Schema elettrico di un frigorifero: struttura e principio di funzionamento di vari frigoriferi

Il frigorifero non si accende e devi scoprire la causa del guasto? Stai scegliendo una nuova unità e vuoi comprendere le differenze nel principio di funzionamento dei diversi modelli? Ciò aiuterà lo schema elettrico del frigorifero, che riflette l'interazione dei suoi componenti principali.

Comprendendo il principio di funzionamento è possibile evitare di essere ingannati dai tecnici o riparare da soli il frigorifero, nonché ridurre il rischio di guasti e aumentare la durata del dispositivo. In questo articolo vedremo schemi di dispositivi di vario tipo: monocamera e 2-3 camere, con e senza sistema NoFrost, a due compressori, con controllo meccanico ed elettronico.

Schema schematico del frigorifero

Solo 30 - 40 anni fa i frigoriferi domestici avevano una struttura abbastanza semplice: il motore-compressore veniva avviato e spento da 2 - 4 dispositivi, e non si trattava di utilizzare schede di controllo elettroniche.

I modelli moderni hanno molte opzioni aggiuntive, ma il principio di funzionamento rimane generalmente invariato.

Nei vecchi frigoriferi, tutta l'attrezzatura aggiuntiva si riduce all'indicatore di alimentazione e alla lampadina nel vano frigorifero, che si spegne con un pulsante quando la porta è chiusa.

Termostato – il principale e unico elemento di controllo con cui l’utente può configurare il funzionamento di un vecchio frigorifero si trova solitamente all’interno del vano frigorifero. La molla del soffietto è nascosta sotto la leva di potenza, la maniglia rotante.Si contrae quando la camera è fredda, aprendo così il circuito elettrico e spegnendo il compressore.

Non appena la temperatura aumenta, la molla si raddrizza e chiude nuovamente il circuito. La manopola dell'indicatore della potenza di congelamento del frigorifero regola l'intervallo di temperatura consentito: il massimo a cui si avvia il compressore e il minimo a cui si arresta il raffreddamento.

Relè termico svolge una funzione protettiva: controlla la temperatura del motore, quindi è posizionato direttamente accanto ad esso, spesso abbinato ad un relè di avviamento. Se i valori consentiti vengono superati, e possono essere di 80 gradi o più, la piastra bimetallica nel relè si piega e interrompe il contatto.

Il motore non riceverà alimentazione finché non si sarà raffreddato. Ciò protegge sia dal guasto del compressore dovuto al surriscaldamento che da un incendio domestico.

Motocompressore ha 2 avvolgimenti: di lavoro e di avviamento. La tensione viene fornita all'avvolgimento operativo direttamente dopo tutti i relè precedenti, ma ciò non è sufficiente per l'avvio. Quando la tensione sull'avvolgimento operativo aumenta, il relè di avviamento viene attivato. Dà un impulso all'avvolgimento iniziale e il rotore inizia a ruotare. Di conseguenza, il pistone comprime e spinge attraverso il sistema freon.

Il motocompressore comprime e pompa il freon attraverso le tubazioni dell'impianto, che trasferisce il calore dalle celle frigorifere all'esterno e raffredda i prodotti

Generalmente ciclo di funzionamento del frigorifero può essere descritto come segue:

1. Connessione alla rete. La temperatura nella camera è alta, i contatti del termostato sono chiusi, il motore si avvia.
2. Il freon nel compressore viene compresso, la sua temperatura aumenta.
3. Il refrigerante viene forzato nella serpentina del condensatore, situata dietro o nel vassoio del frigorifero.Lì si raffredda, cede calore all'aria e si trasforma in uno stato liquido.
4. Attraverso l'essiccatore, il freon entra in un sottile tubo capillare.
5. Entrando nell'evaporatore situato all'interno della camera del frigorifero, il refrigerante si espande bruscamente a causa dell'aumento del diametro dei tubi e del passaggio allo stato gassoso. Il gas risultante ha una temperatura inferiore a -15 gradi e assorbe calore dalle camere del frigorifero.
6. Il freon leggermente riscaldato entra nel compressore e tutto ricomincia da capo.
7. Dopo qualche tempo la temperatura all'interno del frigorifero raggiunge i valori impostati, i contatti del termostato si aprono, il motore e il movimento del freon si fermano.
8. Sotto l'influenza della temperatura nella stanza, dai nuovi prodotti caldi nella camera e dall'apertura della porta, la temperatura nella camera aumenta, il termostato chiude i contatti e inizia un nuovo ciclo di raffreddamento.

Questo diagramma descrive esattamente il funzionamento dei vecchi frigoriferi a scomparto singolo, che hanno un evaporatore.

I frigoriferi a camera singola hanno un piccolo vano congelatore, non separato mediante isolamento termico da quello principale, e una porta. Il cibo nella parte anteriore del congelatore potrebbe essere in fase di scongelamento

Solitamente l'evaporatore è l'alloggiamento del congelatore nella parte superiore dell'unità, non isolato dalla camera di refrigerazione. Considereremo le differenze nel design di altri modelli di seguito.

Modelli a due camere e due compressori

Nella maggior parte dei modelli a due camere disponibili, è presente un comune circuito freon: dopo aver attraversato l'evaporatore del congelatore, il refrigerante viene diretto nella camera principale e solo da lì compressore. 

La differenza di temperatura è ottenuta con una differenza significativa nella lunghezza della bobina, che non potrebbe riflettersi nel diagramma: nel congelatore copre completamente 4 lati, e nello scomparto con temperatura positiva copre solo una piccola parte della parete di fondo

Il motore viene spento da un segnale proveniente da un relè termico situato nella camera principale, il circuito elettrico generale non differisce dai modelli a camera singola.

IN frigoriferi No Frost questo sistema è spesso implementato con un evaporatore comune situato nella parete divisoria tra le camere. La differenza di temperatura è regolata dalle turbine e dal numero di condotti dell'aria, di questi modelli e della loro parte elettrica parleremo più avanti.

I modelli a doppio compressore consentono di controllare in modo indipendente la temperatura in ciascuna camera. Si tratta essenzialmente di due dispositivi separati e indipendenti in un unico alloggiamento - di conseguenza, il circuito elettrico è completamente duplicato: un termostato separato per ciascuna camera, un termostato separato relè di protezione avvio per ciascun compressore.

Il controllo indipendente della temperatura in ciascuna camera è possibile con un compressore, con un sistema a doppio circuito. Può essere realizzato in vari modi: con il vantaggio del congelamento o con circuiti completamente indipendenti.

Nel primo caso, il termostato del frigorifero chiude la valvola quando viene raggiunta la temperatura impostata e il freon inizia a circolare in un piccolo cerchio, solo attraverso il congelatore. Il compressore si ferma quando i contatti del termostato del congelatore si aprono.

Il sistema a doppio circuito permette di ottenere un controllo indipendente della temperatura delle camere senza aumentare i consumi energetici e la rumorosità; a parità di altre caratteristiche è più economico rispetto ai modelli a doppio compressore

Nella seconda opzione, il freon ha la capacità di circolare attraverso uno qualsiasi dei circuiti o attraverso entrambi contemporaneamente, e questo processo è regolato aprendo e chiudendo alcune valvole secondo un segnale proveniente dalla scheda elettronica di controllo.

Frigoriferi a tre camere e zona a temperatura zero

Carne fresca, pollame e pesce non vengono conservati a lungo nello scomparto principale del frigorifero e quando congelati perdono parte delle loro proprietà benefiche, gusto e aroma. Spesso sono dotati di una scatola separata con temperatura prossima allo zero, o addirittura di una camera separata.

La temperatura nella zona di freschezza viene mantenuta con la massima precisione nelle seguenti condizioni:

• camera separata con evaporatore e termistore propri, sistema di circolazione del freon a due o tre circuiti. L'opzione è piuttosto costosa e ingombrante, ma anche il volume della camera è significativo;
• uno scomparto isolato nella camera principale di un frigorifero con sistema No Frost, dotato di ulteriori condotti dell'aria regolabili manualmente dall'evaporatore e di un termometro. L'accuratezza della temperatura dipende dalla tempestiva regolazione manuale;
• un design simile al precedente, in cui le serrande dell'aria sono controllate da un'unità elettronica.

Un'opzione alternativa è il raffreddamento dall'evaporatore “piangente” della camera principale.

La zona freschezza si trova spesso tra lo scomparto congelatore e quello frigorifero, raffreddata da un flusso d'aria aggiuntivo proveniente dal primo

Come potete vedere, la zona zero può essere implementata in frigoriferi con diversi circuiti elettrici; per garantirne il funzionamento è possibile includere inoltre un termostato o un termistore e anche la scheda elettronica di controllo può essere ampliata.

Sistema No Frost e autosbrinamento

I frigoriferi sopra descritti sono dotati di sistema di sbrinamento a goccia.Ciò significa che la camera di refrigerazione è dotata di un evaporatore “piangente”: quando il compressore è inattivo, la brina su di esso si scioglie naturalmente, perché la temperatura nella camera è positiva.

L'acqua risultante scorre attraverso speciali grondaie attraverso un tubo in un contenitore situato sopra o vicino al motore. Successivamente il motore in funzione diventa molto caldo e l'acqua evapora. Un congelatore con questo sistema non si scongela mai da solo e la brina si forma non solo sulle pareti della camera, ma anche sul cibo.

I frigoriferi No Frost non hanno bisogno di essere sbrinati; non vedrai la brina nelle loro camere, nemmeno nel congelatore. Una caratteristica di tali modelli è la presenza di un ventilatore che distribuisce l'aria fredda dall'evaporatore tra le camere.

I frigoriferi No Frost contengono relè di protezione all'avvio standard, un relè termico migliorato, nonché una ventola ed elementi riscaldanti per lo sbrinamento automatico

La serpentina di raffreddamento stessa in questi modelli non assomiglia alla solita solida piastra metallica, ma come il radiatore di un'auto o la serpentina del condensatore sul retro dei vecchi frigoriferi.

Nello schema di funzionamento generale del frigorifero, i nuovi elementi si comportano come segue:

• il ventilatore o la turbina si avvia insieme al compressore e distribuisce uniformemente l'aria fredda tra le camere;
• quando il relè termico apre i contatti che alimentano il motore per il raggiungimento della temperatura impostata, viene contemporaneamente spenta la ventola;
• Una volta ogni 8 - 16 ore il relè termico accende l'elemento riscaldante. Si tratta di un tappetino o filo elettrico che riscalda la serpentina dell'evaporatore per rimuovere la brina da essa. L'aria calda non entra nelle camere del frigorifero, poiché l'evaporatore è nascosto e la ventola è spenta;
• quando tutta la brina si è sciolta, l'interruttore di compensazione della temperatura spegne il riscaldamento;
• Inoltre, il termostato può controllare una serranda che regola l'apporto di aria fredda nella camera principale attraverso i canali.

Lo sbrinamento di tali frigoriferi è simile a un evaporatore “piangente” in un solo modo: anche l'acqua risultante scorre attraverso i canali in un contenitore vicino al motore.

L'evaporatore e il ventilatore possono essere nascosti nella parete divisoria tra le camere e per regolare la temperatura vengono utilizzati diversi numeri di condotti dell'aria e serrande mobili al loro interno

Lo schema sopra descritto è il più primitivo. La maggior parte dei modelli moderni sono controllati centralmente, da una scheda elettronica.

Lo svantaggio principale dei frigoriferi No Frost è l'essiccazione degli alimenti dovuta alla costante circolazione dell'aria. Il tutto deve essere conservato in contenitori con coperchio ermetico o avvolto in pellicola.

Soluzione originale al problema offre Electrolux V Sistema antigelo. In queste unità, il congelatore funziona secondo il sistema No Frost e nella camera con temperatura positiva è installato un classico evaporatore “piangente”. Il circuito elettrico è generalmente identico ai sistemi standard “no Frost”.

Frigoriferi intelligenti con controllo elettronico

I termostati classici, con manopola meccanica e soffietto interno, stanno diventando sempre meno comuni nei frigoriferi moderni. Lasciano il posto a schede elettroniche in grado di gestire una varietà sempre maggiore di modalità di funzionamento e opzioni aggiuntive del frigorifero.

La funzione di determinare la temperatura al posto del soffietto viene eseguita da sensori - termistori. Sono molto più accurati e compatti, spesso installati non solo in ogni vano frigorifero, ma anche sull'alloggiamento dell'evaporatore, nel produttore di ghiaccio e all'esterno del frigorifero.

Molti frigoriferi moderni sono dotati di un azionamento elettrico della serranda dell'aria, che rende il sistema No Frost il più efficiente, conveniente e preciso possibile nell'impostazione

Elettronica di controllo di molti frigoriferi realizzato su due tavole. Uno può essere chiamato utente: viene utilizzato per inserire le impostazioni e visualizzare lo stato corrente. Il secondo è di sistema, attraverso un microprocessore controlla tutti i dispositivi del frigorifero per implementare un determinato programma.

Un modulo elettronico separato consente l'utilizzo in motore inverter del frigorifero.

Tali motori non alternano cicli di funzionamento alla massima potenza e tempi di inattività, come quelli convenzionali, ma cambiano solo il numero di giri al minuto, a seconda della potenza richiesta. Di conseguenza, la temperatura nelle camere del frigorifero è costante, il consumo di elettricità si riduce e la durata operativa del compressore aumenta.

L'utilizzo di schede di controllo elettroniche amplia incredibilmente le funzionalità dei frigoriferi.

I modelli moderni possono essere dotati di:

• pannello di controllo con o senza display, con possibilità di selezionare e impostare la modalità di funzionamento;
• più sensori di temperatura NTC;
• VENTILATORE fan;
• motori elettrici aggiuntivi M - ad esempio per tritare il ghiaccio in un generatore di ghiaccio;
• riscaldatori RISCALDATORE per sistemi di sbrinamento, home bar, ecc.;
• Elettrovalvole VALVE - ad esempio in un frigorifero;
• Interruttori E/I per il controllo della chiusura della porta e l'accensione di dispositivi aggiuntivi;
• Adattatore Wi-Fi e funzionalità di controllo remoto.

Anche i circuiti elettrici di tali dispositivi sono riparabili: anche nel sistema più complesso, la causa di un malfunzionamento è spesso un sensore di temperatura difettoso o un piccolo dettaglio simile.

I frigoriferi side-by-side con comandi touch screen, fabbricatore di ghiaccio, frigorifero integrato e molte opzioni di personalizzazione sono controllati da una scheda elettronica abbastanza estesa e complessa

Se il frigorifero “guasta” e si rifiuta di eseguire correttamente il programma specificato, o non si accende affatto, molto probabilmente il problema riguarda la scheda elettronica o il compressore; è meglio affidare la riparazione ad uno specialista.

Conclusioni e video utile sull'argomento

Come funziona e funziona il compressore di un frigorifero domestico è spiegato chiaramente e dettagliatamente in questo video:

E qui allo stand si assemblano e collegano tutti gli elementi del circuito elettrico del frigorifero No Frost:

L'intera varietà dei moderni frigoriferi domestici si riduce a un circuito elettrico di base, migliorato e integrato con vari componenti. Non importa quanto sia diverso l'ultimo modello Indesit dalla vecchia Minsk, producono freddo secondo lo stesso principio.

I circuiti elettrici dei frigoriferi economici e vecchi sono abbastanza suscettibili alle riparazioni domestiche utilizzando un circuito tipico, ma le schede di controllo elettroniche differiscono per ciascuna serie. Ma anche loro hanno una struttura generale simile.

Quale frigorifero preferisci? Sei riuscito a imparare qualcosa di nuovo, interessante e utile da questo articolo? Condividi le tue opinioni, esperienze e conoscenze nei commenti qui sotto.