Povídání o elektrických chladničkách

Elektrické chladničky udržují teploty potravin mezi 2°C až 10°C. Mrazničky udržují potraviny při teplotách -18°C a nižších. Hluboko zmražené potraviny si podrží své vlastnosti i mnoho měsíců.

Při chlazení je odnímáno teplo. Toho lze dosáhnout odpařováním chladicí kapaliny. Chladivý účinek odpařování kapaliny lze pocítit, necháme-li si na kůži, např. na hřbetě ruky, odpařit několik kapek těkavé tekutiny, například lihu nebo éteru. Chladicí kapalina se odpařuje ve výparníku a ochlazuje jeho stěny. Výparník je vyroben nejčastěji z hliníku, který dobře vede teplo z izolovaného prostoru chladničky k odpařující se chladicí kapalině.

Snižujeme-li tlak par nad kapalinou, klesá teplota varu (odpařování) kapaliny. Teplota varu vody např. klesá ve velkých výškách v horách tak, že např. ve výšce 5500m nad mořem při polovičním atmosférickém tlaku vaří voda asi při 84°C, při desetinovém tlaku při 50°C a při 1/165 atmosférického tlaku vaří voda při O°C (led přímo sublimuje). V chladničkách se používá k chlazení izobutanu (C4H1O), který se vypařuje při trojnásobku atmosférického tlaku 0,3MPa (3 bary) při pokojové teplotě. Po stlačení plyn opět zkapalní a odevzdá v chladiči na venkovní straně chladničky okolnímu vzduchu teplo odejmuté ve výparníku a vnitřku chladničky (obr.).

Podle systému, který nutí chladicí médium k oběhu, rozeznáváme kompresorové chladničky a absorpční chladničky.

V kompresorové chladničce nasává kompresor (poháněný elektromotorem) z výparníku plyn, tím snižuje ve výparníku (hliníková trubka ve tvaru meandru) tlak a urychluje odpařování (var). Na výstupu kompresoru chladicí médium tlakem kondenzuje a ohřívá se, protéká chladičem na zadní venkovní straně chladničky a pak se dostává kapilárou (tryskou) do výparníku. Tato kapilára s omezenou propustností zabraňuje vyrovnání tlaku mezi výparníkem a kompresorem.

Podle dosahované teploty v mrazicím boxu chladničky (ve vnitřním prostoru výparníku) označujeme chladničky jednou, dvěma nebo třemi hvězdičkami (viz tabulka).

Mrazničky slouží ke zmrazování a dlouhodobému skladování potravin, nebo k uchování mražených krémů a zmrzlin při teplotách nižších než -18°C. Jsou označovány čtyřmi hvězdičkami.

V absorpční chladničce (obr.) prochází chladicí médium (většinou čpavek, tj. amoniak) rovněž cyklicky uzavřeným trubkovým systémem.

Chladicí médium se zde rozpouští ve vodě (je absorbováno čili pohlcováno v pohlcovači čili absorbéru). Čpavková voda pak proudí (vytlačována těžší vodou bez čpavku) do absorbéru, kde je ohřívána topným tělesem a čpavek z ní odpaří. Zatímco se voda vrací (vlastní vahou) do pohlcovače, proudí čpavek do kondenzátoru (zkapalňovače) tvořeného meandrovitě vedenou trubkou s chladicími žebry na zadní vnější straně chladničky. Při postupném ochlazování čpavek zkapalní a nateče do výparníku uvnitř chladničky. Ve výparníku se čpavek vypařuje a odebírá teplo.

Při chlazení je odnímáno teplo. Toho lze dosáhnout odpařováním chladicí kapaliny.

Absorpcí plynného čpavku vodou v absorbéru vzniká podtlak, který odsává páry z výparníku. Odpařování kapalného čpavku je urychlováno pomocným plynem, např. vodíkem.

Absorpční chladničky nemají pohyblivé části a pracují bezhlučně. Jsou používány např. v hotelových pokojích, kancelářích nebo obytných přívěsech s napájením 12 V.

Peltierův článek
Je-li zahříváno místo spojení dvou různých kovů, např. mědi a konstantanu, přestupují v tomto místě elektrony z jednoho kovu do druhého a vzniká stejnosměrné napětí termočlánku 

Protéká-li stejnosměrný proud obvodem se dvěma termočlánky (obr.), mění se teplota v obou místech spojení různých kovů.

V závislosti na směru proudu se jedno kontaktní místo ohřívá a druhé ochlazuje (Peltierův efekt). Peltierova efektu se využívá při konstrukci chladicích a klimatizačních zařízení. Namísto výparníku jsou v chladicím prostoru chladivé Peltierovy články a namísto kondenzátoru vyhřívací Peltierovy články ochlazované např. žebrovaným hliníkovým chladičem. Peltierovy články bývají složeny z kovu (většinou mědi) a polovodiče (většinou bismuttelluridu). Řada Peltierových článků uspořádaných dle obrázku pak může vytvářet blok s chladnou stranou a s teplou stranou.

Na chladivé straně bloku (obr.) pak může být odebíráno teplo z vnitřního prostoru chladničky a na teplé straně je chladičem předáváno teplo proudícímu vzduchu. Při změně polarity napájení lze činnost Peltierova článku obrátit.

Tip na elektrotechnický slabikář najdete zde ...