Buzdolabı; buhar sıkıştırma yöntemiyle çalışan, gıdaların soğuk tutularak uzun zaman muhafaza edilmesini sağlayan soğutma makinesidir.
Soğutmanın amacı kapalı bir mahalde, 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.
Buzdolabının çalışma mantığı tamamen ısı transferine dayanır. Burada kompresörün görevi havayı sıkıştırarak basıncını arttırmaktır. Geri kalan ısıtma, soğutma işlemleri bir döngü halinde devam eder.
Soğutma sisteminde bulunan soğutucu gaz kompresör tarafından sıkıştırılır. Sıkışan soğutucunun sıcaklığı ve basıncı artar (Soğutucu gaz fazında). Soğutucu gaz kompresörden çıkıp kondansere gelir. Soğutucu gaz kondenser borusundan geçerken sıcaklığı ortam sıcaklığının yüksek olduğundan, kondanserden dış ortama doğru ısı atılır.
Isı transferi sonucunda soğutucu gazın sıcaklığı düşer. Ama basıncı halen yüksektir ve soğutucu sıvı faza geçer. Kondanserden geçen soğutucu kılcal boruya gelir. Kılcal borudan geçerken soğutucunun basıncı ve buharlaşma sıcaklığı düşer. Basıncı ve buharlaşma sıcaklığı düşmüş olan soğutucu, buzdolabı içindeki havadan ve hava aracılığı ile yiyeceklerden daha düşük olduğu ısıyı alır. Soğutucu aldığı ısı sonucunda tekrar gaz fazına geçer. Dönüş borusu ile kompresöre gelir ve sıkıştırılır.
Buzdolabı; Kompresör, Kondanser, Evaporatör elemanları ile soğutmayı sağlar. Bunlara yardımcı olarak da Filtre, Termostat gibi elemanlar kullanılır.
Mollier Diyagramı
Yukarıdaki Mollier diyagramını incelediğimizde 3 kısım göze çarpmaktadır; Kızgın Buhar, Sıvı-Buhar Hali ve Doygun Sıvı Halidir. LPG veya LNG gemilerinden örnek vermek gerekirse, tank içerisindeki buhar kompresörler ile emilir ve knock-out drum dan geçerek vakum içersindeki sıvı-buhar karışımındaki likit hali ayrıştırılır.
Kompresörden çıkan buhar artık kızgın buhar halini alır dolayısıyla sıcaklığı ve de aynı zamanda basıncı da artmış olacaktır. Kızgın buhar bir sonraki adım da intercooler‘den geçer ve aşırı sıcaklık artışının meydana gelmesi engellenir. Intercooler çıkışı basınç sabit kalmış olup entalpi azalacaktır. Buhar fazı bir sonraki adım da kompresörün 2. kademesine girer ve tekrar entalpi ve basınç artışı meydana gelir.
Kompresör çıkışı kızgın buharın sıcaklığı iyice artmış ancak hal değişimi için yeterli noktaya ulaşamayacaktır. Bu sebeple bir sonraki adımda deniz suyu sisteminden oluşan kondanserden geçer. Kondenser deniz suyu ile çalışan bir heat exchanger‘dır. Kondenser çıkışı artık sıvı buhar haline gelir ve sıcaklığı düşer.
Son adımda ise tekrar intercooler‘den geçerek iyice soğuması sağlanır ve bu adım sonunda artık mollier diyagramında artık elimizde subcooled likit vardır ve soğuk bir likit’dir.