طريقة عمل الثلاجة

0 18

في الدول الصناعية والمناطق الغنية في العالم النامي ، يستخدم التبريد بشكل أساسي لتخزين المواد الغذائية في درجات حرارة منخفضة ، مما يثبط التأثير المدمر للبكتيريا والخميرة والعفن. يمكن تجميد العديد من المنتجات القابلة للتلف ، مما يسمح بالاحتفاظ بها لأشهر وحتى سنوات مع فقد بسيط في التغذية أو النكهة أو تغير في المظهر. أصبح تكييف الهواء ، واستخدام التبريد للتبريد المريح ، منتشرًا أيضًا في الدول الأكثر تقدمًا.

قبل إدخال أنظمة التبريد الميكانيكية ، قامت الشعوب القديمة ، بما في ذلك الإغريق والرومان ، بتبريد طعامهم بالثلج المنقول من الجبال. استفادت العائلات الثرية من أقبية الثلج ، والحفر التي تم حفرها في الأرض ومعزولة بالخشب والقش ، لتخزين الجليد. بهذه الطريقة ، يمكن الحفاظ على الثلج والجليد المعبأ لعدة أشهر. كان الجليد المخزن هو الوسيلة الرئيسية للتبريد حتى بداية القرن العشرين ، ولا يزال يستخدم في بعض المناطق.

تم استخدام التبريد التبخيري في الهند ومصر. إذا تم تبخير السائل بسرعة ، فإنه يتمدد بسرعة. تزيد جزيئات البخار المتصاعدة فجأة من طاقتها الحركية. يتم سحب الكثير من هذه الزيادة من المحيط المباشر للبخار ، والذي يتم تبريده بالتالي. وبالتالي ، إذا تم وضع الماء في صواني ضحلة أثناء الليالي الاستوائية الباردة ، فإن التبخر السريع يمكن أن يتسبب في تكوين الجليد في الصواني ، حتى لو لم ينخفض ​​الهواء عن درجات الحرارة المتجمدة. من خلال التحكم في ظروف التبخر ، يمكن تكوين كتل كبيرة من الجليد بهذه الطريقة.

التبريد الناجم عن التوسع السريع للغازات هو الوسيلة الأساسية للتبريد اليوم. إن تقنية التبريد التبخيري ، كما هو موصوف حتى الآن ، معروفة منذ قرون ، ولكن الطرق الأساسية للتبريد الميكانيكي لم تكتشف إلا في منتصف القرن التاسع عشر. تم عرض أول تبريد صناعي معروف بواسطة ويليام كولين في جامعة جلاسكو عام 1748. ترك كولين الإيثيل يغلي في فراغ جزئي. ومع ذلك ، لم يستخدم النتيجة لأي غرض عملي. في عام 1805 ، صمم المخترع الأمريكي أوليفر إيفانز أول آلة تبريد تستخدم البخار بدلاً من السائل. لم يصنع إيفانز آليته أبدًا ، لكن آلة مشابهة لها صُنعت بواسطة الطبيب الأمريكي جون جوري ، في عام 1844.

يُعتقد أن التبريد التجاري قد بدأ من قبل رجل الأعمال الأمريكي ، ألكسندر سي. توينينج ، في عام 1856. بعد ذلك بوقت قصير ، قام الأسترالي جيمس هاريسون بفحص الثلاجات التي يستخدمها جوري وتوينينج وقدم التبريد بضغط البخار إلى التخمير واللحوم صناعات التعبئة والتغليف. تم تطوير نظام أكثر تعقيدًا إلى حد ما من قبل فرديناند كاري من فرنسا في عام 1859. على عكس آلات ضغط البخار السابقة ، التي تستخدم الهواء كمبرد ، احتوت معدات كاري على الأمونيا سريعة التوسع. (تسيل الأمونيا بدرجة حرارة أقل بكثير من الماء وبالتالي فهي قادرة على امتصاص المزيد من الحرارة.) تم استخدام ثلاجات كاري على نطاق واسع ، وأصبح التبريد بضغط البخار ، ولا يزال ، أكثر طرق التبريد استخدامًا.

على الرغم من الاستخدام الناجح للأمونيا ، فإن هذه المادة لها عيب شديد: إذا تسربت ، فهي غير سارة وكذلك سامة. بحث مهندسو التبريد عن بدائل مقبولة حتى عشرينيات القرن الماضي ، عندما تم تطوير عدد من المبردات الاصطناعية. تم تسجيل براءة اختراع أشهر هذه المواد تحت الاسم التجاري للفريون. كيميائيًا ، تم إنشاء الفريون عن طريق استبدال ذرتين من الكلور واثنين من ذرات الفلور لأربع ذرات الهيدروجين في الميثان (CH4) ؛ والنتيجة هي ثنائي كلورو فلورو ميثان (CCl2F2) ، وهي عديمة الرائحة وتكون سامة فقط في الجرعات الكبيرة للغاية.

المكونات الأساسية لنظام التبريد الحديث بضغط البخار هي ضاغط ؛ مكثف جهاز تمدد ، يمكن أن يكون صمامًا أو أنبوبًا شعريًا أو محركًا أو توربينًا ؛ ومبخر. يتم ضغط سائل تبريد الغاز أولاً ، عادةً بواسطة مكبس ، ثم يتم دفعه عبر أنبوب إلى المكثف. في المكثف ، يتم تمرير أنبوب اللف الذي يحتوي على البخار إما من خلال الهواء الدائر أو حمام الماء ، مما يزيل بعض الطاقة الحرارية للغاز المضغوط. يمر البخار المبرد عبر صمام تمدد إلى منطقة ذات ضغط أقل بكثير ؛ عندما يتمدد البخار ، فإنه يسحب طاقة تمدده من محيطه أو من الوسط الملامس له. قد تقوم المبخرات بتبريد مساحة مباشرة عن طريق ترك البخار يتلامس مع المنطقة المراد تبريدها ، أو قد تعمل بشكل غير مباشر – أي عن طريق تبريد وسط ثانوي مثل الماء. في معظم الثلاجات المنزلية ، يتلامس الملف الذي يحتوي على المبخر مباشرة مع الهواء الموجود في حجرة الطعام. في نهاية العملية ، يتم سحب الغاز الساخن نحو الضاغط.

 

اترك تعليقك

لن يتم نشر ايميلك.