников

Класс энергопотребления

Отношение реального

энергопотребления холодильника

к нормативному

А++

Менее 30%

А+

От 30 до 42%

А

От 42 до 55%

В

От 55 до 75%

С

От 75 до 90%

D

От 09 до 100%

Е

От100доП0%

F

От 110 до 125%

G

Более 125%


Приведенное в заголовке таблицы понятие нормативного энергопотребления вычисляется по достаточно сложной формуле, в составе той имеются различные поправочные коэффициенты, учитывающие объем и рабочие температуры камер холодильника, класс морозильной камеры (количество звездочек — см. ниже), климатический класс аппарата и др. Что же касается реального энергопотребления, то его несложно определить опытным путем.


Классификация холодильников по уровню температуры в морозильной камере

Возможность поддержания определенной температуры (не выше заданного значения) в морозильной камере современных холодильников отражается специальной маркировкой в виде звездочек (см. приведенный выше ГОСТ):

(*) — соответствует температуре минус 6 °С и обеспечивает простое хранение замороженных продуктов в течение недели.

(**) — соответствует температуре минус 12 °С и обеспечивает хранение продуктов в течение месяца.

(***) — соответствует температуре минус 18 °С и обеспечивает сохранность замороженных продуктов в течение трех месяцев и замораживание свежих продуктов.

(****) — соответствует температуре минус 18 °С и ниже, обеспечивает сохранность замороженных и свежезамороженных продуктов от шести месяцев до года.

Таковы основные параметры, по которым классифицируются современные холодильники. Существуют еще дополнительные признаки, по которым можно различать холодильники — по количеству компрессоров, наличию генератора льда, системе управления, оснащения различными функциями и режимами работы и другим особенностям, даже таким экзотическими, как встроенным в дверцу холодильника ЖК телевизором.


Основные принципы генерации холода в холодильниках


Собственно, основные принципы работы холодильников можно почерпнуть из основ школьного курса физики по термодинамике. Но все же надеемся, что подобная информация будет полезной для наших посетителей.

Так как в настоящее время на рынке наиболее широко представлены холодильные машины компрессионного типа (подобное название выбрано из-за наличия в этих системах компрессора), остановимся подробнее на функционировании аппаратов именно этого типа.

Как известно, производство холода в любой холодильной машине компрессионного типа выполняется на основе изменения агрегатного состояния хладагента, циркулирующего в замкнутом контуре.

В процессе циркуляции по контуру хладагент претерпевает четыре фазы: сжатия и нагрева (1), охлаждения и сжижения (2), расширения (3) и испарения (4). Эти фазы наглядно иллюстрирует рис. 1.3.

Из рисунка также можно также понять, что основными конструктивными элементами холодильных машин компрессионного типа являются компрессор, испаритель, конденсатор и регулятор потока (капиллярная трубка). Они соединены между собой трубопроводами.

Остановимся подробнее на процессах, происходящих при выполнении этих фаз.


Фаза сжатия

Парообразный хладагент низкого давления поступает в компрессор по трубопроводу всасывания, сжимается и превращается в пар высокой температуры и высокого давления, который способен превращаться в жидкость при обычной (комнатной) температуре.


Фаза сжижения

Пар высокой температуры и высокого давления охлаждается в теплообменнике высокого давления (конденсаторе) и сжижается. Конденсатор, в зависимости от типа холодильной системы, может быть либо с воздушным, либо с водяным охлаждением.


Фаза расширения

Проходя через капиллярную трубку, хладагент высокого давления, сжиженный в теплообменнике (конденсаторе), переходит в состояние низкого давления, при котором он легко может испаряться.


ХОЛОДИЛЬНИКОВ


Рис. 1.3. Фазы холодильного цикла


Фаза испарения

Жидкий хладагент низкого давления попадает в теплообменник (испаритель) низкого давления, поглощает тепло из окружающего воздуха и переходит в парообразное состояние. Конструкция и размеры испарителя выбираются таким образом, чтобы жидкость полностью испарилась внутри него. Далее хладагент опять поступает в компрессор, и описанный выше цикл повторяется вновь.

Таким образом, хладагент постоянно циркулирует по замкнутому контуру, меняя свое агрегатное состояние с жидкого на парообразное и наоборот.

Все фазы холодильных машин компрессионного типа включают два определенных уровня давления. Граница между ними проходит между нагнетательным клапаном на выходе компрессора и выходом регулятора потока (капиллярной трубки).

Устройство современных холодильников

Как отмечалось выше (см. «Классификация современных холодильников») холодильники различаются по очень многим показателям — начиная от компоновки, и заканчивая системами управления. Компоновку основных элементов холодильников нет смысла подробно описывать, потому что как таковых их немного, да и они все на виду: испарители расположены внутри камер, конденсатор — с внешней стороны задней стенки, компрессор — сзади в поддоне, элементы управления находятся под верхней крышкой или в дверце.

Рис. 1.4 схематично иллюстрирует взаимодействие основных агрегатов и устройств холодильника в варианте классической компоновки (однокомпрессорный вариант, без системы «No Frost» и др.). На рис. 1.5 на примере холодильника «Стиноп 101» отображена принципиальная электрическая схема подобного аппарата.

Рассмотрим назначение компонентов, отображенных на этих рисунках.


Компрессор предназначен для нагрева хладагента и нагнетания его под высоким давлением (более 10 атмосфер) в холодильный контур. Внешний вид компрессора, который используется в бытовых холодильниках, отображен на рис. 1.6. В зависимости от назначения бытовых холодильников, в них может устанавливаться один или два компрессора.

ХОЛОДИЛЬНИКОВ


Рис. 1.4. Основные агрегаты и узлы холодильника классической компоновки

ХОЛОДИЛЬНИКОВ


Рис. 1.5. Принципиальная электрическая схема холодильника «Стинол 101»

ХОЛОДИЛЬНИКОВ


Рис. 1.6. Внешний вид компрессора


Конденсатор — это теплообменник, который при переходе хладагента из газообразного в жидкое состояние обеспечивает отвод избыточного тепла в окружающую среду. Обычно он расположен с внешней стороны задней стенки холодильника и представляет собой определенным образом изогнутую металлическую трубку (обычно, изгибается в виде «змейки»), соединенную с объемной ребристой поверхностью для эффективного отвода тепла.


Испаритель — это тот же теплообменник, но он уже используется для поглощения тепла (выделения холода) в фазе испарения (при переходе хладагента из жидкого в парообразное состояние). Он представляют собой ту же трубку, прикрепленную к металлической пластине. Испарители, в зависимости от компоновки холодильников, имеют различные конструктивные исполнения — они могут располагаться как непосредственно внутри камер, так и встраиваться непосредственно в стенки холодильного шкафа.


Пусковое реле служит для обеспечения запуска мотора компрессора путем кратковременной подачи на его пусковую обмотку питающего напряжения. Тепловое реле служит для защиты компрессора от перегрузок. Оба реле располагаются рядом с компрессором.


Капилляр представляет собой тонкую металлическую трубку с малым внутренним диаметром. Она является основным функциональным узлом при выполнении фазы расширения холодильного цикла (см. выше) при переходе жидкого хладагента из состояния высоких давления и температуры в низкие показатели этих параметров. Внешний вид капиллярной трубки отображен на рис. 1.7.

Основное назначение фильтра-осушителя — удаление из системы воды и очистка хладагента от механических загрязнений.


УСТРОЙСТВО


Рис. 1.7. Внешний вид капиллярной трубки


Внешний вид фильтра-осушителя отображен на рис. 1.8.


Датчики-реле температуры (терморегуляторы) предназначены для поддержания заданной температуры в холодильной и(или) морозильной камерах холодильников. Они являются основным узлом системы контроля температуры. Терморегуляторы работают в заданном температурном коридоре (последний в определенных пределах можно корректировать с помощью специального механического регулятора и котировочных винтов). Если температура камеры холодильника выше верхней границы этого температурного коридора, то реле включает мотор компрессора, когда температура опускается ниже заданной границы, реле отключает мотор. Эти приборы достаточно просты — они имеют в своем составе электрические контактные подгруппы (используются в цепи питания компрессора), управляемые специальным манометрическим датчиком с капиллярной трубкой (часть указанной трубки помещается в камеру холодильника для контроля температуры).


Внешний вид терморегуляторов отображен на рис. 1.9.

Однако, похоже, терморегуляторы отживают свой век. В настоящее время на рынке появились бытовые холодильники с электронными системами управления (СУ). Кроме основной функции — контроля и поддержания заданных температурных режимов в камерах холодильников, эти системы обеспечивают выполнение дополнительных функций и режимов. Остановимся на этом подробнее.


УСТРОЙСТВО


Рис. 1.8. Внешний вид фильтра-осушителя

УСТРОЙСТВО


Рис. 1.9. Внешний вид терморегуляторов


Начнем с того, что в холодильниках с электронными системами управления отсутствуют терморегуляторы в их классическом исполнении. Контроль температуры в камерах холодильника обеспечивают специальные датчики-термисторы. Они изменяют свое внутреннее сопротивление в зависимости от температуры окружающей среды. Естественно, точность определения температуры с помощью подобных сенсоров выше по сравнению с классическими терморегуляторами. Подобных сенсоров-термисторов в холодильнике может быть несколько. Они располагаются не только в холодильной и морозильной камерах холодильника, но и используются для контроля температуры корпуса испарителя, генератора льда и внешней окружающей среды. На основе отображений подобных сенсоров система управления холодильника, в соответствии с ранее установленными пользователем программами и режимами работы аппарата, обеспечивает функционирование исполнительных устройств. Набор подобных устройств иллюстрирует блок-схема холодильников SAMSUNG серии RL33 (рис. 1.10). На ней, кроме уже известных нам компрессора и температурных сенсоров, отображены нагревательные элементы, вентилятор

«No Frost» и др. Внешний вид разновидностей вентиляторов отображен на рис. 1.11.


Как видно из рис. 1.10, управляющая электроника этой серии холодильников выполнена на двух платах. Одна из них выполняет функции индикации и местного управления, а вторая — функции контроля и управления исполнительными устройствами холодильника. На основной плате расположен управляющий микропроцессор, источник питания, другие узлы и схемы.


Перечислим элементы на этой схеме, которые ранее не упоминались:

— редукторный электродвигатель привода воздушной заслонки (заслонка открывается, чтобы открыть канал доступа воздуха);

— геркон воздушной заслонки (контролирует положение заслонки);

— сетевой трансформатор (вырабатывает переменное напряжение для источника питания в составе основной платы).


На самом деле, набор внешних элементов может быть различным — все зависит от типа холодильника, его конструкции, компоновки, функциональной насыщенности и других факторов.

УСТРОЙСТВО ХОЛОДИЛЬНИКОВ0


Рис. 1.10. Блок-схема холодильников SAMSUNG серии RL33

УСТРОЙСТВО ХОЛОДИЛЬНИКОВ1


Рис. 1.11. Внешний вид вентиляторов системы «No Frost»


Приведем еще один более сложный пример — на рис. 1.12 приведена принципиальная схема электронных плат и их внешних элементов холодильников «Side-by-side» SAMSUNG серий SR-S24/S25/S26/S27.


На примере этой схемы остановимся на особенностях схемотехнических решений систем управления современных холодильников. Схема состоит из трех модулей: основного модуля (MAIN РСВ), модуля панели управления (PANEL РСВ) и модуля внешних устройств (SET). На самом деле никакого модуля внешних устройств в физически не существует — подобное название является условным.


Начнем с внешних устройств, их можно разделить на несколько групп:

— датчики температуры — терморезисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Они используются для контроля температур в холодильном и морозильном отсеках, на корпусе конденсатора, а также температуры окружающей среды;

— вентиляторы (FAN). Используются, в том числе, в системе «No Frost»;

— электромоторы (М, MOTOR). Могут использоваться, к примеру, в генераторе льда, для размельчения льда и др.;

— нагревательные элементы (HEATER). Используются для повышения эффективности работы системы оттайки;

— электромагнитные клапаны (VALVE). Используются, к примеру, в системе получения холодной питьевой воды и др.;

— компрессор. Его назначение рассматривалось выше;

— различные переключающие устройства (S/W). Используются, к примеру, для включения отдельных деталей, для контроля закрытия дверцы и др;

— другие устройства (инвертор питания лампы подсветки и др.).


Панель управления (PANEL РСВ) представляет собой электронную плату, на той расположены светодиодные индикаторы и управляющие кнопки.

Рассмотрим подробнее основную плату MAIN РСВ. Основой всей системы управления холодильника является микроконтроллер типа TMP87CC40N. Он содержит в своем составе: процессорное ядро, набор таймеров, ОЗУ, ПЗУ, различные порты ввода/вывода и др. Для обеспечения работы этой микросхемы используются схема начального сброса IC02 (КА7533) и кварцевый резонатор XTAL (4 МГц).


Питание элементов платы обеспечивают линейные стабилизаторы напряжения +5 В (КА7805А) и +12 В (КА7812). Напряжение +5 В используется для питания процессора и схемы RESET, а +12 В — интегральных многоканальных ключей (типов ULN2003A и UPA2981C). Питание на стабилизаторы поступает от сетевого трансформатора LVT.

Все внешние элементы, потребляющие значительный ток (компрессор, нагреватели, электрические клапаны, соленоиды) управляются реле RY71-RY79. Управляющие сигналы на них поступают с микроконтроллера через ключевые схемы. Отметим, что подобное техническое решение, при котором внешние силовые элементы холодильника управляются с помощью реле, не является единственно возможным. На рис. 1.13 отображены платы управления одной из моделей холодильника AEG. На них в качестве силовых управляющих элементов используются симисторы.

Сигналы с температурных сенсоров (рис. 1.12) поступают на входы аналогово-циф-ровых преобразователей (АЦП) в составе микроконтроллера и обрабатываются в соответствии с заложенной в микросхему программой. Подобная программа является оригинальной для конкретной модели холодильника.


Сигналы с контактных сенсоров (переключателей) поступают на обычные цифровые входы портов микроконтроллера.

Данный тип основной платы позволяет использовать до трех панелей управления: одну в составе модуля, и две внешних (PANEL РСВ и ICE-MAKER KIT).

Внутренняя панель управления в составе MAIN РСР обладает определенной избыточностью — к ней можно подключить до 40 кнопок (реализована матрица типа «строка-столбец», которая подключена к выв. 33–45 микроконтроллера), а в данном конкретном случае подключено всего три кнопки. Сделано это для того, чтобы при использовании данной платы в других моделях холодильников указанных серий, потребовались бы минимальные конструктивные переделки.

Отметим еще одну схемотехническую особенность подобного модуля — многоканальные интегральные ключи используются не только для управления реле, но и для реверсивного вращения мотора привода лотка (плата ICE-MAKER KIT), а также для обеспечения динамической индикации и функционирования кнопок на плате PANEL РСВ.

Из описания схемы видно, что схемотехника электронной части современного холодильника довольно проста и, соответственно, подобные электронные модули вполне ремонтопригодны (за некрупными исключениями). Этот аспект необходимо учитывать при диагностике и замене неисправных компонентов на подобных платах.

УСТРОЙСТВО ХОЛОДИЛЬНИКОВ2


Рис. 1.12. Принципиальная схема электронных плат и их внешних элементов холодильников «Side-by-side» SAMSUNG серий SR-S24/S25/S26/S27



УСТРОЙСТВО ХОЛОДИЛЬНИКОВ3

Рис. 7.73 Платы управления холодильника AEG



  Оглавление    Вперед

 

 

 

 

 

 

Информация опубликована исключительно  в ознакомительных целях. При использовании материалов этого сайта ссылка обязательна. Правообладатели статей являются их правообладателями.

Hosted by uCoz