معرفی اجزای بکار رفته در یخچال و نحوه کارکردن آنها

اجزای بکار رفته در یخچال با استفاده از چرخه تبرید مناسب به کمک قطعات سالم در یک روز گرم بیشتر خود را نشان می دهند. در حالی که شاید ده ها روش گرمایش و سرمایش وجود داشته باشد، ولی عملکرد کلی یکسان است و به شکلی در صنایع و فرآیندهای بی شماری نیز استفاده می شوند.

یخچال وسیله ای است که برای نگهداری مواد غذایی استفاده می شود و وظیفه اصلی یخچال ها استفاده از مبرد برای جذب گرما است. قطعات اصلی یخچال شامل کمپرسور، کندانسور، اواپراتور، شیر انبساط و مبرد است.

در حالت کلی کمپرسور گرما را از محفظه های یخچال خارج کرده و به کندانسور منتقل می کند و گرما به بیرون منتقل می شود. آموزشگاه فنی و حرفه ای فن آموزان در این مقاله به تشریح اجزای اصلی حلقه تبرید استاندارد و عملکرد هر یک از آن ها می پردازد.

اگر به شغل تعمیرات لوازم خانگی علاقمند هستید میتوانید در دوره آموزش تعمیرات لوازم خانگی که به صورت صفر تا صد و کاملاً عملی و تخصصی در آموزشگاه فن آموزان برگزار میشود شرکت کرده و مدرک فنی حرفه ای آن را دریافت کنید. جهت مشاهده جزئیات و شرایط این دوره روی تصویر بالا کلیک کنید و یا با آموزشگاه تماس حاصل فرمایید.

معرفی اجزای یخچال

• اجزا الکتریکی یخچال

1. موتور (کمپرسور) یخچال
2. محافظ الکتریکی موتور (اورلود)
3. رله استارت کمپرسور
4. هات پلات
5. ترموستات (اتومات)
6. لامپ خبر
7. میکروسوئیچ
8. دوشاخه، سیم رابط، ترمینال
9. موتور فن یخچال و فریزر
10. قطعات سیستم دیفراست (ذوب برفک)

• اجزا مکانیکی یخچال

1. مبرد (گاز سرماساز)
2. کمپرسور یخچال
3. جایخی (اواپریتور)
4. کندانسور (رادیاتور خنک کننده)
5. لوله مویی (کاپیلاری تیوب)
6. فیلتر (درایر)
7. آکومولاتور

اجزا الکتریکی یخچال

این بخش از قطعات مسئول تأمین انرژی، کنترل دما، زمان بندی عملیات و روشنایی داخل یخچال هستند.

1. موتور (کمپرسور) یخچال

وظیفه کمپرسور در یخچال چیست؟

این قطعه در واقع یک موتور الکتریکی از نوع آسنکرون با روتور قفس سنجابی است. سیم پیچی آن شامل دو دسته اصلی و کمکی است. وظیفه آن ایجاد میدان مغناطیسی دوار است که باعث حرکت روتور و پمپ شدن گاز مبرد در سیستم می شود. معمولاً سه سیم از موتور خارج می شود (مشترک، اصلی، کمکی) که با اندازه گیری مقاومت قابل شناسایی هستند. قدرت موتور بر حسب اسب بخار (HP) و با کد بر روی بدنه مشخص می شود.

انواع کمپرسورهای مورد استفاده یخچال

فشرده سازی را می توان از طریق تعدادی از فرآیندهای مکانیکی مختلف به دست آورد و به همین دلیل، امروزه از چندین نوع طراحی کمپرسور در HVAC و تبرید استفاده می شود. برخی از گزینه های محبوب مورد استفاده در یخچال ها عبارتند از:

• کمپرسورهای رفت و برگشتی یا پیستونی
• کمپرسورهای اسکرول
• کمپرسورهای روتاری

2. رله اورلود کمپرسور یخچال

وظیفه اورلود در یخچال چیست؟

این قطعه موتور را در برابر شرایط بحرانی که باعث افزایش جریان می شود (مانند انسداد مسیر گاز، ولتاژ ضعیف، اتصال در سیم پیچ) محافظت می کند. اورلود با احساس خطر و افزایش جریان، کار موتور را متوقف می سازد. این قطعه شامل بدنه ، پایه های فلزی، پلاتین ها، صفحه حساس (بی متالی) و سیم فنری (المنت) است. جریان موتور از طریق المنت عبور کرده و در شرایط بحرانی، حرارت المنت باعث انبساط صفحه بی متالی و قطع برق موتور می شود.

3. رله استارت کمپرسور

وظیفه رله استارت کمپرسور در یخچال چیست؟

وظیفه این قطعه، ورود به موقع سیم پیچ کمکی موتور به مدار در لحظه شروع به کار و خروج آن پس از راه اندازی است. در لحظه استارت که جریان اصلی بالاست، میدان مغناطیسی رله اهرم آن را جذب کرده و سیم پیچ کمکی وارد مدار می شود. پس از کاهش جریان با شروع به کار موتور، میدان رله ضعیف شده و اهرم رها شده و سیم پیچ کمکی از مدار خارج می شود.

4. ترموستات (اتومات)

وظیفه ترموستات در یخچال چیست؟

این قطعه وظیفه تنظیم دما و ثابت نگه داشتن آن را با خاموش و روشن کردن کمپرسور بر عهده دارد. ترموستات یک کلید اتومات است که با تنظیم ولوم آن، کنتاکت های داخلی وصل شده و برق به موتور می رسد. لوله بلو (حساسه ترموستات) که با اواپراتور در تماس است، با سرد شدن منقبض شده و این انقباض در فانوسک باعث قطع کنتاکت ها و توقف موتور می شود. با افزایش دما، گاز منبسط شده، کنتاکت ها مجدداً وصل می شوند و چرخه ادامه می یابد.

6. لامپ خبر

برای روشن کردن محیط داخل یخچال هنگام باز شدن درب استفاده می شود. مدار الکتریکی آن مستقل از مدار موتور است.

7. میکروسوئیچ

وظیفه میکروسوئیچ در یخچال چیست؟

یک کلید اتومات فشاری است که با باز شدن درب یخچال فعال می شود. اهرم آن با باز شدن درب آزاد شده و کنتاکت ها را وصل می کند و باعث روشن شدن لامپ خبر می شود؛ با بسته شدن درب، اهرم فشرده شده و کنتاکت ها قطع می شوند.

8. دوشاخه – سیم رابط – ترمینال

این سه عنصر، برق را از پریز به مدار الکتریکی یخچال منتقل می کنند. باید متناسب با جریان نامی دستگاه انتخاب شوند.

9. موتور فن یخچال و فریزر

در پشت کویل های اواپراتور قرار دارد و هوا را در قسمت های انجماد و یخچال به گردش در می آورد. همچنین موتور فن در فریزر ممکن است برای خنک کردن کمپرسور استفاده شود.

10. قطعات سیستم دیفراست (ذوب برفک)

این سیستم ها شامل چندین قطعه الکتریکی یا الکترومکانیکی هستند:

• تایمر: در روش های قدیمی تر یا ساده تر، برق کمپرسور را در فواصل معین قطع می کند تا برفک ذوب شود.
• المنت دور اواپریتور: یک المنت گرم کننده است که برای تسریع در ذوب برفک و یخ های زاید به کار می رود.
• ترموستات دیفراست: همراه با المنت استفاده می شود و دما را کنترل می کند.
• شیر سولنوئیدی: در روش دیفراست گازی به کار می رود و یک شیر الکتریکی است که برای هدایت گاز گرم به سمت اواپراتور برای ذوب برفک استفاده می شود.

اجزا مکانیکی یخچال

این بخش شامل قطعاتی است که مستقیماً در چرخه مکانیکی حرکت و تغییر حالت مبرد نقش دارند.

1. مبرد (گاز سرماساز)

مایه حیاتی برای یک یخچال است. این ماده در چرخه خنک سازی از حالت گاز به مایع و برعکس تبدیل می شود و گرما را جذب و دفع می کند. گازهای مبرد قدیمی مانند آمونیاک سمی بودند. فریون ۱۲ (R 12) رایج بود اما برای لایه اوزون مضر تشخیص داده شد. گاز مبرد جدیدتر و سازگار با محیط زیست، R 134a یا HFC 134a است.

2. کمپرسور یخچال

در مبحث مکانیکی، کمپرسور مجموعه ای از قطعات مکانیکی مانند پیستون، میل لنگ، مسیرهای ورود و خروج گاز، محفظه روغن و سوپاپ ها است که به موتور اضافه شده اند. وظیفه آن حرکت دادن (پمپ کردن و فشرده کردن) گاز مبرد در مسیر سیستم تبرید است. معمولاً دارای سه لوله است: لوله کور (برای شارژ گاز)، لوله برگشت یا مکش (ورودی گاز از اواپراتور) و لوله رفت یا لوله فشار (خروجی گاز پرفشار به کندانسور). برخی یخچال ها کمپرسور پنج لوله دارند که نشان دهنده استفاده از دو شبکه کندانسور است.

3. اواپراتور یخچال

وظیفه اواپریتور در یخچال چیست؟

سردترین نقطه در یخچال است و معمولاً از آلومینیوم ساخته می شود. وظیفه اصلی اواپراتور جذب گرمای داخل محفظه یخچال است. مبرد مایع با فشار کم وارد اواپراتور شده، با جذب گرما تبخیر شده و به گاز تبدیل می شود. این فرآیند باعث کاهش دما و ایجاد شرایط انجماد می شود. جایخی دارای دو لوله ارتباطی است: لوله ورودی (مقطع کم، متصل به لوله مویی) و لوله خروجی (مقطع نسبتاً زیاد، متصل به لوله برگشت به کمپرسور). دیواره های نازک آن را آسیب پذیر می سازد.

4. کندانسور (رادیاتور خنک کننده)

کویل های کندانسور معمولاً در پشت یا پایین یخچال قرار دارند. وظیفه آن ها گرفتن گرما از مبرد گاز پرفشار و پردما است که از کمپرسور می آید. با دفع گرما به هوای اطراف، مبرد از حالت گاز به مایع متراکم می شود. کندانسور معمولاً دو لوله ارتباطی دارد: ورودی (از کمپرسور) و خروجی (به فیلتر/درایر). رعایت فاصله ۱۵ تا ۲۰ سانتی متری از دیوار برای تهویه مناسب ضروری است.

5. لوله مویی (کاپیلاری تیوب)

لوله ای با قطر بسیار کم و طول نسبتاً زیاد است که پس از کندانسور و فیلتر قرار دارد. مبرد مایع با فشار بالا پس از عبور از این لوله با مقطع بسیار اندک، دچار افت فشار شدید می شود و دما و فشار آن کاهش می یابد. این افت فشار باعث آماده سازی مبرد برای جذب گرما در اواپراتور می شود. قطر و طول آن در طراحی یخچال بسیار حساس است. این قطعه نوعی شیر انبساط محسوب می شود.

6. فیلتر (درایر)

وظیفه فیلتر درایر در یخچال چیست؟

فیلتر درایر کثیفی، ذرات خاک و آلودگی ها را از مبرد فیلتر می کند. برخی از فیلتر ها دارای مواد جاذب رطوبت مانند سیلیکاژل یا سیلیکات های مصنوعی هستند که رطوبت مبرد را از بین می برند. فیلتر درایر با محدود کردن و فیلتر کردن ناخالصی ها و محتویات رطوبت از کمپرسور محافظت می کند.

7. آکومولاتور

وظیفه آکومولاتور در یخچال چیست؟

به معنی محل انباشت و به عنوان مخزن مبرد عمل می کند. مبرد را ذخیره کرده و جهت جلوگیری از ورود مبرد مایع به داخل کمپرسور (به ویژه در کمپرسورهای پیستونی و روتاری) استفاده می شود.

چرخه تبرید و نحوه کارکرد یخچال

هدف اصلی چرخه تبرید در یخچال، جذب گرما از داخل محفظه یخچال و دفع آن به بیرون است. این فرآیند به کمک قطعات اصلی یخچال شامل کمپرسور، کندانسور، اواپراتور، شیر انبساط (لوله مویی) و مبرد (گاز سرماساز) انجام می شود. مبرد مایه حیاتی برای یخچال است که در این چرخه بین حالت گاز و مایع تبدیل می شود.

نحوه کارکرد یخچال و سیکل تبرید یخچال طبق منابع به این شکل است که:

ویدیو نحوه کارکرد یخچال و سیکل تبرید یخچال

1. شروع کار و کمپرسور

سیکل معمولاً با روشن شدن موتور (کمپرسور) آغاز می شود که توسط ترموستات کنترل می شود. ترموستات یک کلید اتومات است که با تنظیم دما، کنتاکت های داخلی را وصل کرده و فاز برق را به موتور می رساند. نول نیز از طریق اورلود به موتور می رسد. در لحظه شروع، جریان موتور بالاست.

2. عملکرد رله استارت

در لحظه استارت، سیم پیچ رله استارت که با سیم پیچ اصلی موتور سری است، میدان مغناطیسی قوی ایجاد می کند. این میدان باعث جذب اهرم فلزی درون رله شده و سیم پیچ کمکی موتور وارد مدار می شود. این میدان مغناطیسی دوار لازم برای چرخش روتور و حرکت گاز مبرد را فراهم می کند. پس از برطرف شدن دشواری حرکت اولیه و کاهش جریان موتور، میدان رله ضعیف شده، اهرم رها می شود و سیم پیچ کمکی از مدار خارج می گردد.

3. فشرده سازی در کمپرسور

کمپرسور که قلب سیستم تبرید است، گاز مبرد کم فشار و با دمای پایین را از اواپراتور مکیده و با سرعت بالا فشرده می کند. گاز مبرد پس از فشرده سازی به صورت گاز پرفشار و با دمای بالا از کمپرسور خارج می شود. وظیفه کمپرسور حرکت دادن گاز مبرد در مسیر سیستم تبرید است.

4. دفع گرما در کندانسور

گاز مبرد پرفشار و پردما وارد کندانسور می شود. کندانسور که معمولاً در پشت یا پایین یخچال قرار دارد و از لوله های مسی با پره های آلومینیومی ساخته شده است، گرما را از مبرد گرفته و به هوای اطراف دفع می کند. این دفع گرما باعث می شود که مبرد از حالت گاز پرفشار و پردما به مایع پرفشار و با دمای پایین تبدیل شود. لوله های کندانسور با تبادل گرما با هوای اطراف به خنک سازی مبرد کمک می کنند.

5. فیلتراسیون در فیلتر درایر

مبرد مایع با فشار بالا از کندانسور عبور کرده و وارد فیلتر درایر می شود. فیلتر درایر کثیفی، ذرات خاک و آلودگی ها را فیلتر کرده و رطوبت مبرد را با استفاده از مواد جاذب مانند سیلیکاژل از بین می برد. این قطعه از کمپرسور محافظت می کند.

6. افت فشار در لوله مویی (شیر انبساط)

مبرد مایع تمیز و خشک از فیلتر خارج شده و وارد لوله مویی (کاپیلاری تیوب) می شود. لوله مویی یک لوله با قطر بسیار کم و طول زیاد است. منابع اشاره دارند که مبرد مایع با فشار بالا را لوله مویی به مبرد مایع کم فشار با دمای پایین تبدیل می کند. همچنین یک منبع دیگر می گوید که در این لوله به دلیل مقطع بسیار اندک، گاز بر اثر ازدیاد فشار به حالت مایع در می آید و این مایع تمام مسیر لوله مویی را طی می کند. این افت یا کنترل فشار باعث می شود اواپراتور بتواند عملکرد جذب گرما را انجام دهد.

7. جذب گرما و تبخیر در اواپراتور

مبرد مایع با فشار کم (و دمای پایین) وارد اواپراتور می شود. اواپراتور که سردترین نقطه در یخچال است و معمولاً از آلومینیوم ساخته می شود، گرمای داخل محفظه یخچال را جذب می کند. با جذب گرما، مبرد مایع تبخیر شده و به گاز کم فشار تبدیل می شود. این تبخیر باعث کاهش دما و ایجاد سرما در داخل یخچال می شود. اواپراتور به عنوان دومین مبدل حرارتی در مدار تبرید عمل می کند. یک فن نیز ممکن است هوا را به پره های اواپراتور دمیده و با جذب گرما، هوا را خنک کند.

8. بازگشت به کمپرسور

گاز مبرد کم فشار از اواپراتور خارج شده و از طریق لوله برگشت (که ممکن است از آکومولاتور نیز عبور کند) به سمت کمپرسور جریان می یابد تا چرخه دوباره تکرار شود. آکومولاتور به عنوان مخزن مبرد عمل کرده و از ورود مبرد مایع به داخل کمپرسور جلوگیری می کند.

9. کنترل دما

ترموستات با حس کردن دمای اواپراتور (توسط لوله بلو متصل به اواپراتور) و رسیدن دما به حد تنظیم شده، گاز داخل فانوسک خود را منقبض می کند که این انقباض باعث قطع کنتاکت ها و توقف موتور (کمپرسور) می شود. با افزایش دما، گاز منبسط شده، کنتاکت ها دوباره وصل شده و کمپرسور مجدداً شروع به کار می کند. این خاموش و روشن شدن کمپرسور توسط ترموستات باعث ثابت ماندن دما در حد مطلوب می شود.

10. سیستم دیفراست (ذوب برفک)

برای جلوگیری از تجمع بیش از حد برفک و یخ روی اواپراتور، سیستم دیفراست استفاده می شود. این سیستم ممکن است شامل تایمر برای قطع برق کمپرسور در فواصل معین، المنت گرم کننده برای ذوب برفک، یا ترموستات دیفراست باشد. در روش دیفراست گازی، یک شیر سولنوئیدی الکتریکی گاز گرم را به سمت اواپراتور هدایت می کند تا برفک ذوب شود.

این چرخه به طور پیوسته ادامه می یابد تا محیط داخلی یخچال همواره دارای سرمای کافی باشد.

مطلبی که خواندید حاصل تلاش تیم تحریریه دپارتمان برق فن آموزان بود. در این آموزشگاه دوره هایی از جمله آموزش تعمیرات موبایل، آموزش تعمیرات لوازم خانگی، آموزش تعمیرات یخچال و فریزر و … برگزار می شود.