بخشی از مقاله
ساختمان يخچال
آشنایی
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.
فیلتر (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 فیلتر عبور می‌کند. فیلتر دارای دو لوله ارتباطی است.
یکی از لوله‌ها سطح مقطع بزرگتری دارد که در واقع ورودی فیلتر است و به خروجی کندانسور وصل میشود. در ورودی فیلتر شبکه‌های توری ریزی برای گرفتن جرمهای زائد قرار گرفته است. خروجی فیلتر 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 فیلتر 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 فیلتر وورودی با اواپراتور (یخ ساز) است. گاز سرد کننده که توسط کمپرسور تحت فشار قرار گرفته با عبور از مسیر کندانسور و فیلتر 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.
طرز کار يخچال های نفتی
یخچال نفتی:
یخچال نفتی بر خلاف یخچال برقی و کولر های گازی که بر اساس فرئون فشرده و کمپرسور کار می کنند دارا ی هیچ قسمت متحرکی نیست و نیروی محرکه خود را مستقیما از شعله آتش نفت می گیرد اساس کار یخچال نفتی بر پایه جذب و دفع آمونیاک در آب می باشد. سازوکار یخچال نفتی به صورت مرحله به مرحله به این شکل می باشد.
1- در دمای معمولی آمونیاک در آب حل می شود ولی اگر به مخلوط آمونیاک و آب گرما بدهیم چون آمونیاک بسیار جوشنده تر از آب می باشد آمونیاک آغاز به جوشیدن نموده و از مخلوط آب و آمونیاک به صورت گاز بخار آمونیاک گرم متصاعد شده و مقذاری بخار اب نیز با خود همراه کرده تبخیر می کند.
2-در سر راه این بخار گرم یک جدا کننده قرار دارد که قطره های آب را از بخار آمونیاک جدا کرده و درون مخزن مخلوط آب و آمونیاک بر می گرداند.( این قسمت را داشته باشید تا بعد زیرا در راه بازگشت این آب جدا شده به مخزن یک اتفاق دیگر هم می افتد.
3- سپس بخار آمونیاک درون یک سری لوله های پره دار به نام چگالنده شده و گرمای خود را از دست می دهد و به صورت آمونیاک مایع در می آید.( توجه این قسمت همانند یخچال های برق در پشت یخچال قرار دارد(
4-سپس این آمونیاک مایع سرد تر شده ( دارای دمایی بالاتر از دمای محیط) وارد محفظه و لوله های پره دار دیگری می شود که درون یخچال جای دارد و در معرض گاز هیدروژنی که درون این محفظه قرار دارد واقع می شود و به سرعت بخار شده و جهت تبخیر گرمای محیط درون یخچال را جذب می کند.( در نتیجه درون یخچال سرد می شود.
5-سپس مخلوط آمونیاک و هیدروژنی که به صورت مخلوط گازی سردی است وارد جذب کننده می گردد درون جذب کننده مخلوط آمونیاک و هیدروژن با آبی که در مرحله دوم از گاز داغ آمونیاک جدا شده بود تماس داده می شوند.در این جا آمونیاک که درون آب بسیار حل شونده تر از هیدروژن است درون اب حل می شود و هیدروژن جدا شده دوباره به درون محفظه بخارنده ( اواپراتور - که همان محفظه درون یخچال باشد ) باز می گردد.
6- مخلوط آب و آمونیاک دوباره به درون مخزن مخلوط آب و آمونیاک بازگشته و توسط گرمای شعله نفت دوباره بخار شده و مراحل 1 تا 6 به صورت چرخه دوباره تکرار می شود.
دلیل تبخیر آمونیاک در هیدروژن چیست؟
برای پاسخ به این پرسش باید به ترمودینامیک محلول ها نگاهی بیندازیم. می کوشم با یک مثال ساده پاسخ پرسشتان را بدهم.ببینید . آب خالص در 100 درجه می جوشد و در صفر درجه یخ می زند ولی اگر به آب مقداری نمک بیفزاییم دیگر در 100 درجه نمی جوشد بلکه در دمایی بالاتر از 100 درجه می جوشد.اگر به آب مایعی مانند الکل بیفزاییم در صفر درجه یخ نمی زند بلکه در دمایی پایینتر یخ می زند و در دمایی پایین تر از 100 درجه نیز تبخیر می شود . همین جریان در باره آمونیاک و گاز هیدروژن اتفاق می افتد.
