طالبة
علوم الحاسب الآلي, جامعة تشرين

تعد الثلاجة أحد الأجهزة الكهربائية المنزلية التي لا يمكننا الاستغناء عنها. وقد ظهر أول نموذج للتبريد الصناعي على يد وليام كولن عام  1784 لكنه لم يستخدم لأغراض عملية. وبعد مرور عشرين عامًا صمم الأمريكي اوليفر ايفانز أول مخطط لآلية التبريد وظل على الورق حتى صمم جاكوب بيركينز أول آلة تبريد صناعية.

لمعرفة آلية عمل الثلاجة من المهم معرفة أمرين اثنين وهما: المبادئ الفيزيائية المتعلقة بالتبادل الحراري والأجزاء الرئيسية للثلاجة.

سأتحدث عن المبادئ الرئيسة للتبادل الحرارية وعددها ثلاثة:

  1. المبدأ الأول: ترتفع درجة حرارة الغاز عند ضغطه إلى حجم أقل والعكس صحيح.
  2. المبدأ الثاني: إن قرّبنا جسمين من درجتي حرارة مختلفتين سيبرد الجسم الساخن وسيسخن الجسم البارد حتى نصل  إلى حالة متوازنة، ويدعى هذا المبدأ “مبدأ التوازن الحراري أو القانون الثاني للديناميكا الحرارية”.
  3. المبدأ الثالث: تزداد درجة حرارة الغليان بازدياد الضغط والعكس صحيح.

أما عن الأجزاء الرئيسية للثلاجة فهي:

  • صمام التمدد: جهاز صغير يتحكم بتدفق السائل المبرد إلى المبخر.
  • الضاغط: يحتوي على محرك مهمته سحب السائل وضغطه في أسطوانة وينتج عن هذه العملية غاز ساخن ضغطه عال. ومن الجدير بالذكر أن الضاغط هو المسؤول عن الصوت الذي يصدر عن الثلاجة ونسمعه في أرجاء المطبخ.
  • أنابيب التبادل الحراري الداخلية: هو الجزء المسؤول عن تبريد ما بداخل الثلاجة.
  • أنابيب التبادل الحراري الخارجية: يتكون هذا الجزء – الذي يطلق عليه أحيانًا اسم المكثف – من مجموعة من الأنابيب الملفوفة ويكون ظاهرًا في الجزء الخلفي من الثلاجة وتتمثل أحد مهامه في تسييل الغاز.
  • المادة المبردة: غالبًا ما يستخدم غاز الأمونيا كمادة مبردة بسبب ما يتمتع به من خصائص كيميائية مناسبة للانتقال السريع من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة ومن الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. وفي السابق كانت المادة المستخدمة هي الكلوروفلوروكربون، ولكن توقف استخدامها على نطاق واسع بسبب ضررها الكبير على البيئة بشكل عام وعلى غاز الأوزون بشكل خاص.

 تتكون دورة تبريد الثلاثة من أربعة مراحل وهي:

  1. مرحلة ضغط سائل التبريد: تبدأ دورة التبريد بشكل عام من الضاغط الذي تتمثل مهمته في ضغط غاز التبريد مما يؤدي إلى ارتفاع في درجة حرارته (حسب المبدأ الأول المذكور أعلاه) فينتقل الغاز إلى الوشائع الموجودة خارج الثلاثة في الجزء الخلفي منها.
  2. تكثيف سائل التبريد: يلتقي الغاز الساخن مع حرارة الغرفة الباردة فيأتي هنا دور المبدأ الثاني للديناميكا الحرارية (مبدأ التوازن الحراري) فيبرد الغاز ويصبح بحالة سائلة ودرجة ضغط عالية.
  3. عمل المبخر: حان الآن وقت عمل صمام التمدد الذي تحدثت عنه في البداية، فهو يسمح لسائل التبريد (ضغطه عال) بالتدفق إلى الملفات الموجودة داخل الثلاجة (ضغطها منخفض) فيتمدد السائل. وعندما يتلامس مع درجة حرارة الطعام الموجود داخل الثلاجة تحدث عملية التوازن الحرارة مرة أخرى وترتفع درجة حرارة السائل في ظروف الضغط المنخفضة (المبدأ الثالث)، فيبدأ السائل بالغليان ويتحول من بعدها إلى بخار، ويمتص درجة حرارة ما بداخل الثلاجة ويصبح الوسط الداخلي للثلاجة مناسبًا.
  4. العودة لنقطة البداية ونهاية دورة التبريد: يتدفق غاز التبريد إلى الضاغط وتبدأ دورة التبريد من جديد.

أكمل القراءة

424 مشاهدة

0

هل لديك إجابة على "كيف تعمل الثلاجة؟"؟