تاریخچه ی پیدایش یخچال

بشر از دیرباز برای حفظ مواد غذایی از چشمه‌ها، چاه‌ها یا غارهای زیرزمینی استفاده می‌کرد. آب انبار و یخدان نیز برای نگهداری آب یخ در تابستان‌ها به کار می‌رفته‌اند. ابو علی سینا در قرن 11 “مُبَرِّد” را اختراع کرد. مبرد که به آن چگالنده نیز می‌گویند وسیله ای برای سرد کردن بخارهای موجود و تبدیل کردن این بخار ها به مایع است. همین وسیله بود که باعث شد بعدها دانشمندان دیگری به مرور یخچال‌های امروزی را اختراع کنند. ویلیام کولین در قرن 17 در دانشگاه گلاسکو اولین یخچال مصنوعی را اختراع کرد، بعد از او الیور ایوانس که لقب پدر یخچال را نام گرفت یخچالی با بخار فشرده را اختراع کرد. بعد از گذشت چند دهه ژاکوب پرکینز با تغیراتی در یخچال ایجاد شده توسط الیور ایوانس شکل متفاوت‌تری از این وسیله را ارائه داد. و بدین صورت ما امروزه شاهد انواع بسیار متنوعی از این محصول هستیم.

تعریف علمی یخچال:

دستگاهی متشکل از یک سرد کننده، یک عایق حرارتی و سازوکاری به منظور انتقال گرما از فضای داخلی به محفظه ی بیرونی است. یخچال در یک فضای بسته گرمای مواد غذایی را گرفته و دمای آن‌ها را کاهش می‌دهد. این کار توسط تبخیر مایع انجام شده و درنهایت گرما توسط یخچال جذب می‌شود. سرد کننده‌ی مورد استفاده در یخچال در دمایی بسیار پایین بخار شده و دمای فضای داخلی را به دمای انجماد می‌رساند. کار یخچال براساس یک اصل فیزیکی است. مایع مبرد که به روش تراکم سریع تبخیر می‌شود، بخار به راحتی منبسط شده و نیازمند انرژی جنبشی است. این نیاز به انرژی جنبشی، از فضای داخل یخچال تامین می‌شود. در نتیجه مواد غذایی موجود در این فضا گرمای خود را از دست داده و سرد خواهند شد. اساس کار یخچال‌های امروزی سرمایشی است که با استفاده از انبساط سریع گازها ایجاد می‌شود.

مورد مصرف و کاربرد یخجال:

حتما برایتان پیش آمده تا در فصول گرم سال غذا با بیرون ماندن حتی در مدتی کوتاه، تغییر طعم بدهد. یا میوه‌ها و سبزیجات طراوت و شادابی خود را از دست بدهند، شل شده یا کپک بزنند. هم ‌چنین در فصل زمستان با بارش برف و سرما زدگی امکان یخ زدگی مواد غذایی و از بین رفتن مواد مغذی آن‌ها وجود دارد. پس نیاز به داشتن وسیله ای که بتواند مواد غذایی را در شرایط ایده آل حفظ کند به نحوی که فاسد نشوند و در طعم و مزه آن‌ها تغییری ایجاد نشود، به یک نیاز اساسی تبدیل گشت‌. چرا که تغذیه افراد رابطه تنگاتنگی با سلامتی افراد دارد. به این ترتیب می‌توان از یخچال برای نگهداری انواع مواد غذایی، سبزیجات، گوشت و مرغ و… استفاده کرد.

تاریخچه ی پیدایش یخچال در ایران:

تا اینجا تاریخچه و تعریف و ساز و کار این وسیله را بررسی کردیم؛ حال ببینیم چطور به ایران وارد شد. سال 1700 قبل از میلاد پادشاهی ایرانی دستور ساخت نخستین یخچال عمومی را داد؛ این یخچال یک بنای معماری متشکل از یک استخر، دیواری بلند به نام حصار در ضلع جنوبی و مخزنی گنبدی شکل به نام خزانه بود. حصار به گونه ای ساخته میشد که در فصول سرد سال یعنی موعد یخ سازی تمام روز بر روی استخر سایه می‌افکند و از گرم شدن آب یخ زده‌ی استخر جلوگیری می‌کرد. سپس یخ تشکیل شده در استخر یخچال را شکسته و در انبار ذخیره می‌کردند. این یخ‌های ذخیره شده در فصول گرم سال مورد استفاده قرار می‌گرفتند. این یخ‌ها تا فصل سرمای بعدی دوام می‌آوردند. یخچال سازی در ایران بر دو اصل “عایق بندی هوشمندانه و سازگاری با طبیعت” استوار بود.

اجزای اصلی یخچال ها:

• کمپرسور
• کندانسور
• اواپراتور
• ترموستات
• گازهای مصرفی

حال ببینیم هر جز چگونه کار می‌کند:

کمپرسور یا موتور یخچال همان وسیله ی سیاه رنگ پشت یخچال است که از دو قسمت الکتریکی و مکانیکی تشکیل شده است. قسمت الکتریکی که وظیفه‌ی به حرکت در آوردن قسمت مکانیکی را بر عهده دارد و قسمت مکانیکی شامل یک سیلندر است که پیستون آن به وسیله‌ی هسته‌ی موتور الکتریکی حرکت می‌کند. رفتن و برگشتن پیستون باعث می‌شود یک حالت مکش مانند و سپس دمیدن به وجود آید.

کندانسور وظیفه دارد که باعث تبدیل کردن بخار به مایع از طریق خنک کردن سیال شود. گاز “فریون” که توسط کمپرسور فشرده می‌شود, در کندانسور خنک می‌شود و سپس به مایع تبدیل می‌گردد. شبکه‌ای از لوله‌ها که بر دیوار پشت یخچال‌های خانگی قرار دارد شکل ظاهری کندانسور است. در یخچال‌های صنعتی نیز معمولا وسیله‌ای که شبیه رادیاتور اتومبیل است, کندانسور یخچال است.

اواپراتور کار سرما سازی را برای یخچال انجام می‌دهد. برای این کار یک سر اواپراتور به سر لوله‌ی مویی و سر دیگر آن به ساکشن موتور وصل می‌شود. هنگامی که ساکشن اتفاق می‌اُفتد با پایین آمدن سطح فشار در درون اواپراتور, مبرد جوش کرده و به آرامی با تبخیر از مایع به گاز تبدیل می‌شود. تبخیر صورت گرفته موجب ایجاد سرما می‌شود.

ترموستات با قطع و وصل کردن جریان برق در موتور یخچال سبب تعادل در دمای یخچال می شود. برای این کار در هنگامی که دمای یخچال افزایش می‌یابد, موتور یخچال با وصل شدن جریان برق به کار می‌افتد و سرما ایجاد می‌کند و درون یخچال سرد می‌شود. همچنین هنگامی که درون یخچال به حدی از سرما برسد جریان برق توسط ترموستات قطع می‌شود.

گاز مصرفی برای تبرید در ساخت یخچال‌های اولیه گاز “آمونیاک” بود. این گاز به دلیل عوارض بدی که برای انسان داشت و همچنین ترکیب شدنش با فلزات مس و آلمینیوم موجود در ساختار اجزای یخچال و همینطور انفجاری بودنش, به مرور با گاز “فریون” جایگزین شد. امروزه از گاز بی بوی فریون 12 استفاده می شود. این گاز در برخورد با رطوبت در فلزات خوردگی ایجاد نمی‌کند. ایراد گاز فریون این است که مقدار زیادی از آن باید استفاده شود و این موضوع باعث ضرر به لایه ی اوزون می‌شود. هم اکنون دانشمندان در تلاش هستند تا بتوانند گازهای دیگری را در این رابطه استفاده کنند.

چگونگی کارکرد یخچال:

قسمت های معرفی شده در بالا در کارکرد یک یخچال تاثیر دارد. به طور کلی کارکرد یخچال بر اساس قانون دوم نیوتن و به صورت چرخه‌ ی ترمودینامیکی است (چرخه‌ی ترمودینامیکی چرخه‌ای بسته‌ است که در آن یک ماده‌ پس از قرارگیری در چندین فرآیند‌ به حالت اولیه‌ی خود بر می‌گردد) این چرخه در یخچال با ایجاد سرما از راه تبرید ایجاد می‌شود. در این سیستم مکانیکی, میلنگی که در محفظه‌ی کمپرسور قرار دارد می‌چرخد. این چرخش باعث می‌شود پیستون همانند یک تلمبه عمل کند. با باز و بسته شدن سوپاپ‌ها, گازی که در لوله‌ها و سیلندر قرار دارد به گردش در می‌آید. این گاز از لوله‌ی برگشت مکیده می‌شود و با فشار به لوله‌ی رفت وارد می‌شود. این کار چندین بار انجام می‌شود. در نتیجه‌ی این اعمال, گاز سرما ساز به صورت متناوب در حال حرکت خواهد بود و “سرماسازی” اتفاق می‌افتد.

گازهای موجود در یخچال از موتور با لوله‌هایی خارج می‌شوند و با فشار زیادی به “کندانسور” وارد می‌شوند. این گاز ها سپس وارد فیلتر تصفیه‌ی گاز یا همان درایر می‌شوند. این گازها پس از اینکه سرد شدند, فیلتر می‌شوند و به درون لوله‌های خنک کننده (اواپراتور) وارد می‌شوند. در آخر, این گازها از لوله‌های دیگری به سمت موتور بر می‌گردند. این رویه به صورت مداوم ادامه دارد…

کارکرد فریزر نیز همانند یخچال است ولی ترموستات در فریزر برای دمای کمتری نسبت به یخچال تنظیم می‌شود. برای خنک سازی در فریزرهای با قدرت بیشتر از ابزاهایی همچون بادبزن, کولر و پنکه‌ی مخصوص نیز استفاده می‌شود. این ابزارها در درون فریزر قرار می‌گیرند. همه‌ی این کارها انجام می‌شود تا منجمد سازی به خوبی صورت بگیرد.

یخچال فریزر در مدل های مختلفی مثل فریز پایین, فریز بالا, دوقلو, در فرانسوی و ساید بای ساید به بازار عرضه شده است.