Buzdolabı Nasıl Çalışır?

Buzdolabı; buhar sıkıştırma yöntemiyle çalışan, gıdaların soğuk tutularak uzun zaman muhafaza edilmesini sağlayan soğutma makinesidir.

Soğutmanın amacı kapalı bir mahâlde, çevre sıcaklığının altında sıcaklıklar elde etmek ve bu düşük sıcaklığı sürekli olarak muhafaza etmektir. Ancak ısı sıcaktan soğuğa kendiliğinden akarken, tersine akış kendi kendine olmaz. İki sistem arasındaki dengeyi bozabilmek için enerji gereklidir. Günümüzde bu iş soğutucu makineler tarafından gerçekleştirilir. Soğutucu makineler çalışma prensiplerine ve çalıştıkları sıcaklık aralığına göre sınıflandırılırlar. Buzdolapları ise soğutucu makinelerin evlerde kullanılan tipidir.

Buzdolabının çalışma mantığı tamamen ısı transferine dayanır. Burada kompresörün görevi havayı sıkıştırarak basıncını arttırmaktır. Geri kalan ısıtma, soğutma işlemleri bir döngü halinde devam eder.

Soğutma sisteminde bulunan soğutucu gaz kompresör tarafından sıkıştırılır. Sıkışan soğutucunun sıcaklığı ve basıncı artar(Soğutucu gaz fazında). Soğutucu gaz kompresörden çıkıp kondansere gelir. Soğutucu gaz kondenser borusundan geçerken sıcaklığı ortam sıcaklığının yüksek olduğundan, kondanserden dış ortama doğru ısı atılır. Isı transferi sonucunda soğutucu gazın sıcaklığı düşer. Ama basıncı halen yüksektir ve soğutucu sıvı faza geçer. Kondanserden geçen soğutucu kılcal boruya gelir. Kılcal borudan geçerken soğutucunun basıncı ve buharlaşma sıcaklığı düşer. Basıncı ve buharlaşma sıcaklığı düşmüş olan soğutucu, buzdolabı içindeki havadan ve hava aracılığı ile yiyeceklerden daha düşük olduğu ısıyı alır. Soğutucu aldığı ısı sonucunda tekrar gaz fazına geçer. Dönüş borusu ile kompresöre gelir ve sıkıştırılır.

Buzdolabı; Kompresör, Kondanser, Evaporatör elemanları ile soğutmayı sağlar. Bunlara yardımcı olarak da Filtre, Termostat gibi elemanlar kullanılır. Bu elemanlar ve görevleri kısaca şöyledir:

Kompresör: Kompresörler soğutucu sistemin kalbini oluşturmaktadır ve çalışma prensipleri ne olursa olsun buharlaştırıcıdan çıkan gazı yoğuşma basıncına kadar sıkıştırılması işlevini yerine getirmektedir. Bu işlevi yerine getirebilecek başka kompresör çeşitleri ve tasarımları mevcut olmakla birlikte ev tipi buzdolaplarında hermetik pistonlu kompresörler kullanılmaktadır. Hermetik kompresörlerde tek fazlı, iki kutuplu asenkron indüksiyon motorları bulunmaktadır. Değişken hızlı kompresör uygulamalarında, hız kontrolü frekansın değiştirilmesi yoluyla gerçekleştirilmektedir. Hız kontrolü yapılan kompresörlerde doğru akım motorları, indüksiyon motorları ve senkron motorlar kullanılmaktadır.

Stator Üretimi: 0,5mm kalınlığında gelen silisyum kaplı saclar, istenilen çekirdek kalınlığında otomasyon sistemiyle gerçekleşen üretimin ilk aşamasında birleştirilir. Çekirdeğin kalınlığı ise sargının sayısını belirler. Daha sonrasında çekirdek ile iletken teller arasında yalıtımı sağlayacak yalıtkan plastik parçalar yerleştirilir. Şebeke hattı 3 fazlı sistem olduğu için 3 sargı, manyetik alan içerisinde aralarında elektriksel olarak 120º açı sağlayacak şekilde yerleştirilirler. Bu sargılara R-S-T sargıları da denir. Bu sargılar çoğu zaman bakır, diğer zamanlarda ise bakır kaplı alüminyum tellerden oluşur. Alüminyumun bakıra göre daha ekonomik olması tercih sebebi olabilir. Tellerin sabitlenmesi ve soketlerinin takılmasıyla, hat sonunda testleri yapılır. Onlar ise;

  • Hi-Pot: Tellerin çekirdeğe temas edip etmediği ölçülür.
  • Resistance: Yardımcı sargıların dayanıklılığı test edilir.
  • Surge: 3 ucun 2li kombinasyonları arasında kısa devre olup olmadığı belirlenir.
  • Rotation: Rotorun dönüş yönünün istenilen gibi olup olmayacağına bakılır.

Rotor Üretimi: Silisyum kaplı 0,5mm kalınlığında metal saclardan oluşan rotor, istenilen kalınlıkta birleştirilir. Üzerindeki boşluklar sayesinde akı kaybı engellenir ve indükleme yapılması sağlanır.

Kondanser: Kondanser kompresörden emdiği basıncı yüksek akışkanı (soğutucu gaz) içerisinde dolaştırarak dışarıya ısı vermesini sağlar. Bu olay buz dolaplarında doğal klimalarda ise fan yardımıyla olur. Burada gaz soğumuş olarak filtreye (drayer) gider.

Resim 1: Kondanser

Evaporatör: Buharlaştırıcı, kısılma vanasından gelen düşük sıcaklık ve düşük basınçtaki sıvının, kabin ısısını alarak buharlaştığı bölümdür. Bu nedenle demir, çelik, pirinç, bakır ve alüminyum gibi malzemelerden imal edilir. Kabin içinde saklı veya kabin yüzeyinden yaklaşık 30mm uzaklıkta harici olarak monte edilmektedir.

Kapasitör: Elektrik yükü depolayan, reaktif güç kontrolü sağlayan, bilgi kaybını engelleyen, AC/DC arasında dönüşüm yapmada kullanılan elektrik ve elektronik devre elemanıdır. Kapasitörler;

  • Plakalar arası kullanılan yalıtkanın cinsi,
  • Çalışma ve dayanma gerilimleri,
  • Depolayabildikleri yük miktarı gibi kriterlere göre çeşitlerine ayrılırlar.

Motor Run Kapasitör: Motorun yardımcı sargısına paralel bağlı oaln ve çalışma anında maksimum erişilebilir torka çıkaran kapasitördür.

Resim 2: Run Kapasitör

Motor Start Kapasitör: Yardımcı sargıya önden akım sağlayarak motorun kalkışına yardımcı olan kapasitördür. Start kapasitör motorun sargısına sürekli bağlı değildir, kalkış sonrasında, genellikle otomatik olarak, devreden çıkar.Karşılaşılabilecek hatalar: Baskı silik/dağınık/yok, kapak oturmamış, reçine taşığı var, kablo hasarlı/çıkık, dış izolasyon yırtık, farklı malzeme, kablo boyu hatalı, çalışmıyor, yanlış baskı, deformasyon, tırnaklarında eksik enjeksiyon/tırnakları çapaklı, dolgu maddesi yok

Röle ve Termik: Kompresörün üzerinde bulunan bu parçalardan röle, kompresörün kalkışına yardımcı olur. Osiloskop ile rölenin kalkışı yaptırıp yaptıramadığını, yaptırdıysa ne kadar sürdüğünü görüldü. İlk deney 230V ile oldu. Fakat ısınan röle ölçüme izin vermedi. Bir süre sonra soğuyan rölede tekrar ölçüm alındı. Ekranda 950ms’lik bir dalgalanma görüldü. 185V ile denendiğinde ise 1350ms sürdüğü kaydedildi.

Termik ise kompresördeki aşırı ısınmada ya da elektrik düzensizliklerinde motorun zarar görmemesi için devreyi kontrol eder. 95-110°C arasında, termiklerin devreyi kontrol edebilebilmesi ve sıcaklık 50°C’ye indiğinde kompresörü tekrar devreye sokabilmesi gerekmelidir.

Termostat ve Sensör: Elektrik devresinde termostatın algılama ucu, ortam ısısını algılayacak şekilde dışarıya çıkarılmıştır. Ortam soğukken termostat içerisindeki anahtar açıktır. Şalter kapatılsa bile termostat içerisindeki anahtar açık olduğundan soğutucu çalışmaz. Ortam ısısı arttığında termostat kontakları kapanır ve soğutucu çalışır. Ortam ısısı düştüğünde soğutucu tekrar devreden çıkar. Termostat devredeyken ve soğutucu çalışır durumdayken şalter açıldığında devre akımı kesilir ve soğurucu çalışmaz.

Resim 3: Termostat

Resim 4: Sensör

 Isıtıcı: İşletmede kullanılan ıstıcı çeşitleri;
  • Folyolu ısıtıcı
  • Borulu ıstıcı
  • Kablo ısıtıcı
  • Cam tüp ısıtıcı

Kullanım amaçları: Defrost, terlemeyi önleme, termostat bulbunu ısıtarak düşük ortamlarda buzdolabının çalışmasını sağlamak

Kullanım yerleri: Direkt evaporatör üstüne, plastik gövde üstüne, aksesuar grupları üzerine.

Fan Motoru: Buzdolaplarında kullanılan fan motorları evaporatör ve kondanser fan motorları olarak 2 ana bölüme ayrılmaktadır.

Evaporatör fan motorları NF buzdolaplarında evaporatör üzerindeki soğuk havayı dondurucu ve soğutucu bölmelere üfler. Böylece evaporatör üzerindeki soğuk hava cebri olarak homojen bir şekilde buzdolabı içine dağıtılır.

Kondanser fan motorları ise kabindibi bölgesinde kompresör ve alt kondanser nedeniyle oluşan sıcak havayı bu bölgeden uzaklaştırmak ve kompresör ve alt kondanserin daha verimli çalışmasını sağlamak amacıyla kullanılır.

Fan motorlarında mil üzerine takılan pervane ile hava üflemesi yapılır. Motorların dönüş yönüne ve kullanılan pervaneye göre fan motoru havayı çeker veya üfler. Bunun için fan motorlarının dönüş yönü ve pervane tipi önemlidir.

Fan motorlarında dakikada devir sayısı (rpm) olarak verilen motor dönüş hızı motorun hava üfleme müktarını etkiler. Bunun için dönüş hızının belirtilen değerlerde olması gerekmektedir. Yavaş dönen bir motor yeterli havayı sirküle etmeyebilir. Hızlı dönen motor ise sesli çalışabilir. Motorlar rotor ve stator diye tanımlanan iki ana bölümden oluşur. Motora gerilim uygulandığında, elektrik akısı nedeniyle oluşan manyetik alan sayesinde motor milininbulunduğu rotor dönmeye başlar.

Motor braketlerinin altında bulunan yataklardaki yağlı keçeler sayesinde motor mili sessiz ve rahat bir şekilde dönüş yapar.

Fan motorunun buzdolabına sabitlemek için plastik fan motor muhafazası kullanılır.

Bazı modellerde fan motorunun sargılarının üzeri özel bant ile sarılırken, diğer modellerde sargı üzeri epoksi ile kaplanmaktadır. Sargıların üzerinin epoksi ile kaplanması sargıya nem girmesini önlemektedir.

Karşılaşılabilecek hatalar: Motor sıkışık, motor çalışmıyor, dönüş yönü ters, tanıtım bilgileri okunmuyor, motor mili salgılı dönüyor, montaj hatası, aşırı güç çekiyor.

Elektrik Kabloları: Şebeke kabloları ülkemizde 220V taşıyacak şekilde tasarlanmalıdır. Fakat yeri geldiğinde yüksek voltaja ya da ağırlığa maruz kalabilir.

  • Ülkemizde iki girişli priz kullanılır. Bunlardan biri faz bir nötr uçtur. Toprak ucu ise prizin üst ve altında gizli bölmededir. Fiş her iki şekilde de takılabilir.
  • İngiltere gibi ülkelerde üç girişli priz kullanılır. Bunlar faz, nötr ve toprak uçların gireceği yerlerdir. Tek bir takılma şekli vardır.
  • 400V’a kadar voltaj artırılarak yüksek gerilime dayanıp dayanmayacağı ölçülebilir.
  • Yaklaşık 12kg ağırlığa dayanmaları gerekir.
The End.

Gizem Yağmur Kılıç

İTÜ Elektrik Mühendisliği

You may also like...

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir