Исследовательская работа "Зачем нужны холодильники"

Ледники

Самые древние холодильники представляли собой отдельные помещения, наполненные льдом или плотным снегом. Изобретение нельзя приписать какому-то определённому народу, потому что этот способ применялся во многих странах в различных вариантах.

  • На Руси для хранения летом скоропортящихся продуктов строились специальные погреба, которые в конце зимы-начале весны набивали снегом или глыбами льда с реки. Отрицательная температура держалась там до самой осени благодаря изолирующим свойствам слоя земли.
  • В Корее для этих целей сооружали хранилища из камня – сеогбингго. Большое помещение использовала не одна семья, а вся община.
  • В Персию и Древний Рим лёд и снег везли с вершин гор и помещали в специальные здания с толстыми стенами, не пропускающими тепло.

Видео

Эфир, вода и медные трубы

Приручение холода волновало не только умы предприимчивых американцев. Использование компрессора и аммиака для охлаждения немало занимало Карла фон Линде, изобретателя из Германии. Ему пришло в голову, что охлаждение жидкости или воздуха в замкнутом пространстве эффективнее, нежели искусственный лед. Ученый создает холодильную машину, работающую за счет циркуляции охлаждающей жидкости по трубам. Этим изобретением незамедлительно заинтересовались фабрики по изготовлению пищевых продуктов и пивоварни. Однако было еще непонятно, как использовать премудрости физики, касающиеся тепла и холода, в быту.

Примерно в то же время ученый из Франции Фердинанд

Примерно в то же время ученый из Франции Фердинанд Карре работает с другим типом холодильной машины. В ней охлаждение происходит благодаря абсорбции аммиака. Только представьте – долгое время в качестве хладагентов использовались серная кислота и аммиак! Вместе со своим братом Эдмондом Карре ученый создает шкафообразное устройство по производству искусственного льда – поистине первый холодильник. Охлаждающий шкаф производит фурор на Всемирной лондонской выставке 1862 года. Начало положено.

К сожалению, в массовое производство этот продукт инженерной мысли не поступил. Во-первых, весил он ужасающе много. Современные холодильники, конечно, тоже трудно поднять в квартиру, но первый холодильный шкаф превзошел их все. Во-вторых, он требовал сложного обслуживания. И кстати, был довольно опасен из-за сомнительных хладагентов.

Функция автоматического оттаивания

Большинство современных холодильников оснащается системой «No Frost», означающей, что изделие не требует регулярного размораживания. Такая работа связана с действием мощного вентилятора, активно циркулирующего воздух в камере. После воздух попадает в шланг и испаритель. Подключенный к работе нагревающий элемент растапливает иней, превращая его в воду, полученная жидкость стекает в специальную емкость.

В результате бытовая техника с названной функцией не образует инея, продукты не смерзаются, а компрессор работает с наименьшей нагрузкой, что позволяет экономить электроэнергию. Подобные системы позволяют быстро регулировать температуру после открывания дверки. Однако работают компрессоры достаточно шумно и занимают достаточно места в камере.

Чем больше компрессоров, тем лучше?

— Есть одно- и двухкомпрессорные холодильники. Плюсы — у холодильника две независимые камеры, их можно отключать по отдельности. Минусы — компрессор рано или поздно сгорит, и один, и второй — соответственно, придется менять два, а не один, — говорит Александр.

В то же время «пробег» отдельного компрессора в теории ниже, что увеличивает его ресурс.

Опять же для масс-маркета это не слишком актуальный параметр. Многие производители отказались от использования нескольких компрессоров, чаще парами их устанавливают в по-настоящему большие холодильники. И дорогие.

Если коротко: не ориентируйтесь на количество компрессоров.

Тип разморозки

Раньше холодильники нужно было размораживать вручную: вынимать вилку из розетки, доставать продукты и ждать, пока растает лед. Если не размораживать — появится наледь, а то и глыбы льда, потом нарушится терморегуляция, полетит двигатель.

При разморозке тоже ничего хорошего не происходит: течет вода, мотор перегревается — приходится тратить много ресурса на охлаждение с нуля, а не на поддержку холода.

В современные холодильники встраивают две системы предотвращения наледи.

Капельная система. Вода собирается на задней стенке, превращается в льдинки. Затем под влиянием тепла от компрессора тает и стекает в специальный резервуар, откуда уже испаряется. Плюс системы — меньше шума, почти нет потерь тепла. Минус — на стенках может образоваться лед, поэтому холодильник нужно размораживать вручную.

Периодичность разморозки указана в инструкции к холодильнику. Обычно это 3—6 месяцев, но чаще просто советуют размораживать при появлении наледи на стенке холодильника. Ищите в инструкции такую строчку: «Зону пониженной температуры необходимо размораживать в случае возникновения наледи толщиной 3—4 мм».

Капельной системой оснащены только холодильные камеры, поэтому в любом случае придется следить за морозилкой и размораживать ее, когда там образуется слой наледи в 3—5 мм и больше.

No Frost. Эта система сложнее. На задней стенке камеры установлен испаритель и вентилятор, которые заставляют воздух циркулировать внутри холодильника. Влага оседает на испарителе, образуя иней. От тепла компрессора он тает, влага выводится в резервуар и там испаряется. Наледь не образуется, потому что вентилятор постоянно «гонит» холодный воздух в нужное место.

Так работает система No Frost

Производители встраивают No Frost и в холодильное отделение, и в морозилку. Наледь не появляется, а разморозка нужна, только чтобы помыть устройство.

Например: за 10 800 Р Холодильник с ручной разморозкой — «Бирюса» за 10 800 Р за 18 499 Р С капельной системой — «Саратов» за 18 499 Р за 22 990 Р С системой No Frost — Beko за 22 990 Р

Самые неприятные проблемы

— Утечка фреона — самая популярная, сложная и дорогостоящая поломка. На втором месте, наверное, электроника — у холодильников, у которых кнопочки и табло на дверях. Здесь может выйти из строя блок управления и плата (которых может быть несколько: общая и для управления инвентарным двигателем). Причины — могут высохнуть конденсаторы, чаще всего — перепад напряжения. От скачка напряжения может «вылететь» и компрессор.

Кстати, однажды ремонтировал холодильник у иностранцев в общежитии. Общались мы через переводчика. У них полетело реле из-за того, что коротило в розетке. Я сказал, что починю, но нужно вызывать электрика, чтобы исправил розетку. То ли меня не поняли, то ли еще что, но перезванивают через два часа и сообщают: «Он не работает». Я говорю: «Вы в розетку включали?» (Мало ли снова коротнуло.) Она: «Нет, вы же сказали, что после починки будет работать без розетки…» (Смеется.)

А утечка фреона происходит из-за усталости компонентов — возникновения микротрещин и тому подобного. Это дорого, так как необходимо менять практически все магистрали, испарители — это все вакуумируется, заново заправляется хладагент.

Почему? Раньше трубки были медные, они не корродируют. Медную деталь заменили на стальную плохого качества. Она прогнивает за 3—5 лет, и такие примеры есть. Удешевляют все, что только можно. Так и Apple поступает — поэтому наушники и зарядку убрала в новых «айфонах». (Смеется.)

Расположение камер и вместительность

Техника для дома охлаждающего типа имеет одну, две или несколько камер (дверок). Большей популярностью пользуются модели комбинированного типа, которые одновременно имеют холодильный и морозильный отсек.

Простые конструкции с одной камерой отличаются надежностью и дешевизной. Наиболее удобными считаются образцы с нижним расположением морозилки, ведь пользоваться ею приходится нечасто.

Модели с одной камерой обычно имеют только холодильное отделение, однако выпускают образцы с компактной морозильной камерой, оборудованной одной дверкой. В двухкамерных холодильниках их может быть две, так лучше сохраняется температура в другой ячейке.

Холодильники отличаются показателями объема, измеряемыми в литрах, что соответствует 200–350 л. В зависимости от личных потребностей, числа проживающих в доме на эти данные обращается особое внимание. Холодильное и морозильное отделение оснащается отдельными створками.

Минимальная температура в морозильной камере

Если вы планируете хранить продукты в замороженном состоянии больше недели, нужно смотреть, насколько низкую температуру может поддерживать морозильная камера. Для этого показателя придумали специальную маркировку — «звездочки» или «снежинки». Ее размещают на лицевой панели устройства.

Что значит количество снежинок

Количество снежинок Температура морозильной камеры Сколько можно хранить продукты
❄️ до −6 °С В течение одной-двух недель
❄️❄️ до −12 °С Месяц
❄️❄️❄️ до −18 °С Два-три месяца
❄️❄️❄️❄️ от −18 °С до −24 °С Полгода
❄️Температура морозильной камерыдо −6 °С

Сколько можно хранить продукты В течение одной-двух недель

❄️❄️Температура морозильной камеры;до −12 °С

Сколько можно хранить продукты Месяц

❄️❄️❄️Температура морозильной камерыдо −18 °С

Сколько можно хранить продукты Два-три месяца

❄️❄️❄️❄️ Температура морозильной камеры от −18 °С до −24 °С Сколько можно хранить продукты Полгода

Сейчас даже в недорогих моделях холодильников сложно найти морозилки с двумя снежинками. Особой разницы между тремя и четырьмя нет.

Например: за 14 100 Р Холодильник с двумя снежинками — «Бирюса 107» за 14 100 Р за 16 099 Р Три снежинки — Atlant за 16 099 Р за 42 990 Р Четыре снежинки — Samsung за 42 990 Р

Здесь четыре снежинки: значит, морозильная камера
Здесь четыре снежинки: значит, морозильная камера поддерживает температуру ниже −18 °С

Количество компрессоров

Холодильный компрессор — это узел устройства, который отвечает за циркуляцию холода и поддержание нужной температуры. Если в холодильнике один компрессор, то он отвечает и за холодильное, и за морозильное отделение. Это неплохо, но ресурс у такой техники вырабатывается быстрее.

Бывают двухкомпрессорные холодильники — на каждое отделение свой элемент. В таких устройствах можно размораживать камеры по отдельности, есть точная регулировка температуры. Ресурса в таких холодильниках тоже больше, потому что компрессор включается только для создания нужной температуры в конкретном отделении.

Компрессоры бывают двух видов:

  1. Линейный — работает, пока не доведет температуру до нужного уровня, а потом выключается. Когда в камере становится теплее, снова включается.
  2. Инверторный — работает постоянно, за счет преобразователя тока может выдавать разную мощность. Такие компрессоры меньше изнашиваются и тратят меньше энергии, но дороже линейных.

Например: за 27 998 Р Один компрессор — Liebherr за 27 998 Р за 97 990 Р Два компрессора — Vestfrost за 97 990 Р за 91 990 Р Инверторный — Samsung за 91 990 Р

Параметры бытовых холодильников

Охлаждающая техника бытового использования – это сложный механизм, действующий в жилых помещениях, офисах, гостиничных номерах. Она обеспечивает должные условия хранения продуктов до момента употребления их в пищу.


Холодильники отличаются особенностями камер и их функциями:

  • универсальные, используемые для охлаждения и заморозки продуктов;
  • холодильные аппараты;
  • низкотемпературные и высокотемпературные отсеки;
  • морозильные устройства предназначены для глубокого замораживания.

Для обеспечения полноценной работой минимальные показатели температур морозильных камер должны соответствовать –18 °C. При этом данные снаружи агрегата не должны превышать +32 °C.

Установка бытовых холодильников требует иногда особого вида устройств, в связи, с чем выделяют следующие виды групп:

  • шкафы;
  • столы;
  • шкафы-столы с сервировочной поверхностью;
  • настенные варианты;
  • блоки, встраиваемые в гарнитур.

Также у такой техники может быть разным и количество камер: одна, две или три, причем различия в объемах существенны – от 80 до 450 куб. дм.

История создания холодильника

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 того, 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 18 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 бизнесмен 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 бизнесмен 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.

Массово использовались в середине XIX века домашние ледники. Внешне их невозможно было отличить от обычных кухонных шкафов. Кроличьи шкурки для теплоизоляции уже не использовались, вместо них засыпались опилки и пробка. Отсек, который заполнялся льдом, в одних моделях был под камерой для продуктов, а в других над ней. Через кран талая вода сливалась в специальный поддон.

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 Фердинад Карре в 1858 году придумал, как за счёт абсорбции аммиака можно получать искусственный холод. 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». Данный агрегат был изготовлен по принципу предложенному Фернаном Каре. При своих больших габаритах, агрегат не издавал громкого шума и был 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.

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 1950-60-е годы на рынок выходят холодильники с функцией размораживания.

В СССР первые образцы бытового холодильника производятся в 1937 г. 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 экземпляров.

В 1950 годы автомобильный завод ЗИС выпустил первую партию отечественных холодильников. Агрегаты были наделены очень высоким качеством, потому что для их изготовления была использована автомобильная технология. Корпус холодильника был изготовлен из металла, а камера из нержавейки. К 1962 году холодильники имели: в США — 98,3 % семей, в Италии — 20 %, а в СССР — 5,3 % семей. С другой стороны, прошло менее 10 лет с момента окончания войны, и восстановление промышленного производства товаров быта шло крайне медленно в виду необходимости восстановления самих заводов.

Теги