کمپرسور یخچال

کمپرسور یخچال دستگاهی است که از یک وسیله سردکننده به همراه یک عایق حرارتی و سازوکاری برای انتقال گرما از داخل این محفظه به بیرون تشکیل می‌شود. از یخچال برای خنک نگهداشتن مواد غذایی، داروها و دیگر چیزهای فاسد شدنی استفاده می‌شود.

هر یخچال بصورت پایه دارای: کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و گاز مبرد 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 گردیده است که هر دو قسمت درون پوسته ای فولادی قرار دارند.

میکسر استیل

قسمت الکتریکی در اغلب یخچالهای خانگی یک الکترو موتور از نوع آسنکرون میباشدکه وظیفه به حرکت دراوردن قسمت مکانیکی را به عهده دارد. قسمت مکانیکی در کمپرسورهای یخچال خانگی شامل سیلندریست که پیستون ان توسط هسته موتور الکتریکی به حرکت در میآید. حرکت رفت و برگشتی پیستون باعث ایجاد حالت مکش و دمیدن میشود. مقدار مشخصی از روغنی که مخصوص این کار ساخته شده داخل پوسته وجود دارد که وظیفه روانکاری و خنک کردن قسمت الکتریکی و مکانیکی را بر عهده دارد.

کمپرسور یخچال های برودتی 

اجزاء تشكيل دهنده يخچال :

اجزا، مكانيكي :

۱- كمپرسور : مجموعه اي مكانيكي شامل ميل لنگ ،پيستون و سوپاپ ها مي باشد.كه ميل لنگ توسط يك موتور آسنكرون كه داخل محفظه كمپرسور قرار دارد.مي چرخد و در نتيجه پيستون مانند يك تلمبه عمل كرده با  باز و بسته شدن سوپاپ ها گاز موجود در سيلندر و لوله ها به گردش در مي آيد. گاز مرتبا” از لوله برگشت مكيده شده با فشار وارد لوله رفت می شود بنابراين گاز سرما ساز مدام در حال حركت بوده به ترتيبی كه در ادامه ذكر خواهد شد عمل سرما سازي انجام مي شود . روي بدنه كمپرسور معمولا” سه لوله ديده مي شود : الف-لوله رفت يا فشار گاز ب- لوله بر گشت يا مكش ج- لوله كور يا لوله مخصوص شارژ گاز .

۲-كندانسور(رادياتور خنك كننده) : از آنجايي كه گاز در كمپرسور تحت فشار قرار ميگيرد (تا آماده حركت درون لوله هاي مسير شود) حرارت گاز افزايش يافته واگر به طريقي اين گرما از گاز سلب نشود و يا تعديل نگردد عمل سرما سازي مختل مي شود .

از اين رو همواره گاز تحت فشار قرار گرفته پس از كمپرسور وارد لوله هاي مارپيچ مانندي ميشود كه جايگاه اين لوله در يخچال هاي خانگي پشت كابينت اصلي يخچال است.

۳- فيلتر يا دراير : از آنجا كه ممكن است گاز پس از عبور از كندانسور جرم هاي آن را حمل كند يا گاز داراي رطوبت باشد،لازمست قبل از سرما سازي كاملا” پاك و خشك شود . به همين منظور پس از رادياتور از فيلتر(دراير) عبور ميكند دراير داراي دو لوله ارتباطي است كه يكي از لوله ها سطح مقطع بزرگتري دارد و در واقع محل اتصال آن به خروجي كندانسور است.

در اين ورودي دراير شبكه هاي توري بسيار ريز به منظور سلب جرم و يا جداره هاي فرسوده شده لوله هاي كندانسور است.لوله دوم دراير سطح مقطع بسيار كمتري دارد تا بدينوسيله گاز پس از دراير تحت فشار بسيار زياد قرار گيرد.

درون دراير را از موادي بنام سيليكات يا سيليكاژل پر مي كنند . اين مواد خاصيت رطوبت زدايی داشته و گاز پس از عبور  رطوبت خود را تماما” به اين مواد ميدهد وخشك می شود بمرور بر اثر كار كرد زياد رنگ قهوه اي بسيار روشن اين مواد به تيرگي مي نهد و اين تغيير حالت در واقع بيانگر پايان توانايي اين مواد جهت رطوبت زدايي است از اينرو پيشنهاد مي شود به هنگام تعويض كمپرسور يا شارژ گاز مجدد يخچال دراير را نيز تعويض نماييد تا سرما سازي كيفيت مطلوب را داشته باشد.

۴- اواپريتور (محفظه توليد يخ ) : از آنجا كه آلومينيوم در انتقال سرما از توانايي بالايي برخور دار است به طور معمول اواپراتور را از لوله هاي مارپيچ آلومينيومی می سازند و از آنجا كه بتوسط بسته شدن درب جای يخی هوا درون اواپريتور مسدود مي شود ،تبخير مداوم سرما در اواپريتور دما را شديدا”كاهش می دهد بگونه اي كه آب و يا هر ماده غذایی ديگری درون اواپريتور منجمد می شود.

 اواپريتور نيز مانند دراير دو لوله ارتباطی با ساير اجزاء مكانيكي دارد ،لوله ورودي اواپريتور بسيار باريك است ودر واقع نقطه اتصال آن به لوله مويي است. لوله خروجي اواپرايتور سطح مقطع بيشتری دارد و به لوله بر گشت كمپرسور می رسد.

۵- كاپيلاري تيوب(لوله مويي) : به سبب قطر بسيار كمي كه داراست لوله مويي ناميده مي شود. جايگاه آن بين خروجي فيلتر (دراير)و ورودي اواپريتور است. قطر وطول آن در كيفيت سرماي ايجاد شده بسيار با اهميت است در رابطه با نقش سرما سازي آن در ادامه بحث خواهد شد. در شكل زير مجموعه قطعات مكانيكي شامل: كمپرسور-كندانسور – لوله مويي- دراير و  اواپريتور  ديده مي شود.

اجزاء الكتريكي يخچال :

 1- موتور الكتريكي : همانگونه كه قبلا” نيز ذكر شد موتور الكتريكي با يك مجموعه مكانيكي كمپرسور يخچال را تشكيل مي دهند. موتور يخچال از نوع آسنكرون بوده ودر يخچال هاي مختلف نوع راه انداز خازني و يا بدون خازن آن مورد استفاده قرار مي گيرد. سرهاي خروجي موتور از بدنه كمپرسور خارج شده و به ساير قطعات الكتريكي متصل مي شود . معمولا” سر هاي خروجي شامل سه سر سيم كه مانند شكل يكي از سر سيم ها متعلق به سيم پيچ اصلي ،سرسيم دوم مربوط به سيم پيچ كمكي وسر سيم سوم مشترك بين اصلي و كمكي است.بر روي بدنه بعضي از كمپرسور ها حروفي خاص،سر سيم ها را از يكديگر تفكيك مي كند.

۲-ترموستات(اتومات) : عمل تنظيم سرما در يخچال بتوسط ترموستات صورت می گيرد .اجزاء اصلي ترموستات عبارتند از:

1. بدنه فلزی
2. كنتاكت هاي اتصال
3. فانوسك محتوي گاز
4. لوله مويی
5. لوله بلو
6. فنر و اهرم ها
7. پيچ تنظيم 

معمولا لوله بلوي ترموستات را به قسمت تحتاني ويا سقف اواپرايتور متصل مي سازند و با قرار دادن ترموستات در حالت وصل ،كمپرسور شروع بكار مي كند.با سرد شدن اواپرايتور گاز درون لوله بلو ،لوله مويي و به تبع آن ها فانوسك تقليل حجم داده و جمع مي شود و با جمع شدن آن اهرم اتصال كليد درون ترموستات بطرف پايين كشيده شده و فاز موتور قطع مي گردد.

با خاموش شدن موتور و توقف كار كمپرسور،سرمای محيط يخچال ،بالاخص اواپرايتور كاهش يافته و گاز درون فانوسك ترموستات فعال شده و بر اثر گرم شدن محيط اضافه حجم يافته و فانوسك بزرگتر می شود .

با افزايش حجم فانوسك كليد ترموستات بحالت وصل در آمده و كمپرسور شروع بكار می كند و …. ميزان سرمای دلخواه در اواپرايتور و يخچال يا بعبارت ديگر مدت كار كمپرسور را مي توان بوسيله ولوم ترموستات كه در واقع اهرم كنترل حجم فانوسك است تنظيم نمود.

۳- رله استارت يا رله راه انداز موتور : آسنكرون بكار گرفته شده در مجموعه كمپرسور از نوع آسنكرون هايي است كه سيم پيچ استارت تنها در لحظه راه اندازي (كه همواره در اين حالت بيشترين مقدار گشتاور مورد نياز است) در مدار بوده وسپس از مدار خارج مي شود. در مبحث موتور هاي آسنكرون به اين دسته از موتور ها اشاره شد البته خروج سيم پيچ كمكی در آنها بتوسط كليد گريز از مركز صورت می گيرد.

در موتور يخچال سيم پيچ اصلي از مسير رله استارت كه در خارج از مجموعه كمپرسور تعبيه شده تغذيه مي شود.

اجزاءاصلي رله استارت عبارتند از :

1. بدنه معمولا از جنس باكليت
2. بوبين يا سيم پيچ 
3. اهرم فلزی سرگرد يا سرتخت
4. كنتاكت هاي اتصال
5. مادگی های (فيش های)اتصال رله به موتور      

همانطور كه ذكر شد بوبين رله استارت با سيم پيچ اصلي سري قرار گرفته. در لحظه اول راه اندازي كه نياز به گشتاور فراواني است تا روتور و سپس پيستون به حركت در آيد،بيشترين جريان از دو سيم پيچ مذكور عبور نموده وبه تبع آن حد اكثر ميدان مغناطيس ايجاد مي شود ،با افزايش ولتاژ خود القاء در رله استارت و رسيدن آن به سقف معينی ، اهرم فلزی درون رله بطرف بالا جذب شده و اتصال كنتاكت هاي ۳و۴ مطابق شكل برقرار مي شود و در نتيجه سيم پيچ كمكي وارد مدار شده و شروع به ايجاد گشتاور می كند.

به كمك دو ميدان مغناطيسی سيم پيچ های اصلی و كمكی رتور براه افتاده و جريان راه اندازی معادل جريان نامی موتور می شود (شديدا” كاهش مي يابد.) 

 با كاهش جريان دريافتي موتور از شبكه ،مغناطيس سيم پيچ رله استارت كاهش يافته و اهرم فلزي جذب شده رها ميشود وبا قطع ارتباط كنتاكت هاي ۳و۴ در رله،سيم پيچ كمكي از مدار خارج مي گردد.مراحل مذكور همواره در لحظه آغازين حركت كمپرسور تكرار مي شود و اگر بعللي در مكانيسم عملكرد رله استارت مشكلي بوجود آيد،كمپرسور قادر به حركت نخواهد بود.

۴- اورلود يا محافظ جريان دريافتي موتور : هرگاه در عملكرد صحيح موتور مشكلي بوجود آيد مانند آسيب ديدن سيم پيچ هاي اصلی و كمكی ويا مسدود شدن مسير گردش گاز ويا ضعيف بودن ولتاژ و…. جريان دريافتي موتور افزايش يافته و حرارت موتور رو به افزايش می نهد ودر نتيجه خواهد سوخت از اين رو استفاده از اورلود يا محافظ الكتريكي موتور ضروری است.

ساختمان تشکیل دهنده کمپرسور یخچال

ساختمان آن تشكيل شده است از: ۱- بدنه مخصوص ۲- پايه هاي فلزي اتصال برق ۳- صفحه حساس بي متالي ۴- سيم فنري از جنس كرم نيكل يا كرم آلمينيوم ۵- پلاتين هاي اتصال (مطابق شكل).   عبور جريان از اورلود كه سري با كنتاكت مشترك موتور قرار مي گيرد،حرارت توليد شده توسط فنر كرم نيكل را افزايش داده و صفحه حساس را تحريك مي سازد.

با افزايش طول صفحه حساس ارتباط كنتاكت ها با يكديگر قطع می شود وكمپرسور خاموش می شود (در اين حالت نول قطع است)  پس از مدتي با كاهش دما در محفظه اولود،صفحه حساس منقبض شده و ارتباط كنتاكت ها مجددا” بر قرار مي گردد واگر مشكل همچنان وجود داشته باشد،قطع خود كار اورلود (و به تبع آن كمپرسور) تكرار مي شود.

 نکته : در توليد سرما از دو ويژگي مهم گاز ها استفاده مي شود.

 1-گازها تحت اثر فشار زياد بحالت مايع در آمده ودر اين تغيير حالت،درجه حرارت گاز افزايش مي يابد.

 2- اگر گاز مايع در محيطي باز تر از محيط قبلي قرار گيرد. بحالت فوران در آمده ،تبخير شده و دماي آن شديدا” كاهش مي يابد.بنابر اين بصورت يك سرما ساز مورد استفاده قرار مي گيرد. 

چگونگی ذوب برفک کمپرسور یخچال :

ذوب برفك در کمپرسور یخچال ( ديفراست ) : با باز شدن درب يخچال مقداري از هواي گرم محيط وارد يخچال شده و بر اواپريتور قطرات آب را بوجود مي آورد .

بمرور قطرات آب بوجود آمده ، توده هاي عظيم يخ يا بعبارت ديگر برفك را ايجاد مي سازد كه بوسيله آن ها عمل سرما سازي مختل مي شود از اينرو لازم است در فواصل زماني معين نسبت به ذوب برفك ها اقدام شود. در اكثر يخچال ها براي نائل آمدن به اين منظور تدبيري انديشيده نشده و تنها راه ذوب برفك ها، باز گذاشتن درب يخچال است كه در اينحالت برق آن از مدار قطع مي شود.    

روش ديگر استفاده از چند لايه سيم المنت است كه بدور اواپريتور پيچيده مي شود .هر گاه ذوب برفك ضروري به نظر آمد،باقرار دادن ترموستات در وضعيت مخصوص ذوب برفك ،المنت توليد گرما نموده ويخ هاي زائد را از ميان مي برد.

در کمپرسور یخچال ديفراست گازی كه امروزه متداول ترين شكل ذوب برفك است از شير سولنوئيدي (شير الكتريكي) استفاده مي شود .

اين شير داراي دو ورودي و يك خروجي مطابق شكل است . ورودي B در حالت عادي مسدود است اما با اتصال برق به شير الكتريكي ، مسير B نيز باز مي شود و گاز گرم از اين مسير به خروجي C راه مي يابد.   همانطور كه در شكل ديده مي شود مادامي كه به شير الكتريكی برق نمی رسد گاز سرد با  ورود به قسمت A و خروج مستقيم از قسمت C وارد اواپريتور شده و عمل سرما سازي صورت می گيرد. 

بهترین کمپرسور یخچال

 با اتصال برق به شير الكتريكي ،مسير B باز شده و گاز گرم از مسير  C خارج شده و محفظه اواپريتور را گرم مي سازد.  گرماي محيط اواپريتور برفك هاي بوجود آمده را ذوب مي سازد و پس از ذوب برفك ها، يك ترموستات مجددا” شير سولنوئيدي را به حالت قطع و در واقع مسدود بودن مسير B، باز  مي گرداند. در شكل بالا همين مكانيسم بتوسط شير سولنوئيدي با يك ورودي و يك خروجي ديده مي شود.

البته اشكال کمپرسور یخچال از ذوب برفك نيز بكار گرفته شده كه امروزه كاربرد كمتري دارد. بعنوان مثال مي توان نوع ديفراست با شمارش دفعات باز و بسته شدن درب يخچال را نام برد. با قرار دادن كليد مخصوص شمارش زير درب ،تعداد دفعات باز و بسته شدن درب شمارش شده و بمحض رسيدن تعداد آن به عدد تنظيمي كليد، مدار يخچال براي مدتي قطع مي شود.

در زمان توقف كمپرسور ،بر اثر افزايش دماي محيط يخچال برفك ها ذوب مي شوند. ويا مي توان بروش استفاده از تايمر اشاره نمود در اين روش پس از زمان معيني تايمر مخصوص عمل نموده و مدار را قطع مي سازد . در بعضي از يخچال ها ،تايمر بمحض قطع مدار اصلي ،مدار المنت پيچيده شده بدور اواپريتور را بر قرار نموده تا عمل ذوب برفك با سرعت بيشتري انجام شود.