Schéma électrique et structure du réfrigérateur

Un réfrigérateur ordinaire à compression fonctionne selon le schéma suivant :

• Le compresseur motorisé aspire le liquide de refroidissement gazeux de l'évaporateur. Le liquide de refroidissement est ensuite comprimé, chauffé et entre dans le condenseur.
• Dans le condenseur, le liquide de refroidissement est refroidi à sa température normale et liquéfié.
• Le réfrigérant liquéfié entre ensuite dans l'évaporateur, où il se vaporise et refroidit les parois de l'échangeur de chaleur qui refroidit les chambres intérieures du réfrigérateur.
• Depuis l'évaporateur, le liquide de refroidissement vaporisé pénètre à nouveau dans le compresseur.
• Le moteur du compresseur est relié à un circuit électrique par l'intermédiaire d'un thermostat. Lorsque la température à l'intérieur du compartiment frigorifique atteint le niveau souhaité, le thermostat ouvre ses contacts et éteint le moteur.
• Au fur et à mesure que le temps passe et que la température du compartiment augmente, le thermorégulateur reconnecte le moteur par l'intermédiaire du relais de démarrage.

Une représentation graphique du dispositif de refroidissement est donnée dans la figure ci-dessous.

Les composants électriques sont les suivants

• le moteur du compresseur ;
• des éléments d'éclairage ;
• les réchauffeurs utilisés dans les systèmes à absorption ;
• les ventilateurs pour la circulation forcée de l'air.

Les systèmes d'automatisation comprennent

• Dispositifs de régulation de la température installés dans les compartiments réfrigérés. Ces dispositifs peuvent être mécaniques ou électroniques.
• Relais de démarrage. Ces relais sont utilisés pour faciliter le démarrage des moteurs électriques asynchrones des compresseurs et leur désactivation rapide en cas de surcharge.
• les systèmes d'élimination du givre de la surface de l'évaporateur.
• Systèmes de contrôle automatique incorporés qui remplissent toutes les fonctions susmentionnées, en plus de contrôler la durée de conservation des marchandises stockées et de les commander à nouveau par le biais d'un système électronique.

Une fois l'appareil branché sur le secteur, l'électricité passe par les contacts du thermostat, le relais de protection, la bobine inductive du relais de démarrage et l'enroulement principal du moteur électrique.

Pendant les phases initiales, alors que le rotor reste immobile, le courant est plus élevé que d'habitude. Une fois le relais de démarrage activé, la bobine de démarrage inductive est connectée au circuit. L'induit tourne, ce qui entraîne une diminution du courant. Par conséquent, le relais s'ouvre et le moteur électrique peut fonctionner sans problème.

Lorsque la chambre frigorifique a atteint la température souhaitée, le relais thermique est activé, interrompant le circuit d'alimentation du moteur électrique. Lorsque la température à l'intérieur de la chambre dépasse le niveau défini, le moteur est reconnecté pour reprendre son fonctionnement. Ce cycle continue à se répéter.

Le relais de protection réagit au flux de courant dans son circuit. Si le moteur est surchargé, le courant dans son circuit augmente. Lorsqu'il atteint le seuil prévu, le relais de protection interrompt le circuit. Une fois que le moteur et le relais ont refroidi, le circuit est rétabli, ce qui permet au moteur de redémarrer. Ce système permet de protéger le moteur contre une usure prématurée et d'éviter les risques d'incendie dans la pièce. Le relais contient un capteur sous la forme d'une plaque bimétallique créée en soudant ensemble des bandes de métaux ayant des coefficients de dilatation thermique différents. Lorsque la plaque est chauffée, sa forme change et le circuit s'interrompt. Lorsque la plaque refroidit, elle reprend sa forme initiale et ferme à nouveau le circuit.

L'image ci-dessous présente le schéma du circuit du réfrigérateur à compression de la marque Stinol.

Schéma d'un réfrigérateur à compression électrique.

Lorsqu'il s'agit de concevoir l'intérieur des cuisines modernes, l'un des défis consiste à combiner différentes formes et couleurs d'appareils de cuisine :

• cuisinière ;
• four
• réfrigérateur ;
• four à micro-ondes ;
• lave-vaisselle ;
• hotte aspirante, etc.

Une solution très répandue consiste à utiliser des appareils de cuisine entièrement encastrés. Dans ce cas, les appareils sont cachés dans des armoires modulaires et des étagères de taille standard, avec des panneaux frontaux conçus dans le même style.

Les fabricants ont créé des gammes d'appareils spécialement conçus pour être intégrés dans des modules de cuisine.

Les parois et les portes de ces appareils ne sont pas peintes avec de l'émail, car elles sont dissimulées à l'intérieur des armoires. Les portes sont équipées de systèmes spéciaux de fixation des panneaux à charnières.

Chaque manuel d'utilisation des fabricants comprend un schéma qui décrit les conditions d'installation. Ce schéma comprend les dimensions des modules compatibles, la profondeur, la largeur et la hauteur minimales de l'ouverture, la distance entre l'évaporateur et la paroi arrière du meuble, ainsi que la taille et l'emplacement des ouvertures pour la circulation naturelle de l'air.

Il est également possible d'opter pour une conception semi-intégrée. Dans ce cas, on utilise un modèle normal de l'appareil avec une porte peinte sur mesure. le réfrigérateur est installé dans un renfoncement frontal du mobilier de cuisine. Il est toutefois important de respecter les exigences en matière de circulation de l'air.

Le réfrigérateur peut être raccordé à l'alimentation électrique en branchant simplement la fiche dans la prise.

Cependant, plusieurs exigences doivent être respectées :

• Le câblage électrique doit être en bon état et capable de supporter un autre appareil.
• La prise doit être solidement fixée au mur et les fils de fixation doivent être serrés. Si la prise produit des étincelles ou devient chaude lorsque le réfrigérateur est en marche, il convient de la remplacer et de vérifier le câblage entre la prise et le tableau de distribution.
• Il n'est pas recommandé d'utiliser des rallonges ou des répartiteurs pour raccorder le réfrigérateur. Il est plus fiable d'installer une prise séparée.
• L'installation électrique et la prise de courant doivent être reliées à la terre.

Outre les exigences relatives au réseau électrique, il existe plusieurs suggestions générales concernant l'emplacement et le raccordement de l'appareil :

• Pour éviter l'accumulation de chaleur due à la lumière du soleil, il est conseillé de placer l'appareil le plus loin possible de la fenêtre.
• Évitez de placer l'appareil à proximité de sources de chaleur telles que les cuisinières, les fours, les radiateurs ou les planchers chauffants.
• Veillez à ce que le réfrigérateur n'obstrue aucun passage lorsque ses portes sont ouvertes.

Le respect de ces recommandations améliorera la commodité, la sécurité et l'efficacité énergétique du fonctionnement du réfrigérateur.

Réfrigérateur à absorption : schéma

Outre les réfrigérateurs standard à compression, il y a eu une prolifération significative de réfrigérateurs basés sur l'effet d'absorption. Ces appareils fonctionnent sans pièces ni composants mobiles, grâce à la circulation naturelle du réfrigérant. Ce réfrigérant est généralement un liquide à faible point d'ébullition, qui doit être facilement soluble dans un liquide à point d'ébullition élevé appelé adsorbeur.

Schéma d'un dispositif d'absorption

Le dispositif d'absorption se compose de plusieurs éléments qui fonctionnent ensemble pour obtenir l'effet de refroidissement souhaité. Le processus commence avec le liquide de refroidissement concentré, qui est stocké dans le réservoir (2). De là, il s'écoule dans la thermopompe, qui se présente sous la forme d'un tube de cuivre chauffé par un dispositif de chauffage électrique. Au cours de l'étape suivante, le liquide de refroidissement pénètre dans le générateur de vapeur (1), qui est également chauffé par l'électricité.

À l'intérieur du générateur de vapeur, le liquide de refroidissement est vaporisé et se mélange aux vapeurs de l'adsorbeur. Le mélange gazeux qui en résulte passe ensuite par le condenseur – déflegmateur (3), où les différentes fractions du mélange sont séparées.

Le liquide adsorbant, présent dans le mélange gazeux, subit une liquéfaction dans le condenseur et est ensuite renvoyé dans le générateur pour une utilisation ultérieure. D'autre part, le réfrigérant, désormais sous forme de gaz, s'écoule par gravité vers l'évaporateur.

Lorsque le gaz traverse l'évaporateur, il se vaporise, absorbant ainsi une quantité importante d'énergie et provoquant une baisse drastique de la température. Le liquide de refroidissement, désormais sous forme de gaz, est ensuite renvoyé dans le réservoir de l'adsorbeur et absorbé à nouveau. Ce cycle est répété en permanence pour maintenir l'effet de refroidissement.

Les appareils à absorption sont dotés de fonctions intégrées

Ces appareils sont réputés pour leur longue durée de vie et leur faible niveau sonore. Ils peuvent supporter de longues périodes d'arrêt sans risque de fuite de réfrigérant.

L'inconvénient de ces appareils est qu'ils consomment plus d'énergie (50 % de plus que les appareils à compression).

Ces systèmes sont couramment utilisés dans les zones de résidence saisonnière.

Schéma de principe d'un réfrigérateur à éléments Peltier

Ce dispositif est essentiel pour les voyages, car il ne nécessite pas de réfrigérant. Le processus de refroidissement est obtenu grâce à l'effet Peltier, où différents éléments semi-conducteurs sont soudés ensemble. Ces éléments chauffent d'un côté et refroidissent l'enceinte de l'autre. Ce dispositif peut refroidir efficacement la chambre jusqu'à -50°C.

Représentation schématique d'un module Peltier

Ce système présente plusieurs avantages, notamment sa conception incroyablement simple et rentable. Il suffit d'utiliser un ventilateur pour refroidir l'élément "chaud" Le côté "froid" de l'élément semi-conducteur, tandis que le côté "froid" de l'élément semi-conducteur, est plus froid que le côté "froid" Le côté du réfrigérateur est intégré dans le couvercle de la chambre, ce qui permet une circulation naturelle de l'air vers le bas.

Réfrigérateur de voiture fonctionnant selon le principe de l'effet Peltier

L'un des avantages indéniables de cette conception est sa capacité à tolérer les secousses et les vibrations, sa taille compacte et la possibilité de décongeler rapidement les produits en changeant simplement la polarité de l'élément Peltier.

Cette conception présente toutefois des inconvénients, tels qu'une consommation d'énergie élevée et une durée de vie relativement courte de l'élément semi-conducteur.

Schéma de principe du relais et du thermostat

Lors de l'utilisation d'un réfrigérateur, les sources de dysfonctionnement les plus courantes sont les relais et les thermostats. Toutefois, si vous êtes bricoleur et habile avec un tournevis et un testeur, il est tout à fait possible de réparer ou de remplacer ces composants. Malheureusement, de nombreux fabricants de réfrigérateurs modernes choisissent d'utiliser des blocs non réparables qui doivent être remplacés dans leur intégralité.

Le thermostat a pour fonction de réguler la température souhaitée dans le compartiment de réfrigération ou de congélation. Le soufflet du tube capillaire contient une substance qui se dilate ou se contracte en réponse aux changements de température. La partie mobile du thermostat se déplace alors axialement, ce qui fait dévier le levier de commande et ouvre ou ferme les contacts qui contrôlent le relais thermique.

Schéma du relais thermique du réfrigérateur Stinol

Lorsque la température dépasse le niveau désigné, les contacts se rapprochent, ce qui permet au courant électrique de circuler dans l'enroulement de commande du relais. Cela déclenche le relais de démarrage et met en marche le moteur électrique du compresseur.

Une fois la température refroidie, le tube à soufflet se contracte et coupe le circuit de commande du relais. Il désactive le moteur du compresseur. Lorsque le moteur s'arrête, la température de la chambre augmente progressivement jusqu'à ce que le relais thermique soit à nouveau activé. Ce cycle se répète ensuite.