Buzdolapları Nasıl Çalışır? Termodinamik Çevrimleri Nasıldır?

Buzdolapları Nasıl Çalışır? Soğutma Çevrimleri Nasıldır?

1.Buzdolabı

Buzdolapları soğutma sistemleri sayesinde içerisine koyduğumuz yiyecekleri uzun süre saklamamıza yarayan makinelerdir. Evlerden, ofislere hatta otomobillere kadar hayatımızdaki bir çok ortamda kullanılır hale gelmiştir. Farklı ebatlarda olsa da hepsinin çalışma prensibi aynıdır. Isı transferi sayesinde kabinden alınan sıcak hava dışarıya bırakılır. Buzdolaplarında soğutma fiziğin temel yasalarından biri olan termodinamikten yararlanılarak gerçekleştirilir.

Buzdolabına bir nesne konulduğunda ısısı ortamdan daha yüksek olduğundan ötürü nesne soğur. Üzerindeki sıcaklıksa buzdolabı içerisindeki soğuk havaya karışır. Bu ısı alışverişi buzdolaplarının çalışma prensibinin temelini oluşturur.  Buzdolabını açmak için bir dirençle karşılaşırız. Bunun sebeplerinden biri içerisi soğuk olan buzdolabındaki basıncın dışarıdaki basınca göre düşük olmasıdır. Bu bir direnç oluşturur. Bunun yanı sıra yalıtımı sağlayan kapakların yanında bulunan lastik bandın içerisindeki mıknatıslar da kapakların kapanmasını kolaylaştırır.

 

2.Buzdolapları Nasıl Çalışır?

  1. Buzdolabı içerisindeki dolaşım sistemi içinde hareket eden özel bir akışkan madde(hidroflorocarbon gibi) vardır. Bu madde bir kompresör yardımıyla sistem içerisinde sürekli döndürülür. Bu akışkan madde ortamın sıcaklığına bağlı olarak gaz veya sıvı halde bulunur. Isı aktarma özelliğine sahiptir. Bu sırada buzdolabının içerisindeki ısıyı alarak dışarıdaki havaya aktarır. Böylece içerideki hava ayarlanan sıcaklığa düşene kadar ısı kaybeder ve soğur.
  2. Kompresör(genelde buzdolaplarının arka alt kısmında bulunur) basınçla birlikte soğutucu maddeyi kondensere (yoğunlaştırıcıya) sıkıştırır.  Yani soğutucu madde buzdolaplarının arkasında bulunan dönel borulara iletilir.
  3. Basıncı ve ısısı yüksek olan bu madde dönel borulardan geçerken dışarıya ısı verir. Bu ısı transferinin daha kolay gerçekleşmesi için buzdolabınızı duvara dayamamanız önerilir. Isı dışarıya transfer edilirken soğutucu madde soğur ve buzdolabının arkasından içeriye doğru yol alan küçük tüpün içine girer.
  4. Buharlaştırıcıya girerken tüp genişler. Daha fazla alan açıldığı ve moleküller arası daha az sürtünme gerçekleştiği için sıcaklık düşer.  
  5. Buharlaştırma işini evaparatör sağlar. Evaparatör buzluk bölümünü çevreleyen bir tüptür. Akışkan madde burada buharlaşarak çevreden ısı alır. Böylece evapartörün yüzeyi ve çevresi soğur. Soğuyan hava buzdolabını çevreleyen borular sayesinde alt kısımlara iner ve sıcak hava yukarı çıkar. Yukarı çıkan havanın sıcaklığı yine akışkan maddeyi ısıtır. Kendi içerisinde böyle bir döngü vardır.
  6. En son olarak ısıyı alan soğutucu madde yine gaz haline dönüşür ve kompresöre geçer. Böylece buzdolabının soğumasını sağlayan bir döngü oluşur.  Isı düzenini sağlayan termostat buzdolabının sıcaklığını ayarlamamızı sağlar. Buzdolabı yeteri kadar soğuduğunda elektrik bağlantısı kesilir ve kompresörün sağladığı dolaşım durdurulur.

Kısacası buzdolabı kabinde sistemli bir şekilde dolaşan akışkan madde sayesinde ısıyı dışarı atıp, içeriyi soğutan makinelerdir. Yiyeceklerimizi taze, içeceklerimizi soğuk tutar.

3.Buzdolablarında da Kullanılabilen Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Çevrimi

3.1.İdeal Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Çevrimi

En iyi koşullarda gerçekleştirilebilecek çevrim. (Resimleri büyütmek için sağ tıklayıp yeni sekmede açabilirsiniz.)

1-2; Kompresör içerisinde izentropik sıkışma

2-3; Kondenser içerisinde sabit başınçta ısı kaybı

3-4; Genleşme valfi içerisinde kısılma

4-1; Evapatör içerisinde sabit basınçta ısı alımı

COP: Coefficient of Performance(Soğutma Performans Katsayısı)= QL/Wnet,in

Bir soğutma makinesinin değerlendirmesi performans katsayısı ile yapılır. Bunu şöyle de yazabiliriz;

COP= elde edilmek istenen iş/ harcanan iş

1’den büyük olması gerekmektedir. 1’den küçük olması gereken termik verimle karıştırılmamalıdır.

3.2. Gerçekte Soğutma Çevrimi

İdeal koşullarda geçişler arasındaki ısı kayıpları ve basınç oynamaları görülmez. Sabit entropide sıkıştırma, sabit sıcaklıkta ısı kaybı yada ısı alımı gibi olaylar gerçekleşir.

Fakat böyle bir ortam gerçekte henüz elde edilememiştir. Bir çok sistemde olduğu gibi buzdolaplarında da enerji kayıpları görülür.  2′ ile gösterilen değer kompresörün gerçekte sisteme iletebildiği iş sonrasında çıkan soğutucu maddenin grafikteki bulunduğu yerdir. Yani kompresör tüm gücünü doğrudan sisteme ileterek 2’deki bir görüntü elde edilemez. Bu iletim sırasında bir kısmı kayba uğrar.


Kaynak

  • Böyle Çalışır Programı – Trt Çocuk
  • How Does It Work – Discovery
  • Termodinamik Defter Notu – Prof.Dr. Mecit Sivrioğlu
  • Thermodynamics 5th Edition – Prof.Dr. Yunus Ali Çengel
  • Soğutma Teknolojisi Ders Notları – Dr. Volkan Şahin
  • Termadinamik Ders Notları – Prof.Dr. Bülent Yeşilata

 

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Buzdolapları Nasıl Çalışır? Termodinamik Çevrimleri Nasıldır?

0