Önemli İcatlar - Buzdolabı Buzdolabı 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. Soğutucu Sistemlerin Tarihi Ve Temel Soğutma İlkesi Mekanik soğutucu sistemlerin geliştirilmesinden önce eski uygarlıklarda, örneğin Eski Yunanlılar ve Romalılarda besin maddeleri dağlardan taşınan buz ya da karla soğutuluyordu. Buz ve kar özel kilerlerde ya da yere açılmış ve odun ya da samanlar yalıtılmış çukurlarda uzun süre erimeden korunabiliyordu. Daha sonraları geliştirilen buz depoları 20. yüzyılın başlarına değin temel soğutma ortamı olarak kaldı. Hindistan ve Mısır’da ise buharlaştırarak soğutma tekniğinden yararlanılmıştır. Sıvılar hızla buharlaştırıldığında (kaynatma), buhar kısa sürede genleşir. Buharla yükselen moleküllerinkinetik enerjisi de aniden artar. Bu ek enerjinin büyük bölümü, buharın yakın çevresindeki ortamdan soğurulur, bu da ortamın soğumasına yol açar. Örneğin bir tepsiye su konur ve tepsi serin bir tropik akşamda gece boyu açıkta bırakılırsa , suyun hızla buharlaşması sonucunda hava sıcaklığı donma noktasının altına düşmese bile tepside buz oluşur. Buharlaşma koşulları denetlenerek, aynı yöntemle çok büyük buz blokları üretilebilir. Modern soğutucularda da gazların hızla genleştirilmesi ilkesinden yararlanılır. Buharlaştırarak soğutma yöntemi yüzyıllardan beri bilinmekle birlikte, mekanik soğutma yönteminin temel ilkeleri ancak 19. yüzyılın ortalarında ortaya konabildi. Bilinen ilk yapay soğutma sistemi 1748’de William Cullen tarafından Glaskov Üniversitesi’nde sergilendi. Cullen etil eterin kısmî vakumda kaynatılmasından yararlanılıştı; ama bu yöntemini herhangi bir pratik amaca yönelik olarak kullanmadı. 1805’te ABD’li mucit Oliver Evans, sıvı yerine buharla çalışan ilk soğutma makinesini tasarladı. Ticari amaçlı ilk soğutma işleminin, 1856’da buhar sıkıştırma makinesi yardımıyla ürettiği buzları satmaya başlayan ABD’li işadamı Alexander C. Twinning tarafından gerçekleştirildiği sanılmaktadır. Birkaç yıl sonra, AvustralyalıJames Harrison ilk buhar sıkıştırmalı soğutma makinelerini yaptı. Fransız Ferdinand Carré 1959’da biraz daha karmaşık bir sistem geliştirdi. Carré’nin aygıtında buhar sıkıştırmalı makinelerde soğutucu gaz olarak kullanılan havanın yerine hızla genleşen amonyak kullanılıyordu. Carré’nin soğutucuları kısa sürede tutuldu ve bu teknik ufak değişikliklerle günümüze kadar geldi. 1960’larda ise soğutucularda Peltier etkisinden yararlanılmaya başlandı. Soğutma Devresi Elemanları
Kompresör silindir hacmi, buzdolabı hacmi ve kullanılan soğutkana bağlı olarak 2 cm3 ve 10 cm3 arasında değişmektedir.
Soğutkan Buzdolabının içindeki ısıyı dışarı taşımak için kullanılan akışkan maddelerdir. Soğutkanlarda bulunması gereken bazı özellikler şunlardır:
Buzdolabı soğutma devresinde, yüksek basınçlı soğutkanın dolaştığı borulara basma boruları, alçak basınçlı soğutkanın dolaştığı borulara da emme boruları denilmektedir. Emme ve basma borularının bir bölümü birleştirilerek bir ısı değiştirici meydana getirilir. Isı değiştirici; basma borusu, emme borusunun içinden geçecek şekilde yapılabileceği gibi, basma ve emme borularının ayrı ve açıkta birleştirilmesiyle de elde edilebilmektedir. Isı değiştiricisinde, buharlaştırıcıdan gelen soğutkan bir miktar ısınma yoğuşturucudan gelen soğutkan bir miktar soğuma imkânı bulur. Yoğuşturucudan gelen soğutkanın soğuması, kısılma vanasında başlayan buharlaşmayı azaltıcı yönde etki yapmaktadır. kısılma vanasında buharlaşamayan soğutkan, buharlaştırıcıda buharlaştığından soğutma kapasitesi artmaktadır. Buharlaştırıcıdan gelen soğutkanın ısınması, kompresöre sıvı soğutkan ulaşmamasını garanti altına alırken, soğutkanın kızgın buhar haline geçmesini de sağlamaktadır. Bu yöntem soğutma sisteminin verimini artırmaktadır. Soğutma çevrimi İdeal çevrimde, soğutucu akışkan kompresöre doymuş buhar halinde girer. Uygulamada ise soğutucu akışkanın hal değişimi hassas bir şekilde kontrol edilemediğinden, soğutucu akışkanın kompresöre kızgın buhar halinde girmesi sağlanacak şekilde sistem tasarlanır. Kompresör (1), buharlaştırıcıdan (5) gelen kızgın buhar halindeki soğutkanı, emme vanasının açılmasıyla emer. Soğutkan silindire girmeden kompresör içinde basınç kaybına uğramaktadır. Soğutkan, kompresör içinde bulunan silindir hacmindeki bir piston aracılığıyla sıkıştırılır. Sıkıştırılan soğutkanın basıncı yükselir. Soğutkanın silindiri terk edebilmesi için basma vanasındaki basınç kayıplarını yenmesi gerekmektedir. Basma vanasının açılmasıyla soğutkan yüksek basınç ve sıcaklıkta pompalanır. Basma borusu boyunca ilerleyerek yoğuşturucuya (2) gelen yüksek basınç ve sıcaklıktaki soğutkan, ortama ısı atarak önce yoğuşmakta, sonrasında aşırı soğutularak yine yüksek basınçta sıvı soğutkan haline geçmektedir. Soğutkan yoğuşturucuda da basınç kaybına uğramaktadır. Daha sonra soğutkan kısılma vanası (3) girişine gelir. Soğutucu akışkanın kılcal boruda kısılması esnasında entalpisi sabit kalır. Kısılma sürecinde sistem basıncı yoğuşturucu basıncından (yüksek basınç), buharlaştırıcı basıncına (alçak basınç) düşer. Isı değiştiricide (4) bir miktar ısı kaybeden soğutkan buharlaştırıcıya (5) ulaşır. Buharlaştırıcıda da bir miktar basınç kaybına uğrayan soğutkan, soğutma ortamından ısı çekerek buharlaşır. Ardından emme borusu boyunca ilerleyerek tekrar ısı değiştiriciye gelir. Bu sefer ısı kazanır ve kompresöre kızgın buhar halinde döner. Soğutma çevrimlerinin analizinde, genellikle ideal bir referans çevrim kullanılır. Sıkıştırma sürecinin izentropik olduğu varsayılmaktadır. Kısılma süreci de ısı değiştiricideki ısı geçişi göz önünde bulundurulmayarak adyabatik olarak kabul edilmektedir. Buharlaştırıcı ve yoğuşturucudaki basınç kayıpları dikkate alınmamaktadır. Kuntiz Soğutma Bazı buzdolaplarında hareket eden bir kısım yoktur. Buharlaşma ve yoğunlaşma işlemlerinde ısı (ekseriya bir gaz alevi) kullanılır. Absorbsiyonlu soğutucular elektriğin olmadığı veya pahalı olduğu uzak köşelerde kullanılır. No Frost Buzdolabı No frost buzdolaplarında gazlı, kompresörlü soğutma sistemi devre elemanlarının her biri mevcuttur tek farkı evapratör yüzeyinde bulunan ısıtıcı rezistanslar ve bu rezistansları devreye alan ve çıkaran zaman rölesi bulunur.Bu şekilde gün içerisinde belli aralıklarla rezistanslar evaporatör üzerinde biriken karı eriterek hem buzdolabının daha verimli çalışmasını sağlar hemde hiç bir zaman kullanıcının buzları eritmesini ihtiyaç kalmaz.Kullanıcı bu işlemin farkına olmaz.Buzdolaplarında eriyen buzların suları genelde kompresör üzerindeki hazneye giderek kompresörün sıcaklığı ile buharlaşır veya dolabın altına kadar uzatılan kondenser borularının içinden geçtiği bir su toplama kabında kondenser borusunun sıcaklığı ile buharlaşır. |
Yaşamı tümüyle değiştiren sihirli ürünlerden biri de buzdolabı. Bir buzdolabına sahip olmanın temel amacı, yiyeceklerin bozulmasını geciktirerek ömürlerini uzatmak. Yiyeceklerde bazı bakteriler bulunur. Bakterilerin çoğalarak bir yiyeceğin yapısını değiştirmelerinde sıcaklık önemli rol oynar. Sıcaklık azaldıkça bakterilerin etkinlikleri azalır. Düşük sıcaklıklar, yiyeceklerin daha uzun süre taze kalmasını sağlar. Yiyecekleri soğuk bir ortamda saklamanın arkasında yatan düşünce bu. Örneğin, bir mutfakta oda sıcaklığında duran süt, bakteriler nedeniyle iki-üç saat içinde kolayca bozulabilir. Oysa, sütün buzdolabında saklanarak sıcaklığının azaltılması, en az bir - iki hafta daha taze kalmasını sağlar; Çünkü buzdolabının içindeki düşük sıcaklık, sütün içindeki bakterilerin etkinliğini azaltır. Soğutma, günümüzde yiyeceklerin korunmasında en yaygın kullanılan yöntem. Yazın, yüzmekte olduğunuz bir havuzdan çıktığınızda, güneşin altında olmanıza karşın bir serinlik hissedersiniz. Bu serinliğin nedeni, derinizin yüzeyindeki suyun buharlaşmasıdır. Hava su buharını taşırken, buharla birlikte bir miktar ısıyı da beraberinde götürür. Bu olay, aslında bir buzdolabının nasıl çalıştığını açıklamaya yardımcı olur, ama buzdolaplarında su yerine, soğumayı sağlayan bazı gazlar kullanılır. Soğutmanın dayandığı iki temel fizik yasası var: 1. Genleşen gaz soğur ve yeterince soğuyan bazı gazlar sıvılaşır. 2. Farklı sıcaklıktaki iki nesneyi birbirine yaklaştırırsanız ya da dokundurursanız sıcak olan soğur, soğuk olan ısınır. Bu iki yasa, bir buzdolabının nasıl soğuttuğunu açıklar. Bir buzdolabı, içinde dolasan gazı önce sıvılaştırır, sonra sıvının ısısını soğurur. Bu sayede de soğutur. Buzdolabı, beş temel bölümden oluşur sıkıştırıcı (kompresör), buzdolabının dış arka bölümünde bulunan ve ısıyı değiştiren kıvrımlı borular, bir tarafında yüksek basınç alanı, diğer tarafında düşük basınç alanı bulunan bir delik olan genişletme valfi, buzdolabının içinde bulunan ve ısıyı değiştiren kıvrımlı borular, sıvı haldeyken buharlaşarak soğutmayı sağlayan gaz. Bu bölümlerin temel işleyişi şöyle: Bir buzdolabının yapısı A Buzdolabının içi B Sıkıştırıcı C Genişletme vaifi Sıkıştırıcı, soğutucu gazı sıkıştırır. Bu sıkıştırma, gazın basıncını ve sıcaklığını artırır. Böylece buzdolabının dışındaki ısı değiştirme boruları, soğutucunun sıkışmasıyla oluşan ısının dışarıya bırakılmasını sağlar. Soğuyan gaz sıvılaşır ve genişletme valfıne akar. Sıvı, genişletme valfine aktığında, yüksek basınç bölgesinden düşük basınç bölgesine doğru bir hareket oluşmasına neden olur. Böylece genişler ve buharlaşır. Buharlaşma sırasında sıvı ısıyı soğurur ve ortamı soğutur. Buzdolabının içindeki ısı değiştirme boruları, soğutma maddesinin ısıyı soğurmasını sağlayarak buzdolabının içini soğutur. Bu döngü, böylece devam eder. Günümüzde üretilen buzdolapları, aynı soğutucu maddeyi birçok kez kullanmaya olanak tanıyan bir tür tazeleme döngüsüyle çalışırlar. Saf amonyak gazının soğutucu madde olarak kullanıldığı bir buzdolabı şöyle çalışır Sıkıştırıcı, amonyak gazını sıkıştırır. Sıkışan gaz basınç nedeniyle ısı yayar. Buzdolabının arkasındaki ısı değiştirme boruları, sıcak amonyak gazının ısısını dışarıya salarlar. Yüksek basınçta sıkışan amonyak gazının yoğunluğu artar ve sıvılaşır. Yüksek basınç, sıvılaşmış amonyağı genişletme valfine doğru iter. Sıvı amonyak, düşük basınç alanına geçer geçmez kaynar ve buharlaşır. Bu, buzdolabının içinin soğumasını sağlar. Soğuk amonyak gazı sıkıştırıcı tarafından emilir ve döngü devam eder. Saf amonyak gazı insanlar için oldukça zehirli. Bu nedenle buzdolabında oluşacak herhangi bir senti, hemen engellenmeli. Bu yüzden çoğu ev tip buzdolabında saf amonyak kullanılmaz. Bunun yerine 1930da geliştirilen, amonyakla aşağı yukarı aynı kaynama noktasına sahip olan freon gazı da kullanılırdı. Ancak I970terde freon gazının atmosferin ozon tabakasına zarar verdiği anlaşıldı. Bu nedenle yeni tür buzdolaplarında, çevreye ya da insan sağlığına daha az zararlı olabilecek soğutma maddeleri kullanılıyor. Gaz ve Propan Buzdolapları Amonyak, su ve hidrojen kullanarak çalışan bu buzdolapları oldukça ilginç. Bunlar, buzdolabının içini soğutmak için, yanan propandan elde edilen ısıyı da kullanırlar. Bir gaz buzdolabı, soğutucu madde olarak amonyak kullanır. Bu buzdolabı da 5 bölümden oluşur. • Üreteç - Amonyak gazını üretir. • Ayına - Amonyak gazını sudan ayırır. • Yoguşturucu - SM amonyak düşününü sağlar. • Buharlaştırıcı - Sıvı amonyağı buharlaştırarak buzdolabının içinin soğumasın sağlar • Soğutucu - Sudaki amonyak gazım soğurur. Döngü şöyle çalışır: Üretece ısı uygulanır. Isının kaynağı, yanmakta olan propan ya da kerosen gibi bir gaz. Üretecin içinde amonyak çözeltisi ve su bulunur. Isı, çözeltinin sıcaklığını amonyak gazının kaynama noktasına kadar artırır. Kaynayan çözelti, ayırıcıya akar. Su, ayırıcıda amonyaktan ayrılır. Amonyak gazı yoğuşturucuya doğru akar. Yoğuşturucu, metal kıvrımlardan ve soğutma kanadından oluşur. Amonyak gazının ısısını açığa çıkarır ve sıvı amonyağa dönüşmesini sağlar. Sıvı amonyak, hidrojen gazıyla katışarak buharlaşır ve buzdolabının içindeki düşük sıcaklığı oluşturur. Amonyak ve hidrojen gazlan önce soğurucuya, sonra ayırıcıya akar. Ayırıcıda toplanmış su amonyak ve hidrojen gazlarıyla karışır. Amonyak, suyla bir çözelti oluşturur ve hidrojen gazını, buharlaştırıcıya akacak biçimde salar. Amonyak - su çözeltisi üretece doğru akar ve döngü devam eder. Buzdolabının Soğutma Derecesi Nasıl Hep Aynı Kalır? Ne tür bir buzdolabı olursa olsun, içinde hangi sıcaklığa kadar soğutma yapılacağını denetleyen basit bir düzenek bulunur. Bu, aslında bir tür ısıölçer olan, ısıya duyarlı bir aygıt Buzdolabının hangi sıcaklıkta soğutma yapması isteniyorsa, bu aygıt o sıcaklığa getirilir. Buzdolabının içi belirtilen sıcaklığa ulaştığında, bu aygıt sıkıştırıcının elektriğini kendiliğinden keser ve sıkıştırıcıyı durdurur. Ancak buzdolabı bütünüyle yapılmadığından, kapı kenarından, boruların girip çıktığı yerlerden ya da kapısı her açılıp kapandığında ısı kaçağı olur. Buzdolabının içindeki ısı değişimine duyarlı olan aygıt sıkıştırıcının elektriğini açar ve çalışmasını sağlar, istenilen sıcaklığa ulaşıldığında yeniden durdurur. Evdeki buzdolabınıza biraz kulak kabartırsanız, motorun kendi kendine çalışıp durduğunu duyabilirsiniz. Hazırlayan Serpil Yıldız Kaynak:Bilim Çocuk Dergisi Kasım 2003 |
BUZDOLABININ İCADI:Buzdolabını carl von linde adında bir insan bulmuştur bu insan heralde italyalıymış..... |
Hz. İsa’dan önce Eski Mısır gerçekten büyük ve uygar bir toplumdu. Eski Mısırlıların çeşitli konulardaki buluşları ve uygulamaları, bu sözümüzü kesinlikle doğrulamaktadır. Eski Mısır toplumunun egemen sınıfı ve soyluları, lüks derecesine varan gerçek bir rahatlık içinde yaşıyorlardı. Bu arada ülkenin çöl sıcağında gerçekten gerekli bir unsur olan “buz” dan yararlanmayı da biliyorlardı. Köleler her gece yüzlerce toprak kap içine doldurulmuş suyun donmasını sağlamakla görevliydiler. Gecenin arzında bu kapları dolduran suyun yüzünde ince bir buz tabakası oluşurdu. Ertesi gün efendileri de yiyeceklerini ve içeceklerini soğutmak için bu buz tabakalarından yararlanırlardı. Gene eski Makedonya’da yiyecekleri ve içecekleri soğutmak için başka bir yöntem uygulanıyordu. Hindistan fatihi Büyük İskender rahatına, konforlu yaşamaya çok düşkündü. Hindistan seferi esnasında, içmeksizin yapamadığı içkisinin soğutulmasını istemişti. General olmak tutkusuyla yanan subaylarından biri, dağların tepesinde kar topladı. Bu karı, kolaylıkla erimeyeceği derin, gölgeli çukurlara doldurdu. Böylece İskender’in şarabının devamlı şekilde soğutulmasını sağladı. Aradan 300 yıl geçtikten sonra, Romalılar kölelerini dağlardan kar toplayıp Roma’ya getirmekle görevlendiriyorlardı. Şehrin uygun yerlerindeki mağaralara, özel olarak hazırlanmış kovuklara depolanan karın erimemesi için üzeri defne yaprakları, yeşillik dallarla örtülürdü. Sonra Portekizliler başka bir yöntem uyguladılar. Kışın dağların oyuklarında, kovuklarında donan, buz haline gelen suyu yosunlarla sarıyor, kaplıyor, ilerde havanın ısındığı mevsimde bunu kullanıyorlardı. 13. yüzyılda Uzak Doğu’ya giden uzun bir süre Çin’de kalan ünlü gezgin Marko Polo suyun, sütün, hatta ender bulunan, değerli ve çabuk bozulan bazı yiyeceklerin dondurularak muhafaza edilmesi yöntemini öğrendi. İtalya’ya dönüşünde bu yöntemin orada da uygulanmasında öncü oldu. Bütün bunlara rağmen buzla ve dondurmak suretiyle yiyeceklerin muhafaza edilmesi işinin büyük ölçüde ve yaygın şekilde yapılabilmesi hayli gecikmiştir. 17. yüzyılda, Fransa’da buz ve kar satıcılarının hayli yaygınlaştığı biliniyorsa da, aynı şeyin Amerika’da uygulanması 1799 yılından önce değildir. 1800 yılında bir İngiliz evlerde buzun muhafazası için ilk “buzluğu” yaptı. 1834 yılında Jacob Perkins adındaki bir mühendisin çalışmaları da soğutucu olarak bir “devri daim” sisteminin kullanıldığı ilk buz makinesinin ortaya çıkarılmasıyla sonuçlandı. |
Saat: 02:30 |
©2005 - 2024, MsXLabs - MaviKaranlık