تشریح سیکل برودت یخچال و اجزای بکار رفته در آن

یکی از دلایل اصلی استفاده از یخچال و فریزر در مشاغل و منازل، سرد نگه داشتن مواد غذایی است. یخچال­ها مهم هستند زیرا مواد غذایی برای مدت طولانی­تری تازه می­مانند، بنابراین به کاهش ضایعات در خانه ها و مشاغل کمک می­کند. آن­ها همچنین با حفظ کیفیت غذا برای مدت طولانی­تری به افزایش سود در کسب و کارها کمک می­کنند و به سرآشپزها فرصت می­دهند تا بهترین غذاهای خود را آماده نمایند.

تولید بیشتر مواد غذایی که در شرایط عادی بسیار فاسد شدنی هستند، نیاز به مکانیسم­های ذخیره ­سازی را افزایش داده است که از هدر رفتن ناخواسته جلوگیری می­کند. با این حال، همانطور که یخچال بخش مهمی از زندگی ما است، یک سوال باقی می­ماند، یخچال چگونه کار می کند و چگونه چنین دمای سردی را برای مدت طولانی حفظ می­نماید؟

در این مقاله قصد داریم در مورد چرخه تبرید با جزئیاتی مانند تعریف تبرید، چرخه سیستم تبرید چیست؟ اصل یخچال چیست؟ یخچال از چه قطعاتی تشکیل شده است؟ کار سیکل تبرید و نمودار آن بحث کنیم. قبل از شروع ابتدا لازم است اصطلاح تبرید را درک کنید.

آموزشگاه فنی حرفه ای فن آموزان دوره تخصصی آموزش تعمیرات لوازم خانگی و نیز دوره های کوتاه مدت تر نظیر آموزش تعمیرات یخچال ، آموزش تعمیرات لباسشویی و … را بصورت عملی در کارگاههای مجهز و تحت نظارت سازمان فنی حرفه ای کشور برگزار می کند.  برای دریافت اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

تبرید چیست؟

تبرید به معنای خنک کردن فضا، ماده یا سیستم برای کاهش یا حفظ دمای آن، کمتر از دمای محیط است (در حالی که گرمای حذف شده در دمای بالاتر دفع می­شود). به عبارت دیگر، تبرید خنک کننده مصنوعی (ساخت بشر) است.

فرایند سیکل تبرید تراکمی

سیکل تبرید تراکمی شامل گردش یک مبرد مایع در چهار مرحله از یک سیستم بسته است. همانطور که مبرد در سیستم گردش می­کند، به طور متناوب فشرده و منبسط می­شود و حالت خود را از مایع به بخار تغییر می­دهد. با تغییر حالت مبرد، گرما توسط سیستم جذب و دفع می­شود و دمای فضای مطبوع را کاهش می­دهد.

مرحله 1: فشرده سازی سیال

در مرحله اول سیکل تبرید، مبرد به صورت بخار کم فشار وارد کمپرسور می­شود. کمپرسور مبرد را به بخاری با فشار بالا متراکم می­کند و باعث گرم شدن آن می­شود. هنگامی که مبرد فشرده و گرم شد، از کمپرسور خارج شده و وارد مرحله بعدی چرخه می­شود.

مرحله 2: ورود سیال به کندانسور

پس از خروج از کمپرسور، مبرد بخار داغ وارد مرحله بعدی چرخه یعنی تراکم می­شود. در مرحله تراکم، مبرد وارد کندانسور می­شود و از طریق یک سری لوله S شکل جریان می­یابد. همانطور که بخار داغ از کندانسور جریان می­یابد، هوای خنک توسط یک فن در سراسر لوله­ها دمیده می­شود.

از آنجایی که هوای دمیده شده در لوله­ها خنک­تر از مبرد است، گرما از لوله به هوای خنک­تر منتقل می­شود. این انتقال حرارت باعث می­شود که مبرد بخار داغ به دمای اشباع خود برسد و سپس حالت خود را به مایعی با فشار بالا تغییر می­دهد. هنگامی که مبرد در حالت مایع با فشار بالا قرار گرفت، آماده خروج از کندانسور و رفتن به مرحله اندازه­گیری و انبساط چرخه است.

مرحله 3: اندازه گیری و انبساط

مرحله سوم نحوه عملکرد سیستم­های تبرید تراکمی شامل ورود مبرد مایع با فشار بالا به دستگاه اندازه­گیری یا شیر انبساط است. دستگاه اندازه­گیری برای حفظ فشار بالا در سمت ورودی و همچنین انبساط مبرد مایع و کاهش فشار در سمت خروجی کار می­کند. در طول فرآیند انبساط، دمای مبرد مایع نیز کاهش می­یابد.

مرحله 4: تبخیر

در حالت مایع خنک و کم فشار، مبرد اکنون آماده ورود به مرحله تبخیر است، جایی که در نهایت گرما از فضای در حال تهویه خارج می­شود. در مرحله تبخیر، مبرد مایع خنک از دستگاه اندازه­گیری خارج شده و وارد لوله­های سیم­پیچی در اواپراتور می­شود. سپس از فن­ها برای دمیدن هوای گرم از فضای مطبوع در سراسر کویل­های اواپراتور استفاده می­شود. مبرد خنک‌تر در کویل‌های اواپراتور شروع به جذب گرمای هوای گرم‌تر می‌کند و باعث کاهش دما در فضای مطبوع می‌شود.

در همین حال، هنگامی که مبرد گرما را از هوا جذب می­کند، شروع به جوشیدن می­کند و به بخار کم فشار تبدیل می­شود. سپس بخار کم فشار به داخل کمپرسور کشیده شده و چرخه دوباره شروع می­گردد.

اجزای چرخه تبرید

یک یخچال استاندارد دارای عناصر مکانیکی است که دستیابی و حفظ دمای سرد را برای آن آسان می­کند. آن­ها اجزایی هستند که چرخه تبرید را حفظ می­کنند. این قطعات به منظور ارائه اثرات مورد نظر بسیار تخصصی هستند.

آن­ها شامل یک کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط/ دستگاه اندازه گیری یا گاز و یک اواپراتور هستند. علاوه بر این، یخچال باید از مبرد استفاده کند، ماده­ای که برای ایجاد اثر خنک کننده استفاده می­شود. مبرد باید از تمام این اجزا عبور کند و در هر کدام برای رسیدن به دمای مورد نیاز تغییر می‌یابد.

• کمپرسور

کمپرسور در سیستم تبرید به افزایش فشار مبرد تبخیرکننده کمک می­کند و باعث می­شود دمای اشباع آن افزایش یابد، به­طوری که از آب دریا یا هوا بالاتر باشد و کندانسور را خنک کند. کمپرسور همچنین گردش مبرد را با پمپاژ آن در اطراف سیستم تقویت می­کند.

لازم به ذکر است که مبرد به صورت گاز کم فشار و دمای پایین وارد کمپرسور می­شود و به صورت گاز پرفشار و با دمای بالا از کمپرسور خارج می­گردد. حال این سوال مطرح می­گردد که چرا فشرده­سازی انجام می­شود؟ در پاسخ به این سوال باید گفت که فشرده­سازی برای افزایش دما و فشار مبرد انجام می­شود.

•  کندانسور

کندانسور با متراکم کردن مبرد کار می­کند. مبرد ورودی به کندانسور داغ و تحت فشار است. سپس کندانسور مبرد را با تبدیل آن به حالت مایع خنک می­کند. سه نوع کندانسور وجود دارد.

1. خنک­کننده هوا: این را در یخچال‌های کوچکی مانند یخچال‌هایی که در خانه استفاده می‌شوند، پیدا خواهید کرد. آن­ها زمانی ایده­آل هستند که مقدار مبرد کم باشد. کندانسور خنک­کننده هوا ، به نام کندانسور کویل نیز نامیده می­شود زیرا دارای کویل­های آلومینیومی یا مسی در پشت یخچال است. کویل­ها مساحت سطح را برای خنک کردن مبرد افزایش می­دهند. کندانسورهای هوا خنک بیشتر به دو دسته تقسیم می شوند. کندانسور همرفت طبیعی که از جریان طبیعی هوا برای خنک کردن مبرد استفاده می­کند و کندانسور همرفت اجباری که از یک فن برای جذب هوای سرد استفاده می­کند.
2. کندانسورهای آب خنک: این­ها در کارخانه­های بزرگ که مبرد بیشتری وجود دارد استفاده می­شود. آن­ها از آب برای ایجاد اثر خنک کننده بر روی مبرد استفاده می­کنند. مبردهای آب خنک بیشتر به سه دسته تقسیم می­شوند.

• نوع لوله در لوله یا دو لوله
• نوع پوسته و کویل
• نوع پوسته و لوله

سیستم­های خنک کننده با آب معمولاً هنگام کار در دمای محیط بالاتر، بهتر عمل می­کنند.

3. کندانسورهای تبخیری: این­ها در گیاهان یخی استفاده می­شوند و ترکیبی از کندانسورهای آب خنک و هوای خنک هستند. به این ترتیب، آنها از مزایای هر دو نوع کندانسور برخوردار می­باشند.

• شیر انبساط

شیر انبساط رگولاتوری است که از طریق آن مبرد از سمت فشار قوی سیستم به سمت فشار پایین جریان می­یابد. اثر گاز آن فشار تحویل کمپرسور را دیکته می­کند که باید به اندازه­ای باشد که دمای اشباع مبرد بالاتر از دمای محیط خنک کننده باشد.

افت فشار از طریق رگولاتور باعث می­شود دمای اشباع مبرد کاهش یابد به طوری که در دمای پایین اواپراتور به جوش می­آید. در واقع، با عبور مایع از شیر انبساط، افت فشار باعث می­شود دمای اشباع آن کمتر از دمای واقعی آن باشد.

مقداری از مایع در شیر انبساط می­جوشد و گرمای نهان را از باقی مانده می­گیرد و باعث کاهش دمای آن می­شود. به عبارت دیگر، شیر انبساط مبرد مایع را کنترل می­کند و اختلاف فشار بین کندانسور و اواپراتور را حفظ می­نماید، در حالی که مبرد را با سرعت صحیح به اواپراتور می­رساند. این کار در سیستم­های مدرن به صورت ترموستاتیک کنترل می­شود.

انواع مختلفی از شیرهای انبساط وجود دارد. آنها عبارتند از:

1. لوله مویین
2. فشار ثابت یا شیر دریچه گاز خودکار
3. شیر انبساط ترموستاتیک
4. شیر شناور

• اواپراتور

اواپراتور گرمای داخل یخچال را جذب می­کند و به عنوان واسطه ای برای تبادل گرما از محصولات ذخیره شده (بار) به مبرد عمل می­نماید. در بیشتر موارد، اواپراتور سردترین قسمت یخچال یا فریزر است.

در اینجا، مبرد سرد است و با سرعت کمتری حرکت می­کند تا گرمای بیشتری را از بار جذب کند. با جذب گرما، گرمتر می­شود و به گاز تبدیل می­گردد. با تبخیر مبرد گرمای بیشتری از بار جذب می­شود. مبرد، که اکنون داغ و به شکل گازی است، سپس به داخل کمپرسور رانده می­شود.

در نهایت اینکه سیکل تبرید اساساً شامل حرکت مبرد از یک مکان به مکان دیگر و به اشکال مختلف با هدف نهایی کاهش دما چه در قالب کابینت، پیشخوان یا حتی اتاق سرد است. یکی از اهمیت­های اصلی یادگیری نحوه عملکرد یخچال شما این است که بدانید چگونه تجهیزات را به طور موثر تمیز و نگهداری کنید. به عنوان مثال، درک اینکه یخچال شما از کندانسور هوای خنک استفاده می­کند به شما کمک می ­نماید تا موقعیت ایده­آلی را برای دستگاه خود پیدا کنید تا کار آن آسان­تر شود و مصرف انرژی کاهش یابد. با درک اصول اولیه، تنها در این صورت است که می­توان از تبرید آنها به طور کامل بهره­مند شد.

آموزشگاه فن آموزان در دپارتمان برق خود دوره های تخصصی الکترونیک ، تعمیرات و کنترل ابزار دقیق نظیر آموزش تعمیرات برد الکترونیکی ، آموزش طراحی برد ، آموزش تعمیرات موبایل ، آموزش برق ساختمان ، آموزش برق صنعتی و بیش از هشتاد دوره تخصصی دیگر را با اعظای مدرک فنی حرفه ای برگزار می کند. جهت دریافت جزئیات بیشتر و مشاوره رایگان با ما تماس بگیرید.