Buderus-trade.ru

Теплотехника Будерус
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловое действие тока в холодильнике

Электробезопасность

Стиральная, посудомоечная машина, холодильник прочно вошли в нашу жизнь. Почти в каждой семье есть холодильник, у более чем половины семей имеются стиральные машины, а посудомоечные машины перестали быть экзотикой. Они функциональны, экономичны, удобны и безопасны в обращении. Безопасность в обращении с бытовой техникой гарантируется потребителю производителями бытовой техники и системой сертификации товаров, действующей в нашей стране. Но при определенных условиях пользоваться бытовой техникой становится опасно.

В данной статье мы попытались осветить некоторые вопросы личной электробезопасности человека, и она рассчитана на широкий круг читателей, но для неспециалиста некоторые термины могут быть малопонятны, а статья показаться скучной – если это так, то не судите нас строго.

В нашей стране вопросам безопасности (безопасности государства – КГБ, безопасности труда, электробезопасности) всегда уделялось большое внимание и, как правило, этими вопросами занимались хорошо подготовленные специалисты и занимались профессионально. Шло время. Менялась страна. И оказалось, что вопросами безопасности, а личной безопасности в первую очередь, приходится заниматься персонально каждому гражданину.

Одним из важных разделов личной безопасности каждого гражданина является электробезопасность.

Каждого человека на работе и дома окружает масса электрических приборов, и мы привычно включаем компьютер, электрическую плиту, чайник, стиральную машину, посудомоечную машину (холодильник включен в сеть постоянно) не задумываясь о том, насколько безопасно наше общение с источниками повышенной опасности – электрическими приборами. Что интересно – если рассмотреть помещения, где мы чаще всего находимся, с позиций электробезопасности, то наши кухни и ванные комнаты (если в ванной комнате установлена стиральная машина) можно отнести к особо опасным помещениям.

В отношении опасности поражения людей электрическим током все помещения разделяются на следующие виды:

  • помещения с повышенной опасностью
  • особо опасные помещения
  • помещения без повышенной опасности.

Помещениями с повышенной опасностью являются помещения, характеризующиеся в них одного из следующих условий, создающих повышенную опасность:

  • сырости или проводящей пыли,
  • токопроводящих полов (металлических, земляных, железобетонных, кирпичных и т.п.),
  • высокой температуры,
  • возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкциям зданий, технологическим аппаратам, механизмам и т.п. с одной стороны, и к металлическим корпусам электрооборудования – с другой.

Особо опасные помещения характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность:

  • особой сырости,
  • химически активной среды,
  • одновременного наличия двух или более условий повышенной опасности.

Помещениями без повышенной опасности являются помещения, в которых отсутствуют условия, создающие повышенную опасность и особую опасность.

В отношении воздействия электрического тока на организм человека необходимо знать, что опасно не высокое напряжение (разность потенциалов) само по себе, а величина протекающего через организм электрического тока. Величина протекающего через организм тока прямо пропорциональна приложенному напряжению и обратно пропорциональна сопротивлению тканей человека и сопутствующим сопротивлениям (сопротивление обуви, пола, изоляции проводов, сопротивлению воздуха, внутреннему сопротивлению источника напряжения и т.д.). Для примера можно рассмотреть два случая воздействия на человека высокого напряжения (10 тысяч вольт) – напряжением от электрошокера и напряжением от линии ЛЭП. При равных условиях – равных напряжениях, сопротивлениях тела, обуви и различных внутренних сопротивлениях источников тока, результат воздействия на человека электрического тока будет не просто различен, а катастрофически различен.

  1. При воздействии электрическим током от электрошокера человек может потерять сознание.
  2. При воздействии электрическим током от линии ЛЭП – обуглиться.
Читайте так же:
Тепловое воздействие электрического тока закон джоуля ленца

Электрический ток, проходя через тело человека, производит тепловое, химическое и биологическое воздействие, тем самым, нарушая нормальную жизнедеятельность организма.

Химическое действие электрического тока ведет к электролизу крови и других содержащихся в организме растворов, что приводит к изменению их химического состава и, следовательно, к нарушению их функций.

Биологическое действие электрического тока проявляется в опасном возбуждении живых клеток организма, в частности, нервных клеток и всей нервной системы. Такое возбуждение может сопровождаться судорогами, явлениями паралича. В ряде случаев возможен паралич дыхательного аппарата (паралич мышц грудной клетки) и паралич сердца (мышц желудочков сердца), являющийся причиной смертельного исхода. Прекращение работы сердца под действием электрического тока может быть в результате непосредственного действия тока на сердечную мышцу, когда ток проходит через область, или рефлекторным – вследствие нарушения функций центральной нервной системы.

Степень поражения человека и тяжесть электрического удара зависят главным образом от следующих факторов:

  • величины тока, проходящего через тело человека;
  • пути тока в теле человека;
  • длительности его прохождения.

Зависимость допустимых для человека значений токов от продолжительности их воздействия на организм человека приведена на рисунке.

Допустимые для человека значения тока в зависимости от продолжительности воздействия.

1 – переменный ток 50 гц; 2 – постоянный ток.

На практике принимаются два пороговых значения электрического тока, выше которых токи опасны для жизни человека:

для переменного тока – 75 мА;

для постоянного тока – 150 мА.

Но это не означает, что ниже этих значений токи безопасны. Они относительно безопасны, и степень их безопасности зависит от многих сопутствующих факторов, в первую очередь от состояния здоровья человека.

Известен случай, когда здоровый молодой человек получил смертельный удар током от автомобильной аккумуляторной батареи и многочисленные случаи, когда люди остаются живыми после удара молнии или удара током при казни на электрическом стуле.

Стоит ли Вам надеяться на «авось» или заняться вопросами электробезопасности сейчас – решать Вам.

Если Вы решили, что стоит серьезно подойти к обеспечению своей электробезопасности, то необходимо выполнить следующий минимум:

  1. Заземлить все корпуса электроприборов находящихся на кухне и в ванной комнате – холодильник, посудомоечную машину, газовую плиту или электрическую плиту (электрическая плита должна быть заземлена изначально), стиральную машину.
  2. Проверить имеются ли в наличии и работоспособны автоматы защиты (автоматические выключатели, имеющие только электромагнитный расцепитель) рекомендованные для установки производителями стиральных и посудомоечных машин. Если они отсутствуют, то установить их.
  3. Установить защитное отключение.

Защитным отключением называется система защиты, обеспечивающая автоматическое отключение всех фаз или полюсов аварийного участка сети с напряжением до 1000 вольт с полным временем отключения с момента возникновения однофазного замыкания не более 0,2 с.

В зависимости от входной величины устройства защитного отключения подразделяются на устройства, реагирующие:

  1. на напряжение корпуса относительно земли;
  2. на ток замыкания на землю;
  3. на напряжение нулевой последовательности;
  4. на напряжение фазы относительно земли;
  5. на ток нулевой последовательности.

После выполнения всех трех пунктов, можно считать, что вы предприняли все необходимые меры для обеспечения своей электробезопасности и безопасной работы Вашего холодильника, стиральной или посудомоечной машины.

Основные понятия и определения:

Травма, вызванная воздействием на организм электрического тока или электрической дуги, называется электротравмой.

Электротравмы возможны в результате непосредственного контакта человека с токоведущими частями электроустановки (стиральной, посудомоечной машины, холодильника), а также в случаях прикосновения к металлическим конструктивным нетоковедущим частям электрооборудования, изоляция которого нарушена и имеет место замыкание токоведущих частей на корпус.

Читайте так же:
Кпд теплового действия тока

Прикосновение человека к токоведущим частям электроустановки может быть двухфазным (двухполюсным) и однофазным (однополюсным).

Электрическим замыканием на землю называется случайное электрическое соединение токоведущей части электроустановки непосредственно с землей, нетоковедущими проводящими конструкциями или предметами, не изолированными от земли.

Зона растекания тока замыкания на землю – зона, за пределами которой электрический потенциал, обусловленный токами замыкания, может быть условно принят равным нулю.

Напряжением относительно земли при замыкании на корпус называется разность потенциалов между этим корпусом и зоной нулевого потенциала.

В отношении воздействия на человека различают значения тока:

пороговый ощутимый ток наименьшее значение ощутимого тока; пороговый неотпускающий ток наименьшее значение неотпускающего тока; пороговый фибрилляционный ток наименьшее значение фибрилляционного тока.

Напряжение прикосновения – напряжение между двумя точками цепи тока, которых одновременно касается человек.

Напряжение шага – напряжение между двумя точками цепи тока, находящимися одна от другой на расстоянии шага, на которых стоит человек (на земле, на полу, и т.д.).

Заземление – преднамеренное электрическое соединение с заземляющим устройством частей электроустановки, нормально не находящихся под напряжением.

Малое напряжение – номинальное напряжение не более 42 вольт, применяемое в целях уменьшения опасности поражения человека электрическим током.

Если у Вас остались вопросы – обращайтесь к нам, в авторизованный сервисный центр «Эл Ко-сервис».

Мы всегда рады помочь Вам в решении возникших у Вас проблем.

© 2009 «Эл Ко-сервис» Москва, ул. Криворожская, д.6А, строение 2, помещение 103А (м. Нагорная) e-mail

Холодильник Пельтье

Элемент Пельтье — это термоэлектрический преобразователь, принцип действия которого базируется на эффекте Пельтье — возникновении разности температур при протекании электрического тока. В англоязычной литературе элементы Пельтье обозначаются TEC (от англ. Thermoelectric Cooler). Эффект, обратный эффекту Пельтье, называется эффектом Зеебека.

Содержание

Принцип действия

В основе работы элементов Пельтье лежит контакт двух токопроводящих материалов с разными уровнями энергии электронов в зоне проводимости. При протекании тока через контакт таких материалов, электрон должен приобрести энергию, чтобы перейти в более высокоэнергетическую зону проводимости другого полупроводника. При поглощении этой энергии происходит охлаждение места контакта полупроводников. При протекании тока в обратном направлении происходит нагревание места контакта полупроводников, дополнительно к обычному тепловому эффекту.

При контакте металлов эффект Пельтье настолько мал, что незаметен на фоне омического нагрева и явлений теплопроводности. Поэтому при практическом применении используются контакт двух полупроводников.

Элемент Пельтье состоит из одной или более пар небольших полупроводниковых параллелепипедов — одного n-типа и одного p-типа в паре (обычно теллурида висмута, Bi2Te3 и германида кремния), которые попарно соединены при помощи металлических перемычек. Металлические перемычки одновременно служат термическими контактами и изолированы непроводящей плёнкой или керамической пластинкой. Пары параллелепипедов соединяются таким образом, что образуется последовательное соединение многих пар полупроводников с разным типом проводимости, так чтобы вверху были одни последовательности соединений (n->p), а снизу противоположные (p->n). Протекающий электрический ток протекает последовательно через все параллелепипеды. В зависимости от направления тока верхние контакты охлаждаются, а нижние нагреваются — или наоборот. Таким образом электрический ток переносит тепло с одной стороны элемента Пельтье на противоположную и создаёт разность температур.

Читайте так же:
Количество теплоты формулы для тока

Если охлаждать нагревающуюся сторону элемента Пельтье, например при помощи радиатора и вентилятора, то температура холодной стороны становится ещё ниже. В одноступенчатых элементах, в зависимости от типа элемента и величины тока, разность температур может достигать приблизительно 70 К.

Достоинства и недостатки

Достоинством элемента Пельтье является небольшие размеры, отсутствие каких-либо движущихся частей, а также газов и жидкостей. При обращении направления тока возможно как охлаждение, так и нагревание — это даёт возможность термостатирования при температуре окружающей среды как выше, так и ниже температуры термостатирования.

Недостатком элемента Пельтье является очень низкий коэффициент полезного действия, что ведёт к большой потребляемой мощности для достижения заметной разности температур. Кроме того элементы Пельтье с размерами более 60 мм x 60 мм практически не встречаются. Несмотря на это, элементы Пельтье нашли широкое применение, так как без каких-либо дополнительных устройств можно реализовать температуры ниже 0 °C.

Применение

Элементы Пельтье применяются в ситуациях, когда необходимо охлаждение с небольшой разницей температур, или энергетическая эффективность охладителя не важна. Например элементы Пельтье применяются в маленьких автомобильных холодильниках, так как применение компрессора в этом случае невозможно из-за ограниченных размеров и кроме того необходимая мощность охлаждения невелика.

Кроме того элементы Пельтье применяются для охлаждения устройств с зарядовой связью в цифровых фотокамерах. За счёт этого достигается заметное уменьшение теплового шума при длительных экспозициях (например в астрофотографии). Многоступенчатые элементы Пельтье применяются для охлаждения приёмников излучения в инфракрасных сенсорах.

Также элементы Пельтье часто применяются для охлаждения и термостатирования диодных лазеров, с тем чтобы стабилизировать длину волны излучения.

В приборах, при низкой мощности охлаждения, элементы Пельтье часто используются как вторая или третья ступень охлаждения. Это позволяет достичь температур на 30 — 40 К ниже, чем с помощью обычных компрессионных охладителей ( до -80 для одностадийних холодильников и до -120 для двухстадийных).

Тепловой насос (холодильник)

Как вы думаете: может ли холодное тело быть нагревателем? Нет? Вы ошибаетесь! Например, чтобы заморозить начавшее таять мороженое, вы кладёте его в «морозилку» холодильника. Мороженое холоднее, чем воздух в комнате, но теплее, чем воздух в морозильной камере холодильника. Следовательно, мороженое будет нагревать воздух внутри холодильника. Через некоторое время оно отдаст воздуху некоторое количество теплоты, в результате чего охладится и перестанет таять.

Разберёмся, почему холодильник способен охлаждать тела, то есть изучим его принцип действия. Начнём с устройства. Радиатор – чёрная решётка позади холодильника, испаритель – морозильная камера внутри него и компрессор – насос с электродвигателем. Радиатор и испаритель сделаны из металлической трубки, заполненной легко сжижающимся газом – хладоном или другим.

Компрессор откачивает хладон из испарителя и под большим давлением накачивает его в радиатор. Поскольку при этом над хладоном совершается механическая работа, согласно первому закону термодинамики, внутренняя энергия газообразного хладона возрастает (см. § 6-з). Хладон нагревается приблизительно до 60–70 °С.

Двигаясь снаружи холодильника по радиатору, газообразный хладон передаёт свою теплоту воздуху в комнате и постепенно сам охлаждается почти до комнатной температуры. Поскольку хладон сжат компрессором, то есть находится под давлением, по мере охлаждения в радиаторе он постепенно становится жидким – конденсируется.

В месте перехода трубки радиатора в трубку испарителя (на рисунке отмечено синим кружком) расположен дроссель – узкое отверстие. Дроссель препятствует свободному циркулированию хладона, то есть способствует наличию высокого давления в радиаторе. Поскольку из испарителя хладон постоянно откачивается компрессором, продавливаясь через дроссель, сжиженный хладон попадает в область низкого давления.

Читайте так же:
Тепловой режим переменного тока

При атмосферном давлении жидкий хладон кипит примерно при +20 °С. В трубке испарителя давление ниже атмосферного, поэтому хладон закипает и кипит там примерно при –20 °С, снова превращаясь в газ. Вспомним, что кипение невозможно без постоянного поступления теплоты. Поэтому трубка испарителя интенсивно «отбирает» теплоту у продуктов в морозильной камере. При этом продукты охлаждаются, а хладон в трубке нагревается, и его температура возрастает приблизительно до –10 °С.

Далее хладон снова попадает в компрессор и продолжает циркулировать, становясь то жидким и горячим, то газообразным и холодным. Как видите, холодильник не «вырабатывает» холод, а является тепловым насосом. Он, перемещая хладон по замкнутой системе трубок, «перекачивает» теплоту из морозильной камеры наружу. В нашем примере теплота, «отобранная» испарителем у мороженого, будет перенесена к радиатору и, в конечном счёте, попадёт к воздуху в комнате.

Не удивительно ли: охлаждением холодного тела (мороженого) мы согрели тёплое тело – воздух в комнате? Да, непривычно! Однако это явление не противоречит второму закону термодинамики, поскольку теплопередача происходит не самостоятельно, а в результате совершения механической работы тепловым насосом.

Тепловой насос можно использовать не только в качестве холодильника или кондиционера; его можно использовать и в роли обогревателя. Зимой, например, можно «отбирать» теплоту у морозного воздуха за окном и передавать её воздуху в комнате. В магазинах бытовой техники можно встретить «обратимые» кондиционеры, которые летом перекачивают теплоту из комнаты на улицу, а зимой – с улицы в комнату, обогревая её.

Принцип работы и устройство холодильника

Принцип работы холодильника

Чтобы сориентироваться при выходе из строя кухонного оборудования, многие домохозяйки вынуждены разбираться в принципе работы многих устройств, таких как: электроплита, микроволновая печь, холодильник и другие. Главная функция холодильной камеры — сохранение питательных продуктов в свежем состоянии, поэтому она должна работать постоянно, а услугами специалиста по ремонту невозможно воспользоваться мгновенно. Понимание того, как работает холодильник, поможет сэкономить финансовые и временные ресурсы, а многие неисправности можно будет починить своими руками.

Внутреннее устройство холодильника

Схема холодильника

Всем известно как работает холодильник, простыми словами — это оборудование замораживает и охлаждает самые разные продукты, позволяя избежать их порчи в течение некоторого времени.

При этом далеко не все знают определенные особенности данного устройства: из чего состоит холодильник, откуда берется холод во внутренней плоскости камеры, как он создается рефрижератором и почему устройство время от времени выключается.

Чтобы разобраться в данных вопросах, необходимо подробно рассмотреть принцип работы холодильника. Для начала отметим, что холодные воздушные массы возникают не сами: уменьшение температуры воздуха осуществляется внутри камеры в процессе функционирования агрегата.

Данное холодильное оборудование включает в себя несколько основных частей:

  • хладагент;
  • испаритель;
  • конденсатор;
  • компрессор.

Как работает холодильник

Компрессор — это своеобразное сердце любой холодильной установки. Этот элемент отвечает за циркуляцию хладагента по большому количеству специальных трубочек, часть которых расположена сзади холодильника. Остальные части замаскированы во внутренней части камеры под панелью.

При работе компрессор, как и всякий мотор, подвергается значительному нагреву, поэтому ему необходимо некоторое время для остывания. Чтобы этот агрегат не утратил работоспособность из-за перегрева, в него встроено реле, размыкающее электроцепь при определенных температурных показателях.

Читайте так же:
Автоматические выключатели авв без теплового расцепителя

Трубки, расположенные на наружной поверхности холодильного оборудования — это конденсатор. Он предназначен для выделения тепловой энергии наружу. Компрессор, осуществляя перекачку хладагента, отправляет его внутрь конденсатора посредством высокого давления. В итоге вещество с газообразной структурой (изобутан или фреон) становится жидким и начинает нагреваться. Лишнее тепло при этом рассеивается в помещении, чтобы охлаждение хладагента произошло естественным путем. Именно по этой причине запрещено устанавливать нагревательные приборы рядом с холодильниками.

Хозяева, которые знают о принципе работы холодильного шкафа, стараются устроить своему «кухонному помощнику» самые оптимальные условия для охлаждения конденсатора и компрессора. Это позволяет продлить срок его эксплуатации.

Для получения холода во внутренней камере есть иная часть трубочной системы, в которое сжиженное газообразное вещество отправляется после конденсатора — она называется испарителем. Этот элемент отделен от конденсатора осушающим фильтром и капилляром. Прицип охлаждения внутри камеры:

  • Оказываясь в испарителе, фреон начинает закипать и расширяться, вновь преобразуясь в газ. При этом осуществляется поглощение тепловой энергии.
  • Трубки, находящиеся в камере, охлаждают не только воздушные массы агрегата, но и охлаждаются сами.
  • Затем хладагент снова отправляется в компрессор, и цикл повторяется.

Для того чтобы питательные продукты не заледенели внутри холодильника, в оборудование встроен терморегулятор. Специальная шкала дает возможность выставить необходимую степень охлаждения, и после достижения нужных значений оборудование автоматически выключается.

Однокамерные и двухкамерные модели

Агрегат, охлаждающий воздух, в каждом рефрижераторе имеет общий принцип устройства. Однако отличия в функционировании разного оборудования все же имеются. Они основываются на особенностях перемещения хладагента в холодильных шкафах с одной или парой камер.

Схема, которая была представлена чуть выше, характерна для моделей однокамерного типа. Независимо от места расположения испарителя принцип функционирования будет единым. Однако если морозильная камера расположена под или над охлаждающим отсеком, то для стабильной и полноценной работы рефрижератора необходим дополнительный компрессор. Для морозилки принцип работы будет прежним.

Охлаждающий отсек, в котором температурные показатели не опускаются ниже нулевой отметки, запускается лишь после того, как морозильник охладился в достаточной степени и выключился. Как раз в это мгновение хладагент из морозильной системы отправляется в камеры с положительной температурой, и цикл испарения/конденсации проходит уже на более низком уровне, потому невозможно точно сказать, сколько нужно проработать холодильному оборудованию до автоматического выключения. Тут все зависит от настройки терморегулятора и объема камеры-морозилки.

Функция быстрой заморозки

Как работает холодильник

Данная функция характерна для двухкамерных холодильников. В таком режиме холодильник может беспрерывно работать достаточно долго. Предназначена же быстрая заморозка для эффективного промораживания продуктов в больших объемах.

После активации опции, на панели зажигаются специальные светодиодные индикаторы, показывающие, что компрессор запущен. Тут нужно учитывать то, что функционирование агрегата не будет остановлено автоматически, а слишком долгая работа холодильника может негативно сказаться на его состоянии.

После ручного отключения установки индикаторы сами погаснут, а компрессорный привод выключится.

Современные холодильники оснащены большим количеством самых разных функций. И сегодня домохозяйки знают о существовании функции автоматической разморозки. Необмерзающие и капельные холодильные системы сделали человеческую жизнь гораздо проще, но принцип действия холодильника остался прежним.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector