مما يتكون الثلاجات؟

معظم أدوات المطبخ ، مثل آلة صنع القهوة وغسالة الصحون والخلاط ، وسائل الراحة ، ولكن ليس الثلاجة. إنها ضرورة ، وقد دأب الناس على تخزين الطعام. منذ العصور القديمة ، استخدم الناس صناديق الثلج وخزانات التبخر لتبريد الطعام ، وغمروا الطعام في الجداول و الآبار وحفظها في أقبية واستخدمت تقنيات مثل التمليح والتخليل والتدخين والتجفيف في محاولة للحفاظ عليها ، إلى مجلة التاريخ.

ظهرت صناديق الثلج في أوائل القرن التاسع عشر وأصبحت تحظى بشعبية متزايدة على مدار القرن ، ولكن تكثف البخار النشط والتبخر ظهر أيضًا لأول مرة في الجزء الأوسط من ذلك القرن. في البداية ، تم استخدامه في المقام الأول من قبل صناعات البيرة واللحوم ، ولكن بحلول عشرينيات القرن العشرين ، أصبحت الثلاجات المنزلية شائعة وصناديق الثلج أصبحت عفا عليها الزمن. اليوم ، تعتبر الثلاجة ميزة أساسية في كل منزل ، وبينما توجد العديد من العلامات التجارية ، إلا أنها تعمل جميعها بنفس المبدأ ويتم تصنيعها بنفس الطريقة.

الثلاجة الحديثة ، مثل صندوق الثلج ، هي في الأساس حجرة مغلقة ومعزولة ولكن بدلاً من كتلة الجليد ، يستخدم دوران سائل متطاير ، يسمى المبرد ، للحفاظ على الدواخل بارد. يضخ الضاغط غاز التبريد من خلال سلسلة من الملفات ، ويضغط عليه ويكثفه في سائل. تربط فتحة صغيرة تسمى صمام التمدد ملفات المكثف بمجموعة أخرى من الملفات - ملفات التبخر - وعندما يرش السائل من خلال هذا الصمام ويتبخر وهي عملية ماصة للحرارة تسحب الحرارة من الثلاجة حجرة.

قد تكون ملفات المكثف خلف حجرة الثلاجة ، تحتها أو في الأعلى ، وغالبًا ما يتم وضعها أمام مروحة العادم لتبديد الحرارة الناتجة عن التكثيف. من ناحية أخرى ، توجد ملفات التبخر داخل حجرة المجمد وقد تكون أو لا تكون مخفية بواسطة لوحة ، اعتمادًا على الطراز. يتم فصل حجرات المجمد والثلاجة ، وتنفخ المروحة الهواء البارد من خلال قناة تربطها.

إلى جانب الرفوف والصواني والأدراج والمصابيح والمقابض ، الأجزاء الأخرى من الثلاجة إلكترونية الضوابط التي تراقب الظروف الداخلية وتأمر الضاغط وإيقاف تشغيله للحفاظ على ضبط مسبق درجة الحرارة. تنظم عناصر التحكم أيضًا المروحة التي تنقل الهواء البارد من الفريزر إلى الثلاجة. المكون الأخير للثلاجة هو حشية الباب ، والتي تشكل مانع تسرب محكم يمنع الهواء البارد من الهروب.

يتكون جسم الثلاجة النموذجي من ثلاث طبقات. النواة ، المصنوعة من الصفائح المعدنية ، تقع بين خزانة داخلية ، والتي عادة ما تكون مصنوعة مصنوعة من بلاستيك البوليسترين وقشرة خارجية مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ أو البلاستيك أو ألواح مطلية في بعض الأحيان معدن. معبأة داخل هذه الطبقات هو العزل ، الذي كان غائبًا في النماذج الأولى ولكنه معدات قياسية في النماذج المعاصرة.

كانت مادة العزل الأولى هي الألياف الزجاجية ، والتي تم استبدالها برغوة البولي يوريثين في الثمانينيات ، وفقًا لـ مجلة الجمعية. رغوة البولي يوريثين أكثر كثافة واستقرارًا هيكليًا من الألياف الزجاجية ، لذلك التغيير مسموح به يقوم المصنعون بدمج مواد هيكل الثلاجة الأكثر نحافة في تصميم أكثر أناقة وكفاءة في استخدام الطاقة تصميمات. يعتبر العزل هو المحدد رقم 1 فيما إذا كان نموذج معين يتلقى تصنيف Energy Star أم لا.

في عملية تصنيع الثلاجة ، يتم تشكيل القلب والخزانة الداخلية والقشرة الخارجية وتشكيلها وتوصيلها معًا ، ويتم حقن رغوة البولي يوريثين في المساحة بينهما. إلى جانب التصلب في بنية تحتية كثيفة توفر الاستقرار ، يعد البولي يوريثين مادة لاصقة ممتازة تربط الطبقات ببعضها البعض.

لن تكتمل مناقشة المبردات دون ذكر المبردات ، والسوائل المتطايرة التي تمر عبر ملفات نظام التبريد. يجب أن يمتلك المبرد خواصًا فيزيائية وديناميكية حرارية معينة لتكون فعالة. في الأيام التي تم فيها استخدام معظم الثلاجات لأغراض تجارية ، كانت الأمونيا وثاني أكسيد الكربون هي المواد الكيميائية المفضلة. في الأيام الأولى من الثلاجات المنزلية ، تم استخدام عدد من المواد الكيميائية الخطرة ، بما في ذلك ثاني أكسيد الكبريت ، كلوريد الميثيل وكلوريد الميثيلين ، وهذه الأخيرة هي مادة كيميائية ضارة في الطلاء المتعريات.

قامت شركة DuPont بتطوير غاز الفريون ، وهو مركب من مركبات الكربون الكلورية فلورية (CFC) ، في ثلاثينيات القرن العشرين ، وسرعان ما حلت محل المبردات الأخرى لأنها خاملة كيميائيًا ولديها قدرة فائقة على نقل الحرارة. جعل الفريون الثلاجات أكثر أمانًا ، ولكن للأسف ، تبين أن لها عيبًا كبيرًا أدى إلى حظر مركبات الكربون الكلورية فلورية. لأن مركبات الكربون الكلورية فلورية تتحلل فقط بواسطة الأشعة فوق البنفسجية ، فإنها تهاجر إلى الغلاف الجوي العلوي ، حيث تدمر طبقة الأوزون.

وقد تم استبدال مركبات الكربون الكلورية فلورية بمركبات الكربون الهيدروكلورية فلورية (HCFCs) ، التي تتشابه كيميائياً ولكنها لا تحتوي على الكلور ، وهي المادة الكيميائية التي تسبب تلف طبقة الأوزون. هذه تبين أيضا أن لها عيوب في أنها تملأ الغلاف الجوي بالفلور ، وهو غازات الدفيئة ، لذلك تم استبدالها أيضًا بفئة أخرى من الفلوروكربونات تسمى الهيدروفلورولفين (HFO). كما تطلق HFOs غاز الفلور في الغلاف الجوي ، ولكن بمعدل أقل ، ويستمر البحث عن غاز التبريد مع تأثير أقل على البيئة.

إن الملفات التي توصل غاز التبريد من الضاغط إلى صمام التمدد في ملفات التبخر والعودة إلى الضاغط مصنوعة من النحاس. لديها واحدة من أفضل التوصيلات الحرارية لأي معدن ، وهي قابلة للطرق بما يكفي لتشكيلها في الأنابيب. عادة ما يكون صمام التمدد مصنوعًا من النحاس ، وغالبًا ما يكون نظام الملف مدعومًا بشبكة فولاذية. الضاغط عبارة عن مضخة معدنية ، وتحتوي مروحة العادم على دوارات وزعانف معدنية مصنوعة من صفائح رقيقة. جميع موصلات الملف نحاسية.

عندما تفتح باب الثلاجة ، يجب عليك عادةً إعطائه شدًا صغيرًا ، وذلك لأنه يجب عليك كسر السداد المحكم الذي تشكله الحشية المطاطية بين الباب والخزانة الداخلية. لا تحتوي الثلاجات الحديثة على مقابض القفل التي استخدمها أسلافهم ، والحشية مسؤولة عن إبقاء الباب مغلقًا. تحقيقا لهذه الغاية ، قد يمزج المطاط بمعدن مغناطيسي حديدي يحمل الباب بقوة ضد شريط فولاذي ، والذي قد يكون مخفيًا خلف البطانة الداخلية البلاستيكية.

عادة ما تكون الصواني داخل الخزانة مصنوعة من الزجاج ، وتجلس على دعامات معدنية أو بلاستيكية أو على حواف مصبوبة في البطانة الداخلية. يتم تشكيل الأدراج من البلاستيك ، وقد تكون المقابض مصنوعة من المعدن أو البلاستيك في الطرز الأقل تكلفة. إذا كانت حجرة التجميد داخل الثلاجة ، فعادة ما يكون لها باب معدني رفيع للحفاظ على المجمد منفصلة عن الثلاجة ، ومروحة بلاستيكية غير مكلفة تقوم بتدوير الهواء بين الحجرتين.

تحتوي الثلاجات المجهزة بآلة صنع الثلج على صندوق بلاستيكي في الفريزر لحمل الثلج ، بينما يحتوي صانع الثلج على زعانف مصنوعة من صفائح معدنية رقيقة. تتطلب النماذج التي تحتوي على موزعات المياه أنابيب لتوصيل المياه ، وعادة ما تكون مصنوعة من مادة البولي بيوتيلين أو النحاس في الموديلات القديمة.