كيف تعمل الثلاجة How a Refrigerator Works

الفكرة الأساسية وراء عمل ثلاجة التي تعمل بنظام التبخير هو قيام السائل المبرّد Refrigerant بامتصاص الحرارة, وهذا مبني بالأساس على فكر بسيطة فعندما نضع ماءا على جلدنا يجعلنا نشعر أنه يبدو أكثر برودة عندما يتبخر الماء، وذلك لأنه سيمتص الحرارة من جلدنا و يخلق ذلك الشعور بالبرودة, مثل ذلك إحساسنا بالبرودة عند دلك جسمنا بالكحول أو بعد وضع كولونيا بعد الحلاقة على وجهنا لأن تبخرها سينزل درجة حرارة.



فالسائل المبرّد المستعمل في الثلاجة يتبخر في درجة حرارة منخفضة جدا، لذا فهو يمكن أن يوفر درجات حرارة مجمّدة داخل الثلاجة.



فإذا وضعت السائل المبرّد المستخدم في الثلاجة على جلدك فسيتسبب بتجميد الجلد عندما يتبخر وقد يسبب إلى تلف ذلك الجزء (وهي حالة خطرة جدا وبالتأكيد لا ننصح بتجربتها).





يستخدم في عمل الثلاجة ذلك المبدأ الأساسي في التبريد وفي انتزاع الحرارة من صندوق التبريد في الثلاجة.



يدور المبرّد بين المبخّر و المكثف في نظام مغلق فيعطي دورة مستمرة من التبريد.



لضمان عمل كفء للثلاجة يتوجب توفير عزل جيد لصندوق التبريد عن المحيط الخارجي مما يؤمن تسرب أقل ما يمكن من حرارة المحيط الخارجي إلى صندوق التبريد وكذلك تسرب (هروب) أقل ما يمكن برودة من صندوق التبريد إلى المحيط الخارجي.



في أكثر الثلاجات هناك قسم للتجميد وآخر للتبريد Refrigerator/Freezers , يمرر عادة هواء مبردا Chilled Air إلى صندوق التجميد Freezer Section (box) ومنه يعبر إلى صندوق التبريد في الثلاجة لتأمين عمل الثلاجة.



لتأمين عمل جيد للثلاجة تتم السيطرة على كمية الهواء البارد الممرر وفي ثلاجات اليوم الحديثة يؤمن هذا التنظيم عدم تشكل الجليد على الجدران Frost-Free.



فالنظام الآلي المستخدم الآن في الثلاجات الحديثة لا يستدعي من ربة البيت إلى تفريغ الثلاجة من محتوياتها بين فترة وأخرى وقطع التيار الكهربائي عن الثلاجة لإذابة الجليد المتجمع على جدران صندوق التجميد, فالعملية مؤمنة من خلال مؤقّت و مفتاح حصر Limit-Switch و سخان كهربائي تعمل آليا لتلاشي الجليد المتجمع.



تفشل الثلاجة في عملها عادة بسبب سوء أو خلل في عمل منظومة السيطرة، مثل السيطرة على درجة الحرارة أو عمل المؤقّت, كما أن عدم انتظام دائرة التجهيز الكهربائي وكثرة انقطاع التيار أو تذبذبها مما يساعد في عطب محرك الكهربائي (الضاغطة).



تعمل الثلاجة في حالتها المثالية بدرجة حرارة قسم التجميد (بين -5 إلى 5 ف) ولقسم التبريد (بين 36 إلى 38 ف).




هناك خمسة أجزاء أساسية في أي ثلاجة (أو نظام تكييف) وهي:

1 . الضاغط Compressor .

2. أنابيب تبادل حرارة Heat-exchanging pipes, وهي مجموعة على شكل ملف حلزوني يوضع خارج الثلاجة.

3. صمام التوسّع Expansion valve.

4. أنابيب تبادل حرارة Heat-exchanging pipes, وهي مجموعة على شكل ملف حلزوني يوضع داخل الثلاجة لتوفير البرودة المطلوبة فيها.

5. المبرّد – وهو السائل المبرد المستخدم في عملية التبريد في الثلاجة, تستعمل الأمونيا الصافية كمبرّد, فهي تتبخر في درجة ( -27 ف والمساوية لـ -32 درجة مئوية), كما تتوفر مواد مبرّدة أخرى كالفريون وبعض أنواعه حضر استخدامها لتأثيرها السيئ على البيئة لما تسببه من زيادة في ظاهرة الدفيئة الزجاجية.


آلية عمل واشتغال الثلاجة:

1. يقوم الضاغط بضغط الغاز المبرّد فسترتفع درجة حرارة وضغط المبرّد (اللون البرتقالي في الصورة) وسيقوم المبادل الحراري المركب خارج الثلاجة بإفقاده وتشتيت حرارته العالية والمكتسبة من الضغط العالي الذي تعرض له إلى المحيط الخارجي.

2. فعندما يبرد يتكثف المبرّد على شكل سائل ( اللون الأرجواني في الصورة) ويتدفّق من خلال صمام التوسّع.

3. عندما يتدفّق المبرّد السائل خلال صمام التوسّع فسينتقل من منطقة عالية الضغط إلى منطقة ضغط منخفضة، لذا سيتوسع ويتبخر ( اللون الأزرق في الصورة), وفي تبخره سيمتص الحرارة ويجعل داخل الثلاجة باردا.

4. الملفات الحلزونية داخل الثلاجة ستسمح للمبرّد بامتصاص الحرارة جاعلا داخل الثلاجة أكثر برودة.



وهكذا تستمر العملية مادامت الثلاجة متصلة بالطاقة الكهربائية.