ชิ้นส่วนตู้เย็น: กลศาสตร์อุณหพลศาสตร์และความปลอดภัยทางไฟฟ้า

เครื่องทำความเย็นสมัยใหม่อาศัยเครือข่ายเฉพาะทางที่เชื่อมต่อถึงกัน ชิ้นส่วนตู้เย็น การทำงานภายในวงจรอุณหพลศาสตร์การบีบอัดไอแบบวงปิด ระบบทั้งหมดสามารถถ่ายเทความร้อนได้โดยการควบคุมสถานะทางกายภาพ ความดัน และอุณหภูมิของสารทำความเย็นที่เป็นสารเคมีอย่างแม่นยำ การทำความเข้าใจกลไกของส่วนประกอบเครื่องกลและไฟฟ้าแต่ละชิ้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการวินิจฉัยที่ถูกต้อง การทำงานอย่างประหยัดพลังงาน และการปฏิบัติตามรหัสความปลอดภัยทางไฟฟ้าแห่งชาติ

ระบบย่อยและส่วนประกอบทางอุณหพลศาสตร์หลัก

กระบวนการสกัดพลังงานความร้อนต้องใช้ส่วนประกอบทางกลหลักสี่ชิ้นเพื่อให้ทำงานสอดคล้องกันอย่างสมบูรณ์แบบ กระบวนการเริ่มต้นที่คอมเพรสเซอร์ซึ่งทำหน้าที่เป็นหัวใจเชิงกลของอุปกรณ์ คอมเพรสเซอร์จะยกระดับความดันและอุณหภูมิของสารทำความเย็นที่เป็นก๊าซ โดยดันไปข้างหน้าเข้าสู่เมทริกซ์คอยล์คอนเดนเซอร์

เมื่อก๊าซแรงดันสูงไหลผ่านคอยล์คอนเดนเซอร์ พัดลมภายนอกจะกระจายพลังงานความร้อนออกสู่อากาศโดยรอบ ส่งผลให้สารทำความเย็นควบแน่นเป็นของเหลวแรงดันสูง จากนั้นของเหลวนี้จะไหลผ่านท่อคาปิลารีหรือวาล์วขยายตัวตามอุณหภูมิ ส่งผลให้แรงดันลดลงกะทันหัน แรงดันที่ลดลงนี้จะทำให้สารเคมีเย็นลงอย่างรวดเร็วก่อนที่จะเข้าสู่คอยล์เย็นภายในตู้เครื่องใช้ไฟฟ้า ซึ่งจะดูดซับความร้อนจากช่องเก็บอาหารเพื่อทำซ้ำรอบ

ข้อกำหนดของวงจร GFCI และการวิเคราะห์การสะดุดสะดุด

แนวปฏิบัติด้านประมวลกฎหมายไฟฟ้าแห่งชาติเกี่ยวกับการป้องกัน Ground Fault Circuit Interrupter (GFCI) สำหรับอุปกรณ์ทำความเย็นขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมการติดตั้งเฉพาะเป็นอย่างมาก โดยทั่วไปรูปแบบห้องครัวในที่พักอาศัยมาตรฐานไม่ได้กำหนดให้สายตู้เย็นโดยเฉพาะต้องได้รับการคุ้มครอง GFCI หากตำแหน่งทางออกอยู่นอกขอบเขตระยะทางที่ระบุจากแหล่งน้ำ อย่างไรก็ตาม หากอุปกรณ์อยู่ห่างจากอ่างล้างจานไม่เกินหกฟุต หรือติดตั้งในห้องใต้ดิน โรงรถ หรือพื้นที่เชิงพาณิชย์กลางแจ้งที่ยังสร้างไม่เสร็จ จำเป็นต้องมีการป้องกัน GFCI อย่างเคร่งครัด

ระบบทำความเย็นบางครั้งอาจทำให้เกิด "การสะดุด" บนเบรกเกอร์ GFCI ที่ละเอียดอ่อนได้ ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเนื่องจากการกระชากสตาร์ทแบบเหนี่ยวนำของมอเตอร์คอมเพรสเซอร์อาจทำให้เกิดกระแสไฟรั่วชั่วคราวไปที่สายกราวด์เป็นเวลาหนึ่งนาที นอกจากนี้ ในระหว่างวงจรการละลายน้ำแข็งแบบอัตโนมัติ เครื่องทำความร้อนละลายน้ำแข็งรุ่นเก่าอาจมีความชื้นแทรกซึมเล็กน้อย ทำให้เกิดความไม่สมดุลของกระแสไฟฟ้าในช่วงสั้นๆ ซึ่งเกินเกณฑ์การสะดุด 4 ถึง 6 มิลลิแอมป์ของอุปกรณ์ป้องกันมาตรฐาน

การป้องกันกระแสไฟเกินและฟิวส์ความร้อนภายใน

ตู้เย็นสมัยใหม่ใช้ฟิวส์หลายตัวเพื่อป้องกันแผงควบคุมอิเล็กทรอนิกส์และวงจรอินเวอร์เตอร์ราคาแพงจากไฟกระชากที่สร้างความเสียหาย โดยทั่วไปโมดูลป้อนพลังงานหลักจะประกอบด้วยฟิวส์เซรามิกแบบเป่าช้าๆ ซึ่งออกแบบมาเพื่อจัดการกับกระแสไฟกระชากเริ่มต้นระบบเหนี่ยวนำระยะสั้น ในขณะเดียวกันก็ให้การป้องกันที่เชื่อถือได้จากการลัดวงจรจริง

นอกเหนือจากฟิวส์แบบเส้นแล้ว ส่วนประกอบด้านความปลอดภัยที่สำคัญที่เรียกว่าฟิวส์ความร้อนยังถูกต่อสายแบบอนุกรมโดยตรงกับส่วนประกอบเครื่องทำความร้อนละลายน้ำแข็งที่มีกำลังไฟสูง หากรีเลย์ควบคุมทำงานล้มเหลวและติดอยู่ในตำแหน่งปิด เครื่องทำความร้อนละลายน้ำแข็งจะทำงานได้อย่างต่อเนื่อง เสี่ยงต่อการละลายของตู้พลาสติกหรือไฟไหม้โครงสร้างเฉพาะจุด ฟิวส์ความร้อนได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้เป่าเปิดอย่างถาวรหากอุณหภูมิของเครื่องระเหยภายในถึงเกณฑ์วิกฤติ ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 60 ถึง 72 องศาเซลเซียส ซึ่งจะตัดไฟที่ส่งไปยังเครื่องทำความร้อน

การจัดการของไหลและการกำหนดค่าปั๊มแบบรวม

ตู้เย็นใช้ระบบปั๊มที่แตกต่างกันเพื่อจัดการน้ำภายในและการขนส่งสารเคมีของเหลว รูปแบบที่พบบ่อยที่สุดคือปั๊มน้ำแบบกลไกที่รวมอยู่ในเครื่องทำน้ำแข็งและชุดตู้จ่ายน้ำที่ประตู ปั๊มกระแสตรงแรงดันต่ำนี้สร้างแรงดันของเหลวเพียงพอเพื่อดันน้ำที่กรองผ่านผนังตู้และเข้าสู่ถาดแม่พิมพ์แช่แข็ง

• วาล์วทางเข้าที่ขับเคลื่อนด้วยโซลินอยด์ วาล์วไฟฟ้าเชิงกลเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นปั๊มควบคุมการเปิด/ปิดของเหลว โดยใช้แรงดันในท่อเพื่อควบคุมการไหลของน้ำดื่มเข้าสู่ท่อกรองภายใน
• ปั๊มกำจัดคอนเดนเสท ในเครื่องทำน้ำแข็งแบบพิเศษใต้เคาน์เตอร์หรือหน่วยเชิงพาณิชย์ระยะไกลที่ไม่สามารถระบายน้ำตามแรงโน้มถ่วงได้ ปั๊มคอนเดนเสทอัตโนมัติจะรวบรวมน้ำจากถาดละลายน้ำแข็งและยกในแนวตั้งไปยังท่อระบายน้ำที่อยู่ใกล้เคียง
• ปั๊มหล่อลื่นน้ำมันหล่อลื่นแบบ Hermetic ภายในตัวเครื่องที่ปิดสนิทของคอมเพรสเซอร์ทำความเย็นหลัก กลไกปั๊มน้ำมันภายในขนาดเล็กจะดึงสารหล่อลื่นสังเคราะห์จากบ่อด้านล่างและดันขึ้นผ่านเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อปกป้องพื้นผิวตลับลูกปืนที่เคลื่อนที่