Lodówka to jedno z najbardziej podstawowych elementów wyposażenia domu. Można nie mieć czajnika elektrycznego, zmywarki czy kuchenki mikrofalowej, ale jak sobie poradzić bez lodówki? Choć to urządzenie traktujemy już niemal jako pewnik, to czy zastanawiasz się czasem — jak działa lodówka?
Działanie lodówki to odbywający się w kółko cykl parowania i skraplania czynnika chłodzącego. Następujące po sobie zmiany stanu skupienia sprawiają, że wytwarza się niska temperatura.
Czy takie tłumaczenie ci wystarczy? Jeżeli nie — to czytaj dalej. 😄
Lodówka ma za zadanie zapewnić niską temperaturę w wewnętrznej komorze. Jednocześnie przenosi ciepło na zewnątrz urządzenia. Po co? Żeby móc przechowywać żywność, zachowując jej świeżość i chroniąc przed rozwojem bakterii.
Najczęściej występującym typem lodówki w warunkach domowych jest chłodziarka sprężarkowa. Możesz mieć urządzenie za tysiąc złotych czy za pięć tysięcy — jednak sama zasada funkcjonowania lodówki pozostaje taka sama.
Sprawdź, co znajdziesz w tej publikacji
Obieg chłodziarki
Przyjrzyjmy się dokładnie, jak to możliwe, że lodówka utrzymuje niską temperaturę wewnątrz, jednocześnie będąc ciepłą na zewnątrz.
Jest to możliwe dzięki połączeniu kilku elementów w szczelny obieg zamknięty. Chodzi o podzespoły takie jak:
- sprężarka
- skraplacz
- kapilara
- parownik
i wprowadzenie do obiegu chłodziwa.
Sprężarka wytwarza ciśnienie, które sprawia, że czynnik chłodzący porusza się w obiegu. Zwiększając ciśnienie chłodziwa podwyższa także jego temperaturę. Chłodziwo na etapie przechodzenia przez sprężarkę pozostaje w formie gazowej.
Skraplacz to część znajdująca się na tylnej zewnętrznej ściance lodówki. To właśnie w tym miejscu środek chłodniczy oddaje temperaturę na zewnątrz obiegu. Chłodziwo jest w dalszym ciągu pod wysokiem ciśnieniem, a podczas oddawania ciepła zamienia się w postać ciekłą, czyli się skrapla.
Następnie środek chłodzący trafia do kapilary. Ten element ma na celu rozprężenie ciśnienia w obiegu. Ze skraplacza — w którym panuje wysokie ciśnienie — środek w postaci ciekłej wędruje do parownika, w którym ciśnienie jest znacznie niższe. Zmiana ciśnienia powoduje, że ciecz ze skraplacza zmienia się w parę. Reakcja parowania wiąże się ze znaczącym zmniejszeniem temperatury.
Para trafia do parownika, który jest umiejscowiony na tylnej ściance chłodziarki — ale już wewnątrz komory. Środek chłodniczy w formie gazowej w parowniku wychładza produkty żywieniowe w lodówce.
Następnie — gdy chłodziwo przyjmuje temperaturę otoczenia — para trafia z parownika do sprężarki, która zwiększa ciśnienie środka chłodzącego w formie gazowej i kieruje go do skraplacza. Wraz ze zwiększeniem ciśnienia następuje znaczące zwiększenie temperatury środka.
I obieg się zamyka.
Sprężarka i termostat
Chłodziwo jest w obiegu zamkniętym, jednak sprężarka nie pracuje przez cały czas. Element ten włącza się wyłącznie wtedy, gdy temperatura wewnątrz lodówki zwiększy się powyżej określonego poziomu. Rozpoczynając pracę zwiększa ciśnienie gazu, wprowadzając je do skraplacza i dokonując całego łańcucha reakcji przemian stanów skupienia.
Jednak skąd sprężarka wie o tym, że nastąpił odpowiedni moment do rozpoczęcia pracy? Otrzymuje taki sygnał od termostatu.
Termostat to bardzo istotny element każdej chłodziarki sprężarkowej. Monitoruje on temperaturę w urządzeniu. Jeżeli robi się za chłodno — wysyła sygnał wyłączający sprężarkę. Gdy temperatura zaczyna wzrastać — wysyła sygnał do klixona, który uruchamia sprężarkę.
Co poza obiegiem?
Oczywiście w chłodziarce występują także inne podzespoły, które umożliwiają jej funkcjonowanie.
Moduł sterujący to układ elektroniczny, który umożliwia ustawienie pożądanej temperatury, a także uruchomienie dodatkowych funkcji, takich jak np. szybkie chłodzenie.
Z kolei wentylatory umożliwiają rozprowadzenie chłodnego powietrza wewnątrz komory. Gdyby nie one, to w różnych miejscach lodówki panowałaby nierównomierna temperatura.
W lodówkach wyposażonych w systemy automatycznego rozmrażania występują także grzałki, które chronią przed gromadzeniem się złogów lodu wewnątrz zamrażarki.
Czym jest czynnik chłodzący?
Istnieją różne typy czynników chłodzących. Substancje te mają pewne części wspólne — wrzą w niskim ciśnieniu i przy niskiej temperaturze, a oddają ciepło przy wysokiej temperaturze i przy wysokiej temperaturze.
W lodówkach sprężarkowych stosuje się czynnik chłodzący izobutan R600.
Pamiętaj, że jeśli Twoja lodówka ulegnie rozszczelnieniu, to… jest to poważny problem. Może to prowadzić do tego, że lodówka przestanie chłodzić. Samodzielne uzupełnienie obiegu środkiem chłodzącym nie wchodzi w grę — potrzebne jest do tego fachowe oprzyrządowanie. W takiej sytuacji musisz liczyć się z wezwaniem fachowca.
Jeśli nie chłodziarka sprężarkowa to co?
Choć chłodziarka sprężarkowa to zdecydowanie najpopularniejszy typ, to istnieją także inne typu urządzeń chłodzących. Możesz spotkać się z chłodziarkami termoelektrycznymi, magnetycznymi czy termoakustycznymi. Jednak nie są to systemy wykorzystywane w domowym AGD.
Istnieje jednak typ chłodziarek, które możesz spotkać w domowym, biurowym czy nawet przenośnym zastosowaniu. Chodzi o małe chłodziarki — zarówno te stacjonarne o wysokości poniżej jednego metra, jak i lodówki turystyczne. Są one oparte na układzie absorpcyjnym.
Choć chłodziarka sprężarkowa jest znacznie bardziej wydajna, to jednak sama sprężarka zajmuje bardzo dużo miejsca. W związku z tym małe lodówki wykorzystują układy absorpcyjne.
W wypadku chłodziarki absorpcyjnej także mamy do czynienia z obiegiem zamkniętym. Czynnikiem chłodzącym jest najczęściej amoniak.
Jak to działa? Przyjrzyjmy się.
W desorberze roztwór jest ogrzewany za pomocą grzałki. Pod wpływem temperatury wydziela się amoniak w formie gazowej, który pod dużym ciśnieniem trafia do skraplacza gdzie zmienia się w ciecz. Następnie w parowniku roztwór amoniaku łączy się z wodorem, przechodząc w stan gazowy — to właśnie ten etap pochłania ciepło z lodówki. Następnie w absorberze gazowy amoniak łączy się z wodą i powstaje roztwór amoniaku. Jest on potem podgrzewany w desorberze za pomocą grzałki. I tak w kółko…
Popularna lodówka to najczęściej chłodziarka sprężarkowa. Choć możesz spotkać się z mniejszymi lodówkami absorpcyjnymi, to jednak układ sprężarkowy jest najbardziej wydajny. Choć lodówki kuchenne mają różne funkcje i formy, to w zdecydowanej większości mają one bardzo podobną budowę — opartą na układzie zamkniętym, w którym następuje naprzemienne skraplanie i parowanie środka chłodzącego.
Myślę, że przed pierwszym uruchomieniem lodówki, warto dowiedzieć się jak ona działa. 😄
