صيانة الدائرة الميكانيكية للثلاجة المنزلية

وصف الموقف التعليميّ: حضر صاحب منزل إلى المشغل، واشتكى من أن الثلّاجة المنزليّة لا تقوم بالتبريد المقبول وطلب إصلاحها.

1. كيف تحدّد وبالتسلسل الصحيح بأن هناك نقصاً بشحنة وسيط التبريد بالثلّاجة؟
2. أشخِّص الأضرار التي يمكن أن تحدث إذا استمرَّ عمل الثلّاجة لمدة طويلة دون شحنة وسيط التبريد.
3. اشرح مبدأ عمل الثلّاجة.
4. أبيِّن مع الرسم لدورة التبريد الميكانيكيّة حالة وضغط ودرجة حرارة وسيط التبريد في جميع أجزاء الدورة.
5. أعدِّد أشكال المُبَخِّرات المستخدمة بالثلّاجات المنزليّة وأنواعها.
6. يوجد ثلّاجة فيها ضعف بالتبريد كيف تحدّد أن السبب هو:

• أ. نقص بالشحنة بسبب التنفيس.
• ب. انسداد بالأنبوب الشعريّ.
• جـ. يوجد زيوت وشوائب بالمُبَخِّر.
• د. خلل بضغوط الضاغط (السحب والدفع).

1. ثلّاجة التبريد العاديّة: ويتم فيها إذابة الجليد يدويّا، وهي تعدّ حاليّاً من الثلّاجات القديمة بعد ظهور أجيال متعدّدة من الثلّاجات الحديثة.
2. ثلّاجة تبريد الهواء: ويتم فيها إذابة الجليد بطريقة أوتوماتيكية، حيث لا يتراكم فيها الجليد، وتستخدم التبريد القسري للمُبَخِّر، وهي من الثلّاجات الحديثة، حيث يكون التحكّم بها إمّا عاديّاً، أو إلكترونيّاً، وحدث تطوّر كبير بهذا النوع من الثلّاجات، حيث ظهرت ثلّاجات بحجرة واحدة، أو بحجرتين، أو متعدّدة الحجرات، وكذلك أصبح التنافس بين الشركات الصانعة على تصنيف الطاقة للثلّاجة، فيوضع لاصق كما في شكل (1) خلف الثلّاجة يبيّن تصنيف الطاقة للثلّاجة، فعند شراء الثلّاجة عليك أن تحرص على قراءة ملصق الطاقة المرافق للثلّاجة للتأكّد من مدى استهلاكها للطاقة الكهربائية.

يتوفر حاليّاً ثلّاجات بتقنية ديجتال إنفيرتر الذكيّة، حيث تعمل على حفظ الطعام لمدة طويلة وتعمل على توفير يصل إلى 40%، وتحظى بتصنيف الطاقة A+. فحسب الملصق شكل (1) صفحة (51) يشير أن تصنيف (D) هو الأكثر استهلاكا للطاقة، وكلما صعدت في الجدول تكون الأقل استهلاكا، ويبين أنّ التصنيف هو A+++.

حتى تعمل الثلّاجة بكفاءة عالية يجب أن يترك فراغاً كافياً حول الثلّاجة ومن جميع الجهات لضمان تدوير الهواء حول أنابيب المكثِّف الذي بدوره يتخلص من حرارة وسيط التبريد، فيجب ضمان تهوية جيّدة للثلّاجة، وذلك بتوفير نافذة قريبة من مكان الثلّاجة، وتركها مفتوحة، وخاصّة بفصل الصيف.

كما في الشكل (2) والشكل (3) يقوم الضاغط بسحب بخار وسيط التبريد من منطقة الضغط المنخفض عبر خط السحب، ورفع ضغطه ودرجة حرارته ودفعه عبر خط الطرد إلى المكثِّف، حيث يتمّ في المكثِّف التخلّص من حرارة وسيط التبريد (حرارة الانضغاط) وطردها إلى الجو المحيط، فيبدأ وسيط التبريد بالتكاثف، والتحول إلى سائل في نهاية إجراء التكثيف، ثمّ يدخل سائل وسيط التبريد إلى الأنبوب الشعريّ، حيث يعمل الأنبوب على تنظيم دخول وسيط التبريد على شكل رذاذ إلى المُبَخِّر، فينخفض فيه ضغط التكثيف إلى ضغط التبخير، والذي يبدأ فيه سائل وسيط التبريد بالغليان، والتحول إلى بخار بامتصاصه للحرارة الكامنة والمحسوسة من المُبَخِّر والجو المحيط بالمُبَخِّر، فتنخفض درجة حرارة المُبَخِّر، ويعود بخار وسيط التبريد مرة أخرى إلى الضاغط من خلال خط السحب، وهكذا.

1. نظام دورة وسيط التبريد بالأجزاء الميكانيكيّة.
2. نظام دورة الهواء.

بالنسبة لدورة وسيط التبريد بثلّاجة تبريد الهواء كما في شكل (4) صفحة (54) هي نفسها دورة التبريد بالثلّاجة العاديّة وتم شرحها مسبقا.

تقوم مروحة المُبَخِّر بسحب الهواء عبر فتحات من حجرة المأكولات الطازجة، كذلك من قنوات بحجرة المُبَخِّر، ودفعه عبر زعانف المُبَخِّر، الذي تتم فيه عمليّة تبخر وسيط التبريد، فيتبادل حرارياً، وتنخفض درجة حرارة الهواء، ويتم دفع الهواء المبرَّد إلى فتحات وقنوات حجرة المأكولات الطازجة، وإلى المُبَخِّر، وهكذا تتم عمليّة التبريد، من هنا جاءت تسمية ثلّاجة تبريد الهواء، وأي عطل بعمليّة دوران الهواء ذهابا وإيابا سوف يحدث عطلا بعمليّة التبريد، ومن هذه الأعطال:

1. تلف بأحد أجزاء دورة إذابة الجليد الكهربائيّة.
2. انسداد فتحات ومجاري سحب ودفع الهواء بسبب الجليد.
3. انسداد أنبوب تصريف ماء الثلّاجة بسبب الأوساخ.
4. تلف مروحة المُبَخِّر.
5. زيادة الجليد على المُبَخِّر وبين الزعانف بسبب زيادة الرطوبة بالثلّاجة وعدم قدرة السخّان على إذابة هذه الكمِّيَّة من الجليد.

في هذه الحالة عليك أن تفحص موانع تسرب الأبواب للثلّاجة، فمع مرور الزّمن يفقد الإطار المطاطي المغناطيسي مرونته، فلا يحكم إغلاق الأبواب، ويسمح بخروج الهواء البارد ودخول الهواء الساخن؛ مما يؤدي إلى فقدان الحمل الحراريّ، وإهدار الطاقة الكهربائيّة، كما يؤدي إلى زيادة تكاثف بخار الماء على المُبَخِّر من جهة، وعلى الجدران الداخلية للثلّاجة والأطعمة من جهة أخرى؛ لذلك يجب العمل على تغيير الإطار المغناطيسي، وكذلك معايرة الأبواب من أجل إحكام الإغلاق.

1 الضاغط

هو من النوع المحكم الإغلاق الترددي كما في شكل (5) صفحة (55) أو الدورانيّ كما في شكل (6) صفحة (55)، وهو متوفر بسعات مختلفة تناسب قدرة الثلّاجة المراد تركيب الضاغط لها، الضواغط ذات القدرات الصغيرة لا تحتوي على ملفّ تبريد الزيت، أمّا الضواغط ذات القدرات المتوسطة والكبيرة فتحتوي على ملفّ تبريد الزيت، حيث يوصل ملفّ تبريد الزيت مع أنابيب المكثِّف لطرح حرارة الضاغط للهواء الخارجيّ؛ مما يزيد من كفاءة الثلّاجة، وتعمل هذه الضواغط على وسائط تبريد (R134a)، (R600a) ومعظم الثلّاجات اليوم تعمل على (R134a)، حيث يُعدّ من الفريونات صديقة البيئة، ويكون مسجلاً على لاصق بيانات الضاغط.

1. ضعف بضغط السحب والطرد بسبب تلف صِمامات السحب والطرد؛ مما يسبب عدم طرد كمِّيَّة كافية من وسيط التبريد، وتؤدّي إلى قلّة تبريد بالمُبَخِّر.
2. عدم دوران محرِّك الضاغط رغم سلامة ملفّاته (مسكة الضاغط).
3. يكون صوت الضاغط مزعجاً ومرتفعاً.

2 المكثِّف

يركّب بالثلّاجات المنزليّة العاديّة مكثِّف من النوع اللوحي كما في شكل (7)، ويبرد بالحمل الطبيعي، حيث يتمّ التخلص من حرارة التحميص بالجزء العلوي من المكثِّف، ثمّ يبدأ وسيط التبريد بالتحول إلى سائل طالما هناك فقد بالحرارة إلى الجو المحيط، وفي نهاية المكثِّف تكون معظم كمِّيَّة وسيط التبريد بحالة السيولة، ويطلق على الأنبوبة في نهاية المكثِّف وقبل الأنبوب الشعريّ بخط السائل، ومن هنا يجب المحافظة على تهوية جيّدة حول الثلّاجة، وخاصّة جهة المكثِّف، كما يجب أن ينظّف باستمرار من الغبار والأتربة؛ حتى لا يكون هناك عائق بفقد الحرارة من المكثِّف، وبالتالي عدم كفاءة الثلّاجة.

ويكون المكثِّف المستخدم بالثلّاجة العاديّة ذات الحجرتين من النوع اللوحيّ، ولكن مُقسَّماً إلى أقسام كما يأتي: يكون مسار وسيط التبريد من خط الطرد إلى الملفّ الابتدائي موجوداً بأسفل الثلّاجة فوق القاعدة وأسفل حوض تجميع مياه الصرف للثلّاجة أو بداخله لتبخير الماء والتخلص منه من ناحية، وتبريد وسيط التبريد الحار المحمص من ناحية أخرى، ثمّ إلى الأنابيب المركّبة بمحيط حافة الباب (ملفّات المكثِّف الإضافيّة)، ويبقيها دافئة لمنع تكاثف رطوبة الجو على وجه الثلّاجة، ثمّ يتَّجه وسيط التبريد إلى ملفّ تبريد الزيت بالضاغط، فيحمل معه حرارة الضاغط إلى الجزء العلوي للمكثِّف، فيتم طرد جميع الأحمال الحراريّة التي حملها وسيط التبريد للجو المحيط، ويبدأ بالتكاثف والتحول إلى سائل في نهاية إجراء التكثيف.

ملاحظه: قد لا تتبع جميع الشركات الصانعة نفس هذا الترتيب لأقسام المكثِّف، وإن اختلف يبقى مبدأ العمل واحداً.

في ثلّاجة تبريد الهواء يكون المكثِّف كما في شكل (8) من النوع المزعنف المبرد قسريا بواسطة مروحة من النوع المحوري، وهذا النوع يجمع الأتربة بشكل كبير بين زعانفه بسبب المروحة، فيجب تنظيفه بشكل دوري.

1. الحرارة المحسوسة والكامنة من المُبَخِّر والأطعمة التي فيه.
2. الحرارة الناتجة من ضغط جزيئات وسيط التبريد بالضاغط.
3. الحرارة الناتجة من احتكاك الأجزاء الميكانيكيّة للضاغط.
4. الطاقة الحراريّة المتحولة (الفاقد) من الطاقة الكهربائيّة بالضاغط، ويطلق على مجموع هذه الأحمال الحراريّة بحرارة الانضغاط أو الشغل المبذول أو حمل المكثِّف.

3 الأنبوب الشعريّ

يعتمد قطر الأنبوب الشعريّ وطوله كما في شكل (9) على قدرة الضاغط، وهناك جداول خاصّة لبعض الشركات الصانعة للضواغط تبين طول الأنبوب الشعريّ المستخدم وقطره، كما في جدول (1) مع كل قدرة لهذه الضواغط ودرجة الحرارة المطلوبة، يجب عدم ثني الأنبوب الشعريّ بشكل حاد؛ حتى لا يحدث خفس به؛ مما يؤدي إلى انسداد كلي أو جزئي، كما يجب تفريغ الدورة من الهواء والرطوبة بشكل تام؛ حتى لا تؤدّي هذه الرطوبة إلى انسداد الأنبوب الشعريّ خاصّة على مدخل المُبَخِّر ويكون ذلك بعدم سماع صوت غرغرة بالمُبَخِّر، وعادة يتمّ تغيير الأنبوب الشعريّ في حالة وجود أوساخ أو خفس.

جدول (1): علاقة قدرة الضاغط وقطر وطول الأنبوب الشعريّ يجب تغيير المجفِّف كما في شكل (10) كل مرة يتمّ فيه فتح الدورة للصيانة؛ ويحتوي المجفف على مادة سيليكات الجل على شكل حبيبات، وهي لها القدرة على امتصاص الرطوبة عند مرور وسيط التبريد من خلالها، كما يوجد على مدخل المجفف ومخرجه مصفاتين من الشبك، تعمل على حجز الشوائب والأوساخ، وعدم وصولها إلى الأنبوب الشعريّ. يتم عمل مبادل حراري بين الأنبوب الشعريّ وخط الراجع لوسيط التبريد للضاغط، وذلك بلحام الأنبوب الشعريّ ملامسا للخط الراجع لوسيط التبريد، أو وضع الأنبوب الشعريّ داخل خط الراجع، وبذلك يتمّ تبريد الأنبوب الشعريّ بوسيط التبريد البارد القادم من المُبَخِّر، فنحصل على تكثيف أعلى للسائل بداخل الأنبوب الشعريّ، فينعكس ذلك إيجاباً على أداء الثلّاجة، وبالمقابل يتمّ تسخين خط الراجع بفعل حرارة الأنبوب الشعريّ، فيعمل ذلك على تبخير أي سائل من وسيط التبريد قد يرجع للضاغط؛ مما يوفِّر حماية لصِمامات الضاغط.

4 المُبَخِّر

1. في الثلّاجات العاديّة يتمّ استخدام المُبَخِّرات العاديّة على شكل صندوق، كما في شكل (11) صفحة (59) لحجرة المُبَخِّر أو على الشكل اللوحي، كما في شكل (12) صفحة (59) لحجرة المأكولات الطازجة مصنوعة من الألمنيوم، ويمكن علاج هذه المُبَخِّرات من الثقوب باستعمال مادة الإيبوكسي (مواد لاصقة)، وذلك بخلط نفس الكمِّيَّة من الماسورتين خلطا جيّداً، وينظَّف الثقب بورق الصنفرة، ثمّ مسحه بمادة الأسيتون، ثمّ وضع الخليط حتى يجفّ، أو بمواد لاصقة أخرى، أو بلحام الألمنيوم في حال توفره.
2. مع طول عمر استخدام الثلّاجة قد يتجمع كمِّيَّة من زيت تزييت الضاغط بالمُبَخِّرات بواسطة وسيط التبريد، وهنا يصبح الزيت يشكّل طبقة عازلة للتبادل الحراريّ بين بخار وسيط التبريد ومعدن المُبَخِّر، وبالتالي قلة كفاءة بعمليّة تبريد الثلّاجة، وهنا يجب فتح الدورة، وتنظيف المُبَخِّرات من الزيت، وشحنها بوسيط تبريد جديد، كما يجب فحص كمِّيَّة زيت تزييت الضاغط وتعويض النقص حالة حدوثه، وعادة تحدث هذه الظاهرة عندما يكون هناك تلف بصِمامات الضاغط وهنا يجب تغيير الضاغط.

يختلف نوع المُبَخِّر المستخدم بثلّاجة تبريد الهواء (No-frost) عن ثلّاجة التبريد العاديّة، فهو من النوع المزعنف المبرّد قسريّاً بمروحة محورية، كما في شكل (13)، ويتكوّن من عدد من صفوف الأنابيب النحاسيّة أو الألمنيوم، مزودة برقاق من الألمنيوم تسمى الزعانف؛ لزيادة مساحة التبادل الحراريّ. يعتمد الحمل الحراريّ للمُبَخِّر أو المكثِّف المزعنف على عدد صفوف الأنابيب وارتفاعها، وقطرها، وكذلك عدد الزعانف، وهذا النوع من المُبَخِّرات يجب أن يزود بسخّان كهربائيّ؛ من أجل إذابة الجليد، وعدم انسداد المسافات بين الزعانف بالجليد، وبالتالي عدم قدرة الهواء من المرور بين الزعانف وحدوث التبادل الحراريّ.

تجهَّز دورة تبريد الثلّاجة المنزليّة لعمليّة الصيانة، كما في شكل (14) كما يأتي:

1. لحام (بلف) الخدمة أو عصفورة شحن على خط الخدمة بالضاغط.
2. يركّب على (بلف) (صمام) الخدمة خرطوم مقياس الضغط المنخفض لمقياس بوردون (اللون الأزرق).
3. يركب خرطوم الخدمة الأوسط (اللون الأصفر) إمّا على مضخّة التفريغ أو جرّة وسيط التبريد حسب العمل المطلوب.

قبل شحن الدورة بوسيط التبريد يجب التأكّد من عدم وجود تسريب، وخاصّة من أماكن الوصلات واللحام، حيث نقوم بإضافة شحنة من غاز النيتروجين ( ممنوع ضغط دائرة التبريد بالهواء الجوي)، أو شحنة من وسيط التبريد، ونفحص الوصلات إمّا بجهاز كشف التسريب الإلكترونيّ، أو الرغوة، أو شاروخ اللهب، وبعد ذلك نقوم بعمليّة التفريغ للرطوبة باستخدام مضخّة التفريغ، كما في شكل (15)، فيبدأ مقياس الضغط المنخفض بقراءة سالبة تحت الصفر، إلى أن تصل القراءة إلى 29،6 رطل/ إنش مربع (2 بار).

يؤدي وجود الرطوبة والهواء بدورة التبريد إلى إحداث انسداد بالدورة، وعدم قدرة وسيط التبريد على إكمال دورته، وعدم حدوث عمليّة التبريد، ويجب تغيير مجفف الرطوبة (الفلتر) في كل مرة يتمّ فيها فتح الدورة للصيانة. بعد الانتهاء من عمليّة التفريغ نقوم بشحن الدورة بنفس وسيط التبريد المخصص للثلّاجة، ويمكن معرفة ذلك من جدول المواصفات الفنية على الثلّاجة، أو يكون مسجّلاً على جسم الضاغط.

1. نقص بشحنة وسيط التبريد بسبب تنفيس بمكان ما بأحد وصلات اللحام، أو بأحد أجزاء دورة التبريد وخاصّة المُبَخِّر، فيكون هناك ضعف بالتبريد بالثلّاجة، وعند فحص تبريد المُبَخِّر نجد أن أنابيب المُبَخِّر الأخيرة لا تعمل؛ لأنها لا يصلها وسيط تبريد بحالة السيوله لملئها، وتكون المساحة غير الفعّالة بالتبريد في المُبَخِّر حسب كمِّيَّة النقص بالشحنة.

   في حالة إضافة شحنة من وسيط التبريد أكثر من المطلوب ستلاحظ ظهور ثلج على خط الراجع للضاغط، وهذا سيعمل على وصول قطرات من وسيط التبريد على شكل سائل إلى ضاغط مما يزيد من حمل وحرارة الضاغط وإتلاف صِماماته، وكذلك سيعمل على زيادة الضغوط بدورة التبريد، وعدم فصل منظّم درجة الحرارة (الثيرموستات)، وكل ذلك يؤدي إلى زيادة استهلاك بالطاقة الكهربائيّة.

2. انسداد بدورة التبريد بسبب تراكم الزيوت والأوساخ أو الرطوبة وخاصّة بالأنبوب الشعريّ، أو حدوث خفس بأحد الأنابيب، ونلاحظ الأعراض التالية: يكون صوت الضاغط ناعماً، ولا يوجد تبريد نهائيّاً بالمُبَخِّر، ولا يوجد حرارة بالمكثِّف، ويكون الضغط بجانب الضغط المرتفع مرتفعا والضغط بجانب الضغط المنخفض يعطي قراءة تفريغ، وهنا يبدأ قاطع الحمل الزائد (الأوفرلود) بالفصل، ويمكن تمييز الانسداد بسبب الرطوبة عن غيره؛ بتسخين بداية المُبَخِّر عند بداية الأنبوب الشعريّ، فتعمل الحرارة على إذابة الرطوبة، وتسمع صوت غرغرة وسيط التبريد عند فتح الأنبوب الشعريّ.
3. ضعف بالضاغط وخاصّة ضعف بعمليّة سحب ودفع وسيط التبريد عبر أنابيب الدورة، وهنا يكون التلف بصِمامات الضاغط، ونلاحظ عدم كفاءة تبريد بالثلّاجة، وأن الضاغط يعمل باستمرار، وصوته مزعج بعض الأحيان، وهنا يجب استبداله بآخر جديد.

مقياس يستخدم لعمليّات شحن دورات التبريد وتفريغها، ويحتوي مقياس بوردون كما في شكل (16) على ساعة (عداد) ضغط مرتفع، وساعة (عداد) ضغط منخفض، وتكون هذه العدادات بوحدة ضغط (psi) وباسكال/م2، وصِمام فتح وإغلاق لكل ساعة، كما يوجد ثلاثة خراطيم بنهايات مسنّنة، اللون الأزرق لقياس الضغط المنخفض، واللون الأحمر لقياس الضغط المرتفع، واللون الأصفر خرطوم الخدمة للتفريغ أو الشحن.

وسيط التبريد: هو مركب كيميائي يقوم بامتصاص الحرارة الكامنة للتبخر عند ضغط ودرجة حرارة منخفضين والتخلص منها عن طريق التكثيف عند ضغط ودرجة حرارة مرتفعة , وهناك شرطان أساسيان يجب أن تتوفر في وسيط التبريد هما:

1. أن يتكاثف على درجات حرارة عالية.
2. أن يتبخر على درجات حرارة منخفضة.

من خصائص وسيط التبريد:

1. ألامان : أن يكون خامل كيميائيا لا يتفاعل مع الهواء والزيت والمعادن.
2. غير قابل للاشتعال والانفجار.
3. أن لا يكون ضار على المواد والبيئة المحيطة.
4. غير سام.
5. رخيص الثمن.

هناك علاقة بين درجة الحرارة والضغط لوسائط التبريد المختلفة، وهي موجودة بجداول خاصّة كما في جدول (3)، حيث يمكن أخذ قراءات الضغط والحرارة من الثلّاجة، ومقارنتها بالقيم التي بالجدول لنفس وسيط التبريد المستخدم بالثلّاجة، والتحقق من دقة عمل الثلّاجة، وأنها تعمل بشكل صحيح.

جدول (3): العلاقة بين الحرارة والضغط لوسائط التبريد