Kuidas sügavkülmik töötab?

Ajaloo vältel on inimesed otsinud võimalusi toidu jahtumiseks, et vältida riknemist ja kaitsta oma tervist. Üks varasemaid strateegiaid, mida Indias kasutati esmakordselt mitusada aastat tagasi, oli vee aurustumise jahutusjõu rakendamine. Juba 11. sajandil oli välja töötatud tehnikad veeauru kondenseerimiseks mähistes, selle survestamiseks ja aurude saatmiseks läbi ava, et see aurustuks. Vesi ei ole siiski eriti hea külmutusagens ja need varase jahutuse süsteemid polnud eriti tõhusad.

Juba edasi 18. sajandisse, kui leiutajad hakkasid õhu kokkusurumisel jahutussüsteeme ehitama, ammoniaaki ja muid gaase ning sundides neid seejärel soojust neelama, vähendades rõhku ja lastes neil läbi laiendada. Jahutamine ei muutunud suures plaanis elujõuliseks kuni 1876. aastani, mil saksa insener Carl von Linde ehitas kondensatsioonisüsteemi, mis võimaldas neid gaase likvideerida. Umbes 50 aastat hiljem lõpetas General Electric jääkasti vanuse, turustades esimest laialdaselt saadaval olevat jahutussüsteemi, milles külmutusagensina kasutati Freoni tuntud patenteeritud gaasi.

Külmkapid ja sügavkülmikud on nüüd tavalised ja igas majapidamises on üks, kuigi Freon on nüüd vananenud. Enamikul seadmetel on nii külmik kui ka sügavkülmkamber, kuid jahutus toimub tegelikult sügavkülmas ja ventilaator suunab jaheda õhu külmkappi. Olenemata sellest, kas tegemist on väikese majapidamismasina või suure kaubandusliku sissekäigupinnaga, töötab jahutussüsteem samal sügavkülmiku põhimõttel.

Tüüpilisel sügavkülmikul nähtaval jahutussüsteemil on kaks mähisekomplekti, jahutusmähised ja aurustuspoolid ning need on eraldatud väikese avaga, mida nimetatakse paisuventiiliks. Kui sügavkülmik töötab elektril, mida mitte kõik sügavkülmikud teevad, surub alla elektriline sügavkülmiku kompressorpump külmutusagensi esimeses mähises ja see sunnib seda pihustama läbi paisuventiili teise mähisesse. Kuna rõhk teises mähises on palju madalam, aurustub jahutusaine ja just see tagab jahutuse.

Keemia keeles on aurustumine endotermiline protsess, mis tähendab, et see neelab soojust. Soojus tuleb ümbritsevast õhust ja see annab energiat, mida külmutusagensi molekulid vajavad gaasilisse olekusse sisenemiseks. Sügavkülm ei lisa õhku niivõrd jahedust, kuivõrd see lahutab sellest soojust ja see soojus peab kuskile minema.

Pärast gaasiks muutumist tsüklib jahutusaine tagasi kondensaatori mähistesse, kus seda jahutab kondensaatoripump ja see muutub uuesti vedelikuks. Survestamine tekitab soojuse, mis viib termotsükli lõpule ja sügava sügavkülmiku madala temperatuuri hoidmiseks tuleb see eraldada sügavkülmkambrist. Paljudel seadmetel on selle hõlbustamiseks ventilaator. Termiline tsükkel võib lõppeda määramata ajaks, kui mähised on suletud ja ükski külmutusagensist ei pääse välja.

Sügavkülmiku temperatuur võib langeda kuni 0 kraadi Fahrenheiti (-18 ° C) ja isegi madalamale, kuid selleks, et see juhtuks, peab vaheruum olema hästi suletud. Aurutamismähised asuvad tavaliselt sügavkülmiku tagaseina taga. Kuni sektsioon on suletud, jätkavad mähised sügavkülmast soojuse imemist jagage see läbi jahutusmähiste ja temperatuuri sügavkülmikus jätkub langus.

Enamikul sügavkülmikutest on termostaat, mis jälgib temperatuuri. Kui soovitud temperatuur on saavutatud, annab termostaat märku külmutuskompressori väljalülitamisest. Kui sahtel on hästi suletud ja isoleeritud, võtab temperatuur kaua aega, kuni kompressor töötab. Kehvad uksetihendid, mis võimaldavad sooja õhku sügavkülmkambrisse, panevad kompressori sagedamini tööle ja see raiskab energiat.

Üks põhjus, miks teil sügavkülmik on, on jää valmistamine ja hoidmine, kuid jää peaks olema kandikutes või kottides, mitte sügavkülmiku seintel. Kui jää koguneb sügavkülmikuseinale aurustusmähiste või rullide endi kõrvale, häirib see õhuvoolu ja vähendab nende jahutamise efektiivsust. Selle tulemusel peab kondensaator rohkem vaeva nägema ja see raiskab energiat.

Sügavkülmiku tööpõhimõte on see, et mähised neelavad ümbritsevast õhust soojust, kuid jää või külmaga kaetuna ei saa nad seda teha. Seetõttu on perioodiline sulatamine nii oluline ja paljudel sügavkülmikutel on automaatne sulatamine. Kui sügavkülmikul pole sulatusfunktsiooni, tuleb see käsitsi sulatada, lülitades selle välja piisavalt kaua, et jää sulaks.

Kui sügavkülmikul on sulatusmehhanism, toimub see tavaliselt kütteelemendi kujul, mis on kinnitatud aurustusmähise külge. Sulataja võib automaatselt sisse lülituda või peate selle käsitsi sisse lülitama. Mõlemal juhul sulatab see mähistel oleva jää ja vesi suundub läbi äravoolutorude süsteemi pannile, kust see võib aurustuda.

Enamikul külmikutel on lisatud sügavkülmik ja need asuvad eraldi sektsioonides. Ideaalne sügavkülmiku temperatuur on umbes 0 F (-18 C), kuid külmkapis on see pigem 40 F (4 C). Selle temperatuurierinevuse säilitamiseks eraldatakse sektsioonid õhuava abil ja ventilaator puhub sügavkülmikust jaheda õhu külmkappi ainult siis, kui see on vajalik.

Temperatuuri külmkapi sahtlis saate reguleerida ventilaatori töö reguleerimise abil. Kui uksetihendid ja isolatsioon on terved ja sügavkülmik on õigel temperatuuril, kuid külmik on liiga soe või liiga külm, on põhjuseks tavaliselt ventilaatori rike. Kui sügavkülmiku temperatuur on kõrgem kui see peaks olema, on tavaliselt süüdi kondensaator ja see on tõsisem probleem.

Kui külmkapis lähevad asjad valesti, saate ventilaatori või juhtimisseadmeid ise parandada, kui teate, mida teete. See on teine ​​lugu, kui te ei saa sügavkülmiku temperatuuri säilitada, sest see tähendab tavaliselt seda, et jahutussüsteemis on probleem. Föderaalseadus keelab litsentseerimata isikutel jahutussüsteemi hooldada.

Keelu üks peamisi põhjuseid on seotud külmutusagensi lendumisega. Kuigi Freooni (tuntud ka kui R22 külmutusagens) enam ei kasutata, kuna see on klorofluorosüsinik, mis kahjustab Maa osoonikihti, võivad mõned vanemad süsteemid seda siiski kasutada. Lisaks võivad mõned praegused külmutusagensid, näiteks fluorosüsivesinikud (HFC), keskkonda kahjustada, aidates kaasa globaalsele soojenemisele.

Mõnes sügavkülmasüsteemis, eriti propaanisüsteemides, kasutatakse jahutusainena ammoniaaki, mis on naastes jahutussüsteemide algusaegadesse. Ammoniaak on väga söövitav ning põhjustab silmade ja hingamiselundite põletust ning võib suurtes kogustes surmaga lõppeda. Jahutussüsteemide tööks on vaja kvalifitseeritud tehnikuid ja rangeid protseduurilisi protokolle, ilma et neist ohtlikest gaasidest eralduks.