یخچال چگونه کار می کند؟
یکی از اصلی ترین دغدغه ها و نیاز های روزمره انسان از دیرباز و از ابتدای حضورش در کره زمین، تامین مواد غذائی مورد نیاز برای بقا بود. انسان برای هزاران سال به طور روزمره مجبور بود تا غذای خود را جستجو کرده و پیش از فاسد شدن، مصرف کند. این موضوع سبب شد تا اجداد ما برای صدها هزار سال در مرحله جمع آوری غذا باقی مانده و در جستجوی منابع طبیعی و شکار در حال حرکت دائمی باشند تا این که با آغاز کشاورزی، انسان قادر به تولید غذا شده و مرحله جدیدی از زندگی بشر آغاز شد. البته هنوز مشکل فاسد شدن مواد غذائی به عنوان یک موضوع لاینحل باقی مانده و انسان توانسته بود با روش هایی از قبیل خشک کردن، نمک سود کردن یا دودی کردن، برخی مواد غذائی را برای مدت زیادتری حفظ کند.
فناوری یخچال و فریزر را می توان انقلابی بزرگ در حفظ و نگهداری مواد غذائی دانست که به انسان اجازه می دهد انواع مواد غذائی گیاهی و غیر گیاهی را برای مدتی طولانی در حالت تازه و قابل مصرف نگهداری کند.
امروزه فناوری یخچال و فریزر را می توان انقلابی بزرگ در حفظ و نگهداری مواد غذائی دانست که به انسان اجازه می دهد انواع مواد غذائی گیاهی و غیر گیاهی را برای مدتی طولانی در حالت تازه و قابل مصرف نگهداری کند. این فناوری به طور خاص در زندگی مردم مناطق گرمسیری، تحول ایجاد کرده است. نخستین یخچالی که می توان آن را پیشرو و الهام بخش یخچال های امروزی دانست، در سال 1748 میلادی و توسط دانشمندی به نام ویلیام کولین در دانشگاه گلاسکو ساخته شد. البته این یخچال هنوز تا فناوری ایده آلی که امروزه در بیشتر خانه ها وجود دارد، فاصله داشت. در تاریخچه ساخت یخچال، یک نام دیگر نیز وجود دارد که لقب پدر یخچال به وی تعلق دارد. اولیور ایوانس آمریکائی نخستین یخچال بخار فشرده را ساخت و در سال 1834 میلادی فردی به نام ژاگوب پرکینز موفق شد نمونه اولیه یخچال های امروزی را بسازد.
بخش های اصلی سیستم خنک کننده یخچال های امروزی عبارتند از :
- لوله های شبکه فلزی پشت یخچال که با نام کندانسور یا رادیاتور نیز شناخته می شوند.
- محفظه خنک کننده که با نام جایخی شهرت دارد
- موتور اصلی یا کمپرسور که وظیفه مهم تبدیل گاز به مایع را بر عهده دارد.
- سایر بخش ها و متعلقات از قبیل ترموستات؛ درجه های تنظیم کننده و سیستم الکتریکی
عملکرد یخچال چگونه است؟
هدف اصلی یخچال، ایجاد فضائی محافظت شده با درجه حرارت بسیار کم و مناسب برای نگهداری طولانی مدت مواد غذائی است. این عمل توسط گازهای مختلفی انجام می شود که از جمله مشهورترین ان ها می توان به گاز فرئون اشاره کرد. با کمک این گاز دمای هوا از محفظه داخلی یخچال خارج شده و از طریق دیواره ها به بیرون منتقل می شود. در گذشته که در بسیاری از نقاط برق در دسترس نبود، برای سرماسازی در داخل یخچال از گاز آمونیاک استفاده می شد و یخچال ها با نفت کار می کردند! عملکرد این یخچال ها بسیار ساده بود، این گاز بر اثر گرما منبسط شده و در داخل مسیر حرکت می کرد و باعث خنک شدن داخل یخچال می شد. البته استفاده از گاز آمونیاک امروزه به طور کلی در یخچال ها متوقف شده است، چون این گاز بسیار سمی بوده، خاصیت انفجاری دارد و وقتی با رطوبت ترکیب شود، اثر بسیار مخربی روی فلزات دیگر دارد. امروزه به جای آمونیاک از گاز فرئون در ساختار استفاده می شود که هیچ یک از معایب آمونیاک را ندارد. البته این گاز در موارد اولیه نیز دارای معایبی بود که از مهمترین آن ها می توان به مشکلات زیست محیطی و آسیب این گاز به لایه ازن اشاره کرد که امروزه در یخچال ها این مشکل برطرف شده است.
پایه اصلی این فرایند خنک کنندگی در یخچال ها بر مبنای قوانین اصلی فیزیک و تبدیل مایع به گاز و بالعکس است که فرایندی جاذب حرارت ایجاد می کند. در حقیقت گاز موجود در لوله های که در داخل یخچال و بخش های مختلف آن نصب شده اند، توسط موتور و دستگاه کمپرسور به صورت فشرده و مایع تبدیل شده و به لوله ها هدایت می شوند در این جا، مایع به حالت گاز تبدیل شده و انرژی مورد نیاز خود را به صورت حرارت از محیط اطراف جذب می کند. این عمل سبب خنک شدن محیط شده و سپس این گاز مجددا وارد موتور و کمپرسور شده و به چرخه تبدیل حالت خود ادامه می دهد. البته در این میان برخی سیستم های دیگر مانند ترموستات نیز وظیفه کنترل دما و ثابت نگهداشتن آن در دمای مشخص شده ای را بر عهده دارند.
به طور کلی می توان عملکرد سیستم خنک کننده یخچال ها را به این صورت تعریف کرد:
- دستگاه کمپرسور با تبدیل گاز به مایع و هدایت آن به داخل لوله های مارپیچ موجود در داخل یخچال و بدنه آن، شرایط را برای ایجاد فضای خنک داخلی فراهم می کند.
- هوای داغ داخل لوله ها در مواجه با دمای خنک تر محیط اطراف، به صورت مایع تبدیل می شوند.
- در ادامه این ماده مایع تحت فشار زیادی قرار گرفته و به داخل لوله ها تزریق می شود.
- حرارت داخل محفظه یخچال توسط این لوله ها جذب شده محیط داخلی خنک می شود.
- در نهایت این مایع که تبخیر شده و مجددا به حالت گاز در آمده است، به کمپرسور وارد شده و چرخه فوق از سر گرفته می شود.
در ویدئوی زیر بصورت ساده با این مراحل آشنا می شوید.
گزارش: احسان محمدحسینی
No tags for this post.
