كيف تعمل ثلاجة الغاز

تُعتبر الثلاجة أحد الأجهزة الكهربائية الحديثة والضرورية في أيامنا هذه والتي يَصعبُ الاستغناء عنها، لكن كيف تعمل ثلاجة الغاز؟

4 إجابات

تسمى ثلاجة الغاز أيضًا ثلاجة البروبان؛ ومن الواضح أن سبب التسمية هو اعتمادها على غاز البروبان في عملها. فكرة تبريد هذه الثلاجة قديمة تعود إلى عام 1820، عندما استخدم العالم الإنجليزي مايكل فاراداي الأمونيا المُسالة لإحداث التبريد، وهذا ما وضع أساسات التبريد الفعّال اليوم. نقطتان مهمتان يجب أن تعرفهما قبل البدء بآلية العمل:

  1. البروبان هو منتج ثانوي لمعالجة الغاز الطبيعي وثانوي لتكرير النفط، كونه مصدر وقود تجاري متوفر.

  2. الخليط الذي تستخدمه أجهزة التبريد هو مزيج من الأمونيا اللامائية والماء المقطر وبخار الهيدروجين.

تتضمّن آلية عمل ثلاجة الغاز الخطوات التالية (انظر إلى الصورة التوضيحية في الأسفل):

  1. يُسخّن الأمونيا والماء بواسطة لهب البروبان، حتى الوصول إلى حد التبخّر، ينتقل البخار عبر أنبوب الامتصاص، ثم الخطوة القادمة تكون ترشيح هذا البخار.

  2. بما أن الأمونيا أخف من الماء، فستتحول إلى بخار في وقت أبكر من الماء، مما يؤدي إلى دفع بخار الأمونيا إلى مكثّف بواسطة ضغط الهيدروجين المُنشَا، حيث أنه يبدد الحرارة تاركًا الماء يسقط في الأنبوب الخارجي، ثم يُدفع مرة أخرى إلى أنابيب الامتصاص للعودة إلى خزان الامتصاص.

  3. بينما يتحرك بخار الأمونيا إلى الأعلى عبر المقوم وأنابيب التكثيف، يتحول إلى سائل غني بالأمونيا مرة أخرى، يندفع إلى الأعلى ليلتقي بغاز الهيدروجين، ثم يمتص الهيدروجين الأمونيا الغنية ويولّد تفاعلًا يؤدي إلى البرودة الشديدة، وهذا ما يسمى بامتصاص الحرارة.

  4. هنا، يتم دفع الماء إلى الخلف وينخفض إلى أسفل خزان الامتصاص، وأثناء حدوث ذلك، يمر غاز الهيدروجين إلى أعلى من خلال لفافات الامتصاص، ويلتقط أي أمونيا متبقية في الماء الضعيف الساقط إلى أسفل، ويحملها إلى أعلى نظام التبخّر، ويلقيها في الأنبوب الخارجي للمبخّر، ثم تعود للأسفل مشكّلة ضباب بارد للغاية.

  5. تعود الأمونيا الغنية إلى خزان الامتصاص، وهناك تمتزج بالماء الضعيف الذي يسمح لها بإعادة دورتها من جديد.

كيف تعمل ثلاجة الغاز

أكمل القراءة

في حال كنت تملك عربة سكن متنقلة فلا بد أنك تملك ثلاجةً تعمل بالغاز أو “البروبان”، فهذا النوع من الثلاجات لا يحتوي على أجزاء متحركة، بل إنها تستخدم الغازات وخاصة غاز البروبان كمصدرٍ للطاقة بشكلٍ أساسي، وتستخدم الطاقة الحرارية لتأمين  البرودة داخل الثلاجة، كما أنها تستخدم الأمونيا للتبريد، والماء وغاز الهيدروجين لخلق دورة مستمرة للأمونيا، وتحتوي على ثلاثة أجزاء رئيسية:

  • المولد الذي يولد غاز الأمونيا.
  • فاصل يفصل غاز الأمونيا عن الماء المكثف، حيث يتم تبريد غاز الأمونيا الساخن وتكثيفه بشكلٍ كبيرٍ لإنتاج الأمونيا السائلة.
  • المبخر، وهنا  تتحول الأمونيا السائلة إلى غازٍ من أجل خلق درجات حرارة ٍباردةٍ داخل الثلاجة.
  • الممتص، يمتص غاز الأمونيا في الماء.

ويعمل بالطريقة الآتية: يسخن الأمونيا والماء في المولد، حيث أن الحرارة تأتي من حرق غاز البروبان أو الكيروسين، وعندما يصل الخليط لدرجة غليان الأمونيا فإنه يرفع غاز الأمونيا إلى الأعلى في المكثف ثم إلى الفاصلن وتتبدل حرارته ويتحول مرة أخرى لسائل، وتأخذ الأمونيا السائلة طريقًا إلى المبخر وتختلط بغاز الهيدروجين وتتبخر؛ مما ينتج درجات حرارةٍ باردةٍ داخل مجسم الثلاجة، وبعدها تمتص غازات الأمونيا والهيدروجين حيث تمتزج المياه المجمعة في الفاصل، في الخطوة رقم 2 مع الأمونيا، تشكل الأمونيا محلولًا مع الماء وتطلق غاز الهيدروجين الذي يتدفق مرةٍ أخرى للمبخر ويتدفق محلول الأمونيا والماء نحو المولد لتُعاد الدورة.

أكمل القراءة

تستخدم ثلاجة الغاز (Gas refrigerators) لأغراض كثيرة وبشكل خاص في عربة التنقل، حيث تستخدم الغاز كمصدر أساسي لها كونها خالية من أي جزء متحرك، ربّما تكون المادة المبردة هي غاز الأمونيا (غاز النشادر NH3) مع الماء والهيدروجين، وقبل شرح آلية عمل هذه الثلاجة لا بُدّ من شرح أجزاء ثلاجة الغاز التي تتمثّل بما يلي:

  • فاصل(separator)  بين الماء وغاز الأمونيا.
  • موّلد( Generators)  لإنتاج غاز الأمونيا.
  • مكثف  (Condenser)يضغط غاز الأمونيا الساخن ويحوّله إلى  سائل الأمونيا.
  • مبخر (Evaporator) يحّول سائل الأمونيا إلى غاز بارد يبرّد ما في الثلاجة.
  • ممتص(Absorber) لامتصاص الغاز ومزجه مع الماء.

آلية عمل ثلّاجة الغاز:

يتم احتراق غاز البروبان أو الكيروسين والحرارة الناتجة عن الحرق تسبب غليان محلول  الماء وغاز الأمونيا في المولد، بعد هذا يتم فصل محلول الماء وغاز الأمونيا عبر الفاصل، يُضغط هذا الغاز  ويصبح سائلاً يتم تبريده وإعادته إلى الحالة الغازيّة بعد  خلطه مع غاز الهيدروجين في المبخر، هذا الغاز يعطي ثلاجة الغاز وظيفتها في تبريد ما في الثلاجة، ويتم بعد ذلك امتصاص الغاز المكون من أمونيا وهيدروجين من قبل الممتص وخلطه مع الماء الذي تم فصله في البداية وتخليص المحلول من غاز الهيدروجين، وتّعاد دورة التبريد بعد تدفق هذا المحلول نحو المولد.

أكمل القراءة

عمل ثلاجة الغاز

تعمل ثلاجة الغاز بالاعتماد بشكل أساسي على غاز البروبان لذلك تدعى أيضاً بثلاجة البروبان وينتج التبريد عن تفاعلات كيميائية بسيطة، تحتوي هذه الثلاجة على شبكة محكمة الإغلاق من الأنابيب والحجرات في داخلها ثلاث عناصر رئيسية هي الماء والأمونيا وغاز الهيدروجين.

يعد البروبان منتج ثانوي لمعالجة الغازات الطبيعية وتكرير البترول ومصدر إمداد غير مكلف تجارياً وبالتالي يمكن الحصول عليه بسهولة لاستخدامه في الثلاجات الغازية، ويمكن تلخيص الطريقة التي تعمل ثلاجة الغاز بها بالخطوات التالية:

  1. يقوم لهب البروبان بتسخين الحجرة التي تحتوي على مزيج من الماء والأمونيا وتستمر هذه العملية حتى يغلي السائل.
  2. يرتفع غاز الأمونيا ويتصاعد إلى غرفة أخرى (الأمونيا أخف من الماء) حيث يبرد مرة أخرى متحولاً إلى سائل.
  3. يتدفق هذا السائل بعدها إلى حجرة المبخر ويخلط مع غاز الهيدروجين ويعتبر التفاعل الكيميائي بين الأمونيا والهيدروجين من النمط الماص للحرارة مما يؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة وهذا هو المبدأ الأساسي لعمل الثلاجة الغازية.
  4. تتحول الأمونيا السائلة إلى غاز مرة أخرى نتيجة ارتفاع درجة حرارتها وتتحد غازات الأمونيا والهيدروجين مع الماء مشكلة محلول الأمونيا والماء لتبدأ دورة جديدة مشابهة لسابقتها.

تعود فكرة التبريد بالاعتماد على تفاعلات الأمونيا إلى عام 1820 حيث استخدم العالم مايكل فارادراي الأمونيا المسالة لإحداث التبريد، لاتزال الثلاجة الغازية تعمل على نفس الأساس الذي اقترحه العالم فارادراي، وقد تم تحسينها بشكل كبير من حيث الكفاءة والسعة وهي خيارات ممتازة للصيادين والبحارين وأصحاب المنازل.

أكمل القراءة

هل لديك إجابة على "كيف تعمل ثلاجة الغاز"؟