اجزای یخچال

هر یخچال بصورت پایه دارای: کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و گاز و ترموستات است. هریک از اینها جزو لاینفک وسایل سرماساز هستند که در صورت نبود هریک این فرایند امکانپذیر نمی‌باشد.

کمپرسور

کمپرسور یخچال خانگی از دو بخش الکتریکی و مکانیکی تشکیل گردیده‌است که هر دو قسمت درون پوسته‌ای فولادی قرار دارند.

قسمت الکتریکی در اغلب یخچالهای خانگی یک الکتروموتور از نوع آسنکرون می‌باشد که وظیفه به حرکت درآوردن قسمت مکانیکی را به عهده دارد. البته در سال‌های اخیر کمپرسورهای یخچال فریزرها هم تغییرات زیادی داشته‌اند؛ و قسمت الکتریکی ان اینورتری یا موتور خطی شده‌اند.

قسمت مکانیکی در کمپرسورهای یخچال خانگی شامل یک سیلندر است که پیستون آن توسط هستهٔ موتور الکتریکی به حرکت در می‌آید. حرکت رفت و برگشتی پیستون باعث ایجاد حالت مکش و دمیدن می‌شود؛ و البته در کمپرسورهای نوع خطی و نوع کمپرسور روتوری و یا کمپرسور نوع اسکرال، میل لنگ دیگر وجود ندارد. مقدار مشخصی از روغنی که مخصوص این کار ساخته شده داخل پوسته وجود دارد که وظیفه روانکاری و خنک‌کردن قسمت الکتریکی و مکانیکی را بر عهده دارد.

اواپراتور

کمپرسور وظیفه فشرده کردن و گردش گاز مبرد فریون را درون کانالهای اواپراتور بر عهده دارد؛ که در نتیجه گردش گاز در کانالها و به خاطر خاصیت گاز مبرد فریون باعث خنک شدن اواپراتور می‌شود. به عبارت صحیح تر کمپرسور یخچال وظیفه فشرده کردن ماده مبرد را دارد، تا در قسمت کندانسور گاز داغ، با از دست دادن گرما تبدیل به مایع شود و در اواپراتور مایع مبرد اجازه انبساط پیدا می‌کند و با تغییر فاز از حالت مایع به گاز، گرما را از داخل یخچال می‌گیرد و در قسمت کندانسور به محیط می‌دهد. در نتیجه باعث خنک شدن یخچال می‌شود. امروزه مبردهای فریون بعلت مشکلات زیست‌محیطی، با مبردهای دیگر مثل R134 و R600 جایگزین شده‌اند.

کندانسو

کندانسور (به انگلیسی: Condenser) (چگالنده) قسمتی از سیستم است که وظیفه خنک‌سازی سیال عامل و عمدتاً تبدیل بخار به مایع را بر عهده دارد. در واقع گاز فریون بس از فشرده شدن توسط کمپرسور در کندانسور خنک شده و تبدیل به مایع می‌گردد. در یخچالهای خانگی معمولاً به صورت شبکه‌ای لوله‌ای بر روی دیواره پشت یخچال نصب شده است ودر یخچالهای بزرگ فروشگاهی معمولاً شبیه رادیاتور اتوموبیل است که اغلب از یک فن جهت بهبود فرایند میعان نیز استفاده شده است.

جا یخی (فریزر)

روش کار یخ زن یا جا یخی که به آن فریزر نیز میگویند همانند یخچال است با این تفاوت که ترموستات آن برای دمای پایین‌تری تنظیم می‌شود. همچنین مناسب است که از گاز مبردی استفاده شود که دمای تبخیر آن پایین‌تر باشد (مانند فریون ۱۲). در فریزرهای پرقدرت از بادبزن برای خنک‌کردن کمپرسور و کندانسور استفاده می‌شود. دمای فریزرها از -۱۴ درجه سلسیوس سردتر باید باشد تا به مواد غذایی آسیب نرسد. اکثر فریزرهای خانگی دمای تنظیمی از -۱۴ تا-۲۵ درجه سلسیوس دارند. برای فریزرهای نگهداری بستنی از مبرد R22 که تا دمای -۴۰ درجه سلسیوس سرما تولید می‌کنند استفاده می‌شود.

چگونگی تولید سرما در یخچال:

 1-گازها تحت اثر فشار زیاد بحالت مایع در آمده ودر این تغییر حالت،درجه حرارت گاز افزایش می یابد.

 2- اگر گاز مایع در محیطی باز تر از محیط قبلی قرار گیرد. بحالت فوران در آمده ،تبخیر شده و دمای آن شدیدا" کاهش می یابد.بنابر این بصورت یک سرما ساز مورد استفاده قرار می گیرد.

  

 حال با توجه به این دو ویژگی به شرح سرما سازی در یخچال می پردازیم.     با بکار افتادن کمپرسور پیستون مرتبا"گاز را از طریق لوله بر گشت می مکد و با فشار وارد لوله رفت می کند.فشار وارده بر گاز ،حرارتش را افزایش می دهد.بمنظور کاستن از حرارت گاز آن را وارد رادیاتور می کنند ودر آن جا مقداری از حرارت گاز کاسته می شود.سپس با عبور از فیلتر (درایر)کاملا" خشک می شود و چون لوله خروجی درایر و پس از آن سطح مقطع لوله مویی بسیار کم است گاز تحت فشار زیادی قرار گرفته و همانگونه که قبلا" ذکر شد بر اثر این فشار بحالت مایع در می آید و حرارتش نیز افزایش می یابد.با عبور از لوله مویی ، وارد لوله های اواپریتور (جای یخ) می شود ودر آن جا که سطح مقطع جدید به مراتب بیشتر از سطح مقطع لوله مویی است شروع به فوران نموده و تولید سرما میکند،فشار کمپرسور گاز را از اواپریتور عبور داده و خروجی اواپریتور توسط لوله ای مسی یا آهنی به لوله برگشت یخچال می رسد و مجددا"... گفتیم که براثر ازدیاد فشار در لوله مویی حرارت گاز افزایش می یابد . اگر حرارت بطریقی از گاز سلب نشود ،سرماسازی در اواپریتور کیفیت مطلوبی نخواهد داشت بهمین منظور معمولا"کار خانجات سازنده لوله بر گشت اواپریتور که حاوی گاز سرد است را به لوله رفت  لوله مویی که حاوی گاز گرم است جوش می دهند تا گاز گرم لوله مویی در حرکت بطرف اواپریتور در مجاورت بر گشت گاز سرد از اواپریتور سرد شود واز دمای آن کاسته شود.

بعضی از کارخانجات بمنظور بهره وری بیشتر از برگشت گاز سرد،لوله مویی را از درون آن عبور داده و به اواپریتور می رسانند. بدین ترتیب گاز مایع شده گرم قبل از رسیدن به اواپریتور کاملا" سرد میشود ودر جای یخی حد اکثر راندمان را ارائه خواهد داد.  هر گاه سرمای ایجاد شده در اواپریتور بحد تنظیم شده در ترموستات برسد ، براثر انقباض فانوسک درون ترموستات برق کمپرسور قطع شده و عمل سرما سازی متوقف می شود .دمای محفظه یخچال معمولا" بین 1 الی 7 درجه سانتی گراد ،اواپریتور در حدود 15 درجه زیرصفر است.

ذوب برفک در یخچال (دیفراست):با باز شدن درب یخچال مقداری از هوای گرم محیط وارد یخچال شده و بر اواپریتور قطرات آب را بوجود می آورد . بمرور قطرات آب بوجود آمده ، توده های عظیم یخ یا بعبارت دیگر برفک را ایجاد می سازد که بوسیله آن ها عمل سرما سازی مختل می شود از اینرو لازم است در فواصل زمانی معین نسبت به ذوب برفک ها اقدام شود. در اکثر یخچال ها برای نائل آمدن به این منظور تدبیری اندیشیده نشده و تنها راه ذوب برفک ها ،باز گذاشتن درب یخچال است که در اینحالت برق آن از مدار قطع می شود.     روش دیگر استفاده از چند لایه سیم المنت است که بدور اواپریتور پیچیده می شود .هر گاه ذوب برفک ضروری به نظر آمد،باقرار دادن ترموستات در وضعیت مخصوص ذوب برفک ،المنت تولید گرما نموده ویخ های زائد را از میان می برد.

در دیفراست گازی که امروزه متداول ترین شکل ذوب برفک است از شیر سولنوئیدی(شیر الکتریکی) استفاده می شود . این شیر دارای دو ورودی و یک خروجی مطابق شکل است . ورودی B در حالت عادی مسدود است اما با اتصال برق به شیر الکتریکی ، مسیر B نیز باز می شود و گاز گرم از این مسیر به خروجی C راه می یابد.   همانطور که در شکل دیده می شود مادامی که به شیر الکتریکی برق نمی رسد گاز سرد با  ورود به قسمت A و خروج مستقیم از قسمت C وارد اواپریتور شده و عمل سرما سازی صورت می گیرد.  با اتصال برق به شیر الکتریکی ،مسیر B باز شده و گاز گرم از مسیر  C خارج شده و محفظه اواپریتور را گرم می سازد. گرمای محیط اواپریتور برفک های بوجود آمده را ذوب می سازد و پس از ذوب برفک ها ،یک ترموستات مجددا" شیر سولنوئیدی را بحالت قطع و در واقع مسدود بودن مسیر B ، باز می گرداند.    در شکل بالا همین مکانیسم بتوسط شیر سولنوئیدی با یک ورودی و یک خروجی دیده می شود.

البته اشکال دیگری از ذوب برفک نیز بکار گرفته شده که امروزه کاربرد کمتری دارد . بعنوان مثال می توان نوع دیفراست با شمارش دفعات باز و بسته شدن درب یخچال را نام برد . با قرار دادن کلید مخصوص شمارش زیر درب ،تعداد دفعات باز و بسته شدن درب شمارش شده و بمحض رسیدن تعداد آن به عدد تنظیمی کلید، مدار یخچال برای مدتی قطع می شود .در زمان توقف کمپرسور ،بر اثر افزایش دمای محیط یخچال برفک ها ذوب می شوند. ویا می توان بروش استفاده از تایمر اشاره نمود در این روش پس از زمان معینی تایمر مخصوص عمل نموده و مدار را قطع می سازد . در بعضی از یخچال ها ،تایمر بمحض قطع مدار اصلی ،مدار المنت پیچیده شده بدور اواپریتور را بر قرار نموده تا عمل ذوب برفک با سرعت بیشتری انجام شود.

اگر دست خود را پشت یخچال بگذارید، خواهید دید که این ناحیه، گرم تر از هوای اتاق است. ممکن است وقتی در جلوی یخچال ایستاده اید، برخورد هوای گرم از آن را روی پای خود احساس کنید؛ در عین حال، قسمت داخلی محفظه انجماد یخچال بسیار سرد است!

 

یخچال از محفظه انجماد، انرژی می گیرد و آن را سردتر کرده و این گرمای گرفته شده را به اتاق می دهد و آن را گرم تر می کند.

 

بنابراین درست نیست که بگوییم یخچال، هوای سرد تولید می کند!

 

 

این پیچه ها را می توانید در پشت یخچال های کوچک تر و شاید درون آن ها و نزدیک جایخی ببینید. نکته مهم آن است که اگر می توانستید از میان تمام پیچ خوردگی ها و دورهای یخچال، مسیر مجزای حلقه را دنبال کنید، یک مسیر دایره ای کامل از درون تا بیرون یخچال ایجاد خواهد کرد. تمام این لوله کشی های به هم پیچیده، یک حلقه بزرگ مانند شکل بالا تشکیل می دهند.

ممکن است برای شما این سؤال ایجاد شود که اگر این شکل، فقط یک حلقه بزرگ است، پس چرا این قدر پیچیده به نظر می رسد؟

تمام این مسیرهای زیگزاگ، برای آن است که لوله کشی، بیش تر در معرض هوا قرار بگیرد. وقتی ماده سردکننده از قسمت بیرونی یخچال جاری می شود (مرحله 1)، گرما به هوا انتقال پیدا می کند.

ماده سردکننده، گرم تر از هوا است و گرمای خود را دقیقا به همان روشی که شما گرمای بدن خود را در هنگام قرار گرفتن در محیط سرد از دست می دهید، از دست خواهد داد. اگر ماده سردکننده در پشت یخچال، به بیش ترین مقدار خود برسد و به داخل برگردد، زمان کافی برای این که انتقال حرارتی رخ دهد، وجود نخواهد داشت.

 

کمپرسور یا متراکم کننده:

چگونه ماده سردکننده گرم تر از هوای اتاق می شود؟ آیا عجیب نیست که این ماده دقیقا بعد از ترک کردن داخل یخچال، گرم می شود؟

چرا برخی از کوه ها در قله های خود برف دارند ولی در قسمت های پایین آن ها اثری از برف نیست؟ اگر بتوانید به یکی از این سؤالات پاسخ دهید، به تمام آن ها پاسخ خواهید داد.

 

 

جواب این سؤالات در قانون گاز کامل است. این قانون تشخیص می دهد که هنگامی که فشار گاز کاهش پیدا می کند، دمای آن هم کاهش خواهد یافت. در قله کوه تصویر بالا، هوا بسیار رقیق است و فشار، کم است؛ زیرا هوای کم تری روی قله وجود دارد و نسبت به سطح دریا کم تر فشرده می شود.

بعد از مدت کوتاهی که ماده خنک کننده در یخچال قرار گرفت، تا دماهای نزدیک دمای یخچال، گرم خواهد شد؛ شاید 35 تا 37 درجه (مرحله 3). اما بعد وارد کمپرسور (قسمت متراکم کننده) می شود (مرحله 4). کمپرسور، فشار زیادی روی ماده سرد کننده اعمال می کند. این کار مانند فشردن هوای رقیق و سرد در نوک قله نسبت به سطح زمین است!

 

یا این که تصور کنید کار کمپرسور مانند فشرده کردن یک اسفنج است. کمپرسور، ماده سردکننده را فشرده می کند و آن را به طور موقت گرم می کند تا جایی که گرمای ماده سرد کننده به محیط  اطرافش داده شود. پس در حالتی که ماده سرد کننده، فشرده نشده است، قادر خواهد بود که گرمای بیش تری را جذب کند.