-
همه چیز راجع به یخچال
همه چیز راجع به یخچال
تاریخچه
ابتدایی‌ترین نوع یخچال را ژاکوب پراکنیز در سال 1834 میلادی اختراع کرد. از آن پس این اختراع همواره در حال تحول و دگرگونی بود، تا اینکه اولین یخچال برقی توسط دیوو آمریکایی در سال 1869 به بازار عرضه شد. در یخچال برقی تولید سرما بر اساس اصل تراکم و انبساط یک نوع گاز با درجه حرارت تبخیر پایین ، احتیاج به تخصص و تجهیزات خاص در زمینه ترمودینامیک و مکانیک سیالات دارد.
ساختمان یخچال
اجزای تشکیل دهنده یخچال را به دو دسته مکانیکی و الکتریکی تقسیم می‌کنند.
اجزای مکانیکی یخچال
• کمپرسور
• رادیاتور خنک کننده (کندانسور)
• ********** (درایر)
• لوله مویین (کاپیلاری تیوب)
• اواپراتور (محفظه یخ ساز)
موتور الکتریکی
موتور الکتریکی مجموعه‌ای مکانیکی است که کمپرسور یخچال را تشکیل می‌دهند. موتور الکتریکی از نوع آسنکدون بوده و دارای دو قطب است. مجموعه اعضای موتور عبارتند از:
• ترموستات
• رتور
• رله راه انداز (رله استارت )
• جعبه تقسیم و سیم رابط
• لامپ یخچال
• شستی معکوس لامپ یخچال
چگونگی تشکیل سرما در یخچال
با اتصال کنتاکتها در ترموستات ، موتور شروع بکار نموده و پیستون کمپرسور را در داخل سیلندر به حرکت در می‌آورد و مرتبا گاز را از طریق لوله برگشت می‌مکد و با فشار وارد لوله رفت می‌نماید. فشار وارده بر گاز آن را وارد رادیاتور (کندانسور) می‌کند، که در پشت یخچال قرار دارد. در آنجا مقداری از حرارت گاز کاسته می‌گردد. برای انتقال بهتر گرمای گاز ، باید فاصله رادیاتور تا دیواره حدود 25 سانتیمتر باشد. سپس گاز سرد کننده با عبور از ********** (درایر) کاملا خشک شده و چون لوله خروجی ********** و پس از آن سطح مقطع لوله مویین بسیار کم است گاز تحت فشار زیادی قرار گرفته و به حالت مایع میشود.
در این حالت دمای آن نیز زیاد میشود. با عبور از لوله مویین گاز وارد لوله‌های اواپراتور (جای یخ) میشود، و چون سطح مقطع جدید به مراتب بیشتر از سطح مقطع لوله مویین است شروع به فوران نموده و تولید سرما می‌کند. فشار کمپرسور ، گاز را از طریق اواپراتور عبور داده و از خروجی اواپراتور توسط لوله‌ای به لوله برگشت کمپرسور می‌رساند. این عمل مادامی که یخچال سرد شود ادامه می‌یابد تا آن که در اثر سرمای تولید شده ، مدار موتور الکتریکی توسط ترموستات قطع شود. دمای محفظه معمولا بین 1 الی 7 درجه سانتیگراد است، و در اواپراتور به حدود 15 درجه زیر صفر می‌رسد.
ذوب برفک در یخچال
با باز شدن در یخچال مقداری از هوای گرم محیط وارد یخچال شده و بر روی اواپراتور قطرات آب بوجود می‌آورد. این قطرات به مرور زمان توده‌های یخی و به عبارت دیگر برفک ایجاد می‌کنند که به وسیله آنها عمل سرما سازی در یخچال مختل میشود. از اینرو لازم است در فواصل زمانی معینی نسبت به ذوب برفکها اقدام شود. برای ذوب برفکها می‌توان یخچال را خاموش کرده و در آن را برای مدتی باز گذاشت. روش دیگر ، استفاده از یک المنت گرم‌کننده است که به دور اواپراتور پیچیده میشود. هرگاه لازم باشد ترموستات مدار المنت را وصل نموده و برفکها را از بین می‌برد.
• آب سرد‌کن
• اواپراتور
• ترموستات
• رادیاتور
آشنایی با ساختمان یخچال
باید دانست که یخچال‌های خانگی ، فریزر ، یخچال‌های ویترینی و سایر وسایل سردکننده تراکمی ، ساختمان مشابه دارند، و سیستم کار آنها یکسان است. یک یخچال نسبت به بعضی از لوازم برقی خانگی ، چون سـماور برقی و بخاری برقی ، از جزئیات بیشتری برخوردار است. از اینرو اجزای تشکیل دهنده یخچال را به دو دسته مکانیکی و الکتریکی تقسیم می‌کنند.
اجزای مکانیکی یخچال
کمپرسور
کار کمپرسور ، ایجاد فشار و مکش جهت به حرکت در آوردن گاز در سیستم است. در داخل کمپرسور یک موتور الکتریکی تک فاز و یک مجموعه مکانیکی شامل سیستم سوپاپ و پیستون و میل‌لنگ قرار دارد. با رسیدن برق به موتور کمپرسور و به چرخش در‌آمدن روتور آن توسط میل‌لنگ ، پیستون به حرکت در آمده و سوپاپ‌های مختلف باز و بسته می شوند. در نتیجه گاز به گردش در می‌آید. کمپرسور تنها از طریق سرلوله به بیرون ارتباط دارد.
صرف‌نظر از لوله کور که جز در موارد تخلیه یا شارژ گاز مورد استفاده قرار نمی‌گیرد، دو لوله دیگر از اهمیت بسزایی برخور دارند. حرکت پیستون داخل سیلندر کمپرسور مرتبا گاز را از لوله برگشت مکیده و با فشار وارد لوله رفت می‌کند. به این ترتیب گاز سرما ساز مدام در حال حرکت است و عمل سرماسازی را انجام می‌دهد.
رادیاتور خنک کننده (کندانسور) گاز سرد کننده وقتی در داخل کمپرسور تحت فشار قرار گیرد، حرارت آن افزایش می‌یابد. حال اگر به طریقی این گرما سلب نشود و یا تعدیل نگردد، عمل سرماسازی مختل میشود. از این رو در یخچال ، گاز تحت فشار و گرم شده از کمپرسور وارد لوله‌های مارپیچ مانند که در تماس مستقیم هوا است (جای این لوله ها در یخچال های خانگی پشت کابینت اصلی یخچال است) می‌شوند. دمای گاز در اثر ارتباط هوا کاهش یافته و عمل سرماسازی در سیستم به سهولت انجام میشود. به منظور حفاظت لوله‌های فلزی کندانسور در برخورد با اشیا و اجسام خارجی ، مفتولی در اطراف کندانسور تعبیه می‌کنند.
********** (درایر)
گاز پس از آنکه در داخل کمپرسور تحت فشار قرار گرفت، به منظور کاستن از حرارتش راهی کندانسور میشود. از آنجا که ممکن است در عبور از این مسیر جرم هایی را نیز حمل کند و یا دارای رطوبت باشد، لازم است قبل از سرماسازی کاملا پاک و خشک شود. بنابراین پس از رادیاتور ، از ********** عبور می‌کند. ********** دارای دو لوله ارتباطی است.
یکی از لوله‌ها سطح مقطع بزرگتری دارد که در واقع ورودی ********** است و به خروجی کندانسور وصل میشود. در ورودی ********** شبکه‌های توری ریزی برای گرفتن جرمهای زائد قرار گرفته است. خروجی ********** که سطح مقطع کمتری دارد به لوله مویین متصل میشود، تا گاز سرد کننده تحت فشار زیاد قرار گیرد. در این خروجی نیز شبکه‌های توری با سوراخهای بسیار ریز قرار گرفته است. در فضای میانی ********** مواد شیمیایی به نام سیلیکات یا سیلیکاژل قرار دارد، که خاصیت و کار آن جذب رطوبت گاز عبوری است.
لوله مویین (کاپیلاری تیوب)
لوله مویین ، لوله‌ای با قطر بسیار کم است که به علت باریک بودن به این نام خواننده میشود و نقش مهمی در تولید سرما دارد. محل نصب لوله مویین بین خروجی ********** وورودی با اواپراتور (یخ ساز) است. گاز سرد کننده که توسط کمپرسور تحت فشار قرار گرفته با عبور از مسیر کندانسور و ********** وارد لوله مویین میشود. در لوله مویین فشار محیط درون آن به حد قابل توجهی افزایش می‌یابد. لذا گاز سرد کننده که تحت فشار زیاد به مایع تبدیل شده است، با عبور از لوله مویین وقتی که وارد اپراتور میشود، چون ناگهان با حجم زیادی مواجه می‌گردد، تبدیل به گاز شده و ایجاد سرما می‌نماید.
اواپراتور (محفظه یخ ساز)
اواپراتور به قسمتی گفته میشود که بوسیله تبخیر یک ماده خنک‌کننده سبب تولید سرما شده و در صورت قرار گرفتن در یک ناحیه باعث سرد شدن آن ناحیه یا محفظه میشود. در وسایل سردکننده همان محفظه سردکننده را به نام اواپراتور می‌شناسند. برای انتقال مطلوب و سریع سرما جنس اواپراتور را از آلومینیم انتخاب می‌کنند. لوله ورودی اپراتور بسیار باریک است که در واقع همان نقطه اتصال آن به لوله مویین است، و لوله خروجی آن سطح مقطع بیشتری دارد و به لوله برگشت کمپرسور می‌رسد.
موتور الکتریکی
همان گونه که قبلا در مبحث کمپرسور خواندید موتور الکتریکی با یک مجموعه مکانیکی کمپرسور یخچال را تشکیل می دهند.موتور الکتریکی از نوع آسنکدون بوده و دارای دو قطب و قسمتهای عمده آن عبارتند از :
• سیم پیچ اصلی
• سیم پیچ فرعی
• هسته استاتور
• رتور
برای آنکه در موتور یخچال مقاومت اهمی سیم پیچ راه انداز از راکتاس القایی آن زیادتر شود و گشتاور راه اندازی موتور افزایش یابد قسمتی از سیم پیچ استارت را بصورت بیفیلار اجرا می کنند لذا با اهم گیری بین سرهای مشترک و هر کدام از دو سر دیگر می‌توان استارت یا اصلی بودن سیم پیچ را تشخیص داد. سرهای الکتروموتور روی کمپرسور درون ترمینال بسته می شود که اصولا بصورت مثلثی است.
طرز کار موتور الکتریکی
وقتی از طریق ترموستات فرمان به موتور می رسد.جریان الکتریکی از رله استارت و سیم پیچ اصلی عبور می کند و چون سیم پیچی راه انداز در مدار نیست جریانی حدود 2 برابر جریان نامی از سیم پیچ اصل عبور نموده و نیروی الکتریکی رله استارت که با مجذور جریان عبوری از آن متناسب است افزایش می یابد و هسته رله را به سمت بالا هدایت می‌کند و سیم پیچی راه انداز توسط تیغه مربوطه که به هسته متحرک رله استارت متصل است، جریان دار شده و موتور شروع به حرکت نماید.
با حرکت الکتروموتور جریان الکتریکی در سیم پیچی اصل نرمال شده و نیروی رله استارت کاهش یافته و هسته آن در اثر نیروی وزن هسته پایین می‌آید و تیغه مربوط به سیم پیچی راه انداز را قطع می‌کند و موتور با سیم پیچی اصلی بکار خود ادامه می‌دهد.حرکت رتور موتور سبب تحت فشار قرار دادن گاز از یک سمت و مکش از سمت دیگر میشود تا زمانی که اواپراتور (یخ ساز) خنک شده و ترموستات جریان الکتروموتور را قطع می نماید.
ترموستات
ترموستات یک کلید اتوماتیک تنظیم دما است که داخل یخچال قرار دارد. اجزای اصل ترموسات عبارتند از:
• بدنه فلزی
• فانوسک
• کنتاکت های اتصال
• لوله بلو که محتوای گاز حساس است.
• لوله مویین
• فنر و اهرم ها
• پیچ تنظیم ولوم
• صفحه مدرج :که درجات مختلف روی آن نوشته شده است.
معمولا لوله بلویی ترموستات را به قسمت تحتانی و یا سقف اواپراتور متصل می سازد. با گرم شدن هوای داخل یخچال و یا افزایش درجه حرارت اواپراتور گاز داخل لوله بلو منبسط میشود. گاز منبسط شده به فانوسک ترموستات فشار آورده و اهرم مربوط به وصل کنتاکتهای اتصال را جابجا کرده باعث اتصال کنتاکت به یکدیگر میشود و لذا ولتاژ شبکه به موتور اعمال میشود و موتور به کار می‌افتد. با به کار افتادن موتور اواپراتور خنک شده گاز داخل بالن یا مخزن لوله بلو و لوله مویین منقبض شده و فشار از روی فانوسک ترموستات برداشته میشود با جمع شدن فانوسک اهرم کنتاکتها به عقب بر می‌گردد و اتصال آنها بصورت باز درمی‌آید که باعث توقف کار موتور خواهد شد.
رله راه انداز (رله استارت)
رله استارت بر سه نوع جریانی ولتاژی و حرارتی می باشد که بیشتر رله نوع جریانی و یا حرارتی دو منظوره (استارت و بار منفی) به کار برده میشود.
رله بار زیاد (بی متال یا اورلود)
هرگاه در کار موتور مشکل بوجود می‌آید مانند آسیب دیدن سیم پیچ‌های اصلی با کمکی و یا مسدود شدن مسیر گردش گاز و یا وضعیت بودن ولتاژ و ... جریان دریافتی موتور افزایش یافته و موتور داغ می کند که ممکن است بسوزد. از اینرو استفاده از رله بار زیاد ضروری است. رله بار زیاد یک فیوز حرارتی است که بر روی کمپرسور نصب میشود. کار آن به این شرح است که در اثر گرمای جدار خارجی کمپرسور و یا در اثر عبور جریان الکتریکی موتور از سیم هیتر داخل رله گرم شده و با تحریک صفحه حساس طول آن را افزایش می دهد و سبب جدا شدن کنتاکتهای رله می گردد.
جعبه تقسیم و سیم رابط
جعبه تقسیم یا ترمینال محل ورود کابل اصلی یخچال و تقسیم سیمهای خروجی است. سیم رابط یخچال باید ازنوع کابلی باشد و جهت ارت کردن حتما نوع سه سیمه آن انتخاب شود.همچنین کابل باید قابلیت انعطاف باشد تا هنگام جابجایی مشکل برای آن ایجاد نشود. سطح مقطع سیمهای کابلی باید باشد.
لامپ یخچال
روشن شدن لامپ داخل یخچال به هنگام باز کردن در آن است. توان لامپ یخچال بین 14 تا 40 وات است. این لامپ دارای سرپیچ محکمی است.
شستی معکوس لامپ
شستی لامپ یخچال مانند شستی زنگ اخبار است. با این تفاوت که معکوس عمل می‌کند یعنی وقتی که در یخچال باز میشود، کلید آزاد است و لامپ روشن می شود. لامپ خاموش میشود. بدین جهت به آن شستی معکوس نیز گفته میشود.
