buzdolabi1

Buzdolabı; buhar sıkıtırma yöntemiyle çalıan, gıdaların souk tutularak uzun zaman muhafaza edilmesini salayan soutma makinesidir.
Soutmanın amacı kapalı bir mahâlde, çevre sıcaklıının altında sıcaklıklar elde etmek ve bu düük sıcaklıı sürekli olarak muhafaza etmektir. Ancak ısı sıcaktan soua kendiliinden akarken, tersine akı kendi kendine olmaz. İki sistem arasındaki dengeyi bozabilmek için enerji gereklidir. Günümüzde bu i soutucu makineler tarafından gerçekletirilir. Soutucu makineler çalıma prensiplerine ve çalıtıkları sıcaklık aralıına göre sınıflandırılırlar. Buzdolapları ise soutucu makinelerin evlerde kullanılan tipidir.

Soutucu Sistemlerin Tarihi Ve Temel Soutma İlkesi

Mekanik soutucu sistemlerin gelitirilmesinden önce eski uygarlıklarda, örnein Eski Yunanlılar ve Romalılarda besin maddeleri dalardan taınan buz ya da karla soutuluyordu. Buz ve kar özel kilerlerde ya da yere açılmı ve odun ya da samanlar yalıtılmı çukurlarda uzun süre erimeden korunabiliyordu. Daha sonraları gelitirilen buz depoları 20. yüzyılın balarına dein temel soutma ortamı olarak kaldı.
Hindistan ve Mısırda ise buharlatırarak soutma tekniinden yararlanılmıtır. Sıvılar hızla buharlatırıldıında (kaynatma), buhar kısa sürede genleir. Buharla yükselen moleküllerinkinetik enerjisi de aniden artar. Bu ek enerjinin büyük bölümü, buharın yakın çevresindeki ortamdan sourulur, bu da ortamın soumasına yol açar. rnein bir tepsiye su konur ve tepsi serin bir tropik akamda gece boyu açıkta bırakılırsa , suyun hızla buharlaması sonucunda hava sıcaklıı donma noktasının altına dümese bile tepside buz oluur. Buharlama koulları denetlenerek, aynı yöntemle çok büyük buz blokları üretilebilir.
Modern soutucularda da gazların hızla genletirilmesi ilkesinden yararlanılır. Buharlatırarak soutma yöntemi yüzyıllardan beri bilinmekle birlikte, mekanik soutma yönteminin temel ilkeleri ancak 19. yüzyılın ortalarında ortaya konabildi. Bilinen ilk yapay soutma sistemi 1748de William Cullen tarafından Glaskov niversitesinde sergilendi. Cullen etil eterin kısmî vakumda kaynatılmasından yararlanılıtı; ama bu yöntemini herhangi bir pratik amaca yönelik olarak kullanmadı. 1805te ABDli mucit Oliver Evans, sıvı yerine buharla çalıan ilk soutma makinesini tasarladı.
Ticari amaçlı ilk soutma ileminin, 1856da buhar sıkıtırma makinesi yardımıyla ürettii buzları satmaya balayan ABDli iadamı Alexander C. Twinning tarafından gerçekletirildii sanılmaktadır. Birkaç yıl sonra, AvustralyalıJames Harrison ilk buhar sıkıtırmalı soutma makinelerini yaptı. Fransız Ferdinand Carré 1959da biraz daha karmaık bir sistem gelitirdi. Carrénin aygıtında buhar sıkıtırmalı makinelerde soutucu gaz olarak kullanılan havanın yerine hızla genleen amonyak kullanılıyordu. Carrénin soutucuları kısa sürede tutuldu ve bu teknik ufak deiikliklerle günümüze kadar geldi.
1960larda ise soutucularda Peltier etkisinden yararlanılmaya balandı.

Soutma Devresi Elemanları

* Kompresör

Ana madde: Kompresör Kompresörler soutucu sistemin kalbini oluturmaktadır ve çalıma prensipleri ne olursa olsun buharlatırıcıdan çıkan gazı youma basıncına kadar sıkıtırılması ilevini yerine getirmektedir. Bu ilevi yerine getirebilecek baka kompresör çeitleri ve tasarımları mevcut olmakla birlikte ev tipi buzdolaplarında hermetik pistonlu kompresörler kullanılmaktadır. Hermetik kompresörlerde tek fazlı, iki kutuplu asenkronindüksiyon motorları bulunmaktadır. Deiken hızlı kompresör uygulamalarında, hız kontrolü frekansın deitirilmesi yoluyla gerçekletirilmektedir. Hız kontrolü yapılan kompresörlerde doru akım motorları, indüksiyon motorları ve senkron motorlar kullanılmaktadır.
Kompresör silindir hacmi, buzdolabı hacmi ve kullanılan soutkana balı olarak 2 cm3 ve 10 cm3 arasında deimektedir.

* Youturucu (kondenser)

Ana madde: Youturucu Youturucular, kompresörden çıkan kızgın buharın souyup doymu hale geçmesi ve bunu takiben youmasını salayan ve sonunda açıa çıkan ısıyı dıarı veren çevrim elemanıdır. Buzdolabının dıında veya yalıtım malzemesinin içinde saklı olarak yer almaktadır. Buzdolabının dıında yer aldıında, düz boruların kıvrılarak kat kat yapılmasıyla oluturulan geçilerin sayısı arttırılarak, youturucunun ısıyı havaya atması kolaylatırılmakta, soutkanın aırı soutulmu sıvı haline geçmesi salanmaktadır. Youturucunun yalıtım malzemesi içinde saklı olarak yer alması, ısının atılmasında kabin yüzeylerinin de kullanılmasına olanak saladıı için tercih edilmektedir.

* Buharlatırıcı (evaporatör)

Ana madde: Buharlatırıcı Buharlatırıcı, kısılma vanasından gelen düük sıcaklık ve düük basınçtaki sıvının, kabin ısısını alarak buharlatıı bölümdür. Bu nedenle demir, çelik, pirinç, bakır ve alüminyum gibi malzemelerden imal edilir. Kabin içinde saklı veya kabin yüzeyinden yaklaık 30 mm uzaklıkta harici olarak monte edilmektedir. Harici olarak yerletirmede toplam ısı geçi katsayısı daha yüksek olmaktadır. Hava ile buharlatırıcı yüzeyi arasındaki ısı geçii, doal ya da zorlanmı taınım ile gerçekleir. Doal ısı taınımı, ufak dirençlerle karılatıında bile sorun yaratmaktadır. Bu nedenle bir fan kullanılarak, hava dolaımının zorlanmı ısı taınımıyla elde edilmesi tercih edilmektedir. Zorlanmı ısı taınımında daha çok kanatlı buharlatırıcılar kullanılmaktadır. Buzdolabında, tek buharlatırıcı kullanılabilecei gibi, birden fazla buharlatırıcı da kullanılabilmektedir. İki buharlatırıcı kullanıldıında, bunlardan biri donmu gıda depolama bölümüne, dieri de taze gıda depolama bölümüne konulmaktadır. Tek buharlatırıcılı sistemlerde, fanlar yardımıyla hava hareketi salanarak, deiik bölmelerin istenilen oranlarda soutulması salanmaktadır.

* Filtre (Drayer)

Ana madde: Filtre Soutucu devrelerde sistem içinde nem veya kompresörden gelecek ya zerrelerini tutarak devrenin tıkanmasını önleyen elemandır.Soutma sistemlerinin içine soutucu gaz basılmadan önce devre servis borusu üzerinden vakumlanır fakat yine de devre içerisinde bir miktar rutubet kalabilir veya elektrik dalgalanmalarında kompresör silkelenip devreye ya basabilir bu her zaman mümkündür bu gibi durumlarda devrede bulunan kılcak boruların tıkanmaması için kondenser çıkıına balanır drayerin çıkıından itibaren boru incelir(kılcak boru).Soutma devresininde filtre görevi görür.

* Termostat

Ana madde: Termostat Termostat soutma sıcaklıını ayarlayan devre elemanıdır.İç yapısında yine soutma sistemlerinde kullanılan gazlardan biri bulunur (R 12 ,R134 a v.b) Buzdolaplarında evaporatöre monteli olur içi gaz dolu bulpun ucu (yaklaık termostatın 1,5 metre uzunluunda kılcal borusu bulunur) evaporatöre monteli olup evaporatördeki soutma arttıkça bulp içindeki gaz termostat gödesindeki körüün ierek kontaı açmasına ve bu kontaa balı kompresörün devre dıı kalmasına sıcaklık yükseldii zaman körüün sönerek tekrar kontaı kapamasıyla kompresörün çalımasına sebeb olur.Bu ekilde soutma sıcaklıı termostatda ayarlanan deerde kalır aynı zamanda kompresörün dinlenmesi salanır.Klima sistemlerinde termostat ortam sıcaklıına göre kompresörü devreye alıp çıkarır.

* Kısılma Vanası(Kılcal boru)

Kısılma vanası basit bir akı kontrol mekanizmasıdır. Soutkanın akıını kısarak, basıncını deitirmektedir. Youturucudan gelen yüksek basınç ve sıcaklıktaki aırı soutulmu sıvı soutkanın, basıncını ve sıcaklıını düürerek buharlama basıncına getirmek için kullanılmaktadır. Soutkanın bir kısmı buharlatırıcıya girmeden, kısılma vanası içinde buharlamaya balamaktadır. Bir dier ilevi ise, kompresör durduu zaman, soutma devresindeki basınç farklılıını dengelemektir. Kullanılacak kılcal boruların boy ve çapı kompresör performansına göre belirlenmektedir.

Soutkan

Buzdolabının içindeki ısıyı dıarı taımak için kullanılan akıkan maddelerdir. Soutkanlarda bulunması gereken bazı özellikler unlardır:

* evresel uyum
* Yanıcı, patlayıcı, zehirli olmaması
* Sistemin hiçbir yerinde kimyasal deiiklie uramaması
* Düük maliyet

Isı deitirici

Buzdolabı soutma devresinde, yüksek basınçlı soutkanın dolatıı borulara basma boruları, alçak basınçlı soutkanın dolatıı borulara da emme boruları denilmektedir. Emme ve basma borularının bir bölümü birletirilerek bir ısı deitirici meydana getirilir. Isı deitirici; basma borusu, emme borusunun içinden geçecek ekilde yapılabilecei gibi, basma ve emme borularının ayrı ve açıkta birletirilmesiyle de elde edilebilmektedir. Isı deitiricisinde, buharlatırıcıdan gelen soutkan bir miktar ısınma youturucudan gelen soutkan bir miktar souma imkânı bulur. Youturucudan gelen soutkanın souması, kısılma vanasında balayan buharlamayı azaltıcı yönde etki yapmaktadır. kısılma vanasında buharlaamayan soutkan, buharlatırıcıda buharlatıından soutma kapasitesi artmaktadır. Buharlatırıcıdan gelen soutkanın ısınması, kompresöre sıvı soutkan ulamamasını garanti altına alırken, soutkanın kızgın buhar haline geçmesini de salamaktadır. Bu yöntem soutma sisteminin verimini artırmaktadır.

Soutma çevrimi

İdeal çevrimde, soutucu akıkan kompresöre doymu buhar halinde girer. Uygulamada ise soutucu akıkanın hal deiimi hassas bir ekilde kontrol edilemediinden, soutucu akıkanın kompresöre kızgın buhar halinde girmesi salanacak ekilde sistem tasarlanır. Kompresör (1), buharlatırıcıdan (5) gelen kızgın buhar halindeki soutkanı, emme vanasının açılmasıyla emer. Soutkan silindire girmeden kompresör içinde basınç kaybına uramaktadır.

ekil

Soutkan, kompresör içinde bulunan silindir hacmindeki bir piston aracılııyla sıkıtırılır. Sıkıtırılan soutkanın basıncı yükselir. Soutkanın silindiri terk edebilmesi için basma vanasındaki basınç kayıplarını yenmesi gerekmektedir. Basma vanasının açılmasıyla soutkan yüksek basınç ve sıcaklıkta pompalanır.
Basma borusu boyunca ilerleyerek youturucuya (2) gelen yüksek basınç ve sıcaklıktaki soutkan, ortama ısı atarak önce youmakta, sonrasında aırı soutularak yine yüksek basınçta sıvı soutkan haline geçmektedir. Soutkan youturucuda da basınç kaybına uramaktadır.

Daha sonra soutkan kısılma vanası (3) giriine gelir. Soutucu akıkanın kılcal boruda kısılması esnasında entalpisi sabit kalır. Kısılma sürecinde sistem basıncı youturucu basıncından (yüksek basınç), buharlatırıcı basıncına (alçak basınç) düer. Isı deitiricide (4) bir miktar ısı kaybeden soutkan buharlatırıcıya (5) ulaır.
Buharlatırıcıda da bir miktar basınç kaybına urayan soutkan, soutma ortamından ısı çekerek buharlaır. Ardından emme borusu boyunca ilerleyerek tekrar ısı deitiriciye gelir. Bu sefer ısı kazanır ve kompresöre kızgın buhar halinde döner.
Soutma çevrimlerinin analizinde, genellikle ideal bir referans çevrim kullanılır. Sıkıtırma sürecinin izentropik olduu varsayılmaktadır. Kısılma süreci de ısı deitiricideki ısı geçii göz önünde bulundurulmayarak adyabatik olarak kabul edilmektedir. Buharlatırıcı ve youturucudaki basınç kayıpları dikkate alınmamaktadır.

Kuntiz Soutma

Bazı buzdolaplarında hareket eden bir kısım yoktur. Buharlama ve younlama ilemlerinde ısı (ekseriya bir gaz alevi) kullanılır. Absorbsiyonlu soutucular elektriin olmadıı veya pahalı olduu uzak köelerde kullanılır.

No Frost Buzdolabı

No frost buzdolaplarında gazlı, kompresörlü soutma sistemi devre elemanlarının her biri mevcuttur tek farkı evapratör yüzeyinde bulunan ısıtıcı rezistanslar ve bu rezistansları devreye alan ve çıkaran zaman rölesi bulunur.Bu ekilde gün içerisinde belli aralıklarla rezistanslar evaporatör üzerinde biriken karı eriterek hem buzdolabının daha verimli çalımasını salar hemde hiç bir zaman kullanıcının buzları eritmesini ihtiyaç kalmaz.Kullanıcı bu ilemin farkına olmaz.Buzdolaplarında eriyen buzların suları genelde kompresör üzerindeki hazneye giderek kompresörün sıcaklıı ile buharlaır veya dolabın altına kadar uzatılan kondenser borularının içinden geçtii bir su toplama kabında kondenser borusunun sıcaklıı ile buharlaır.