Lodówka (czyli bardziej fachowo to chłodziarka) jest urządzeniem AGD, dzięki któremu obniża się temperaturę środowiska chłodzonego. Czynnik chłodzący to w niej między innymi powietrze, woda albo chłodziwo. Musi być on substancją, która paruje w niskiej temperaturze, a jednocześnie jest w pełni bezpieczna dla człowieka. Kiedyś powszechnie stosowano amoniak, jednak szybko okazało się ze mamy wtedy do czynienia z substancją niebezpieczną, dlatego też poszukiwano innych rozwiązań.
Wstępne informacje
Gdyby komuś wydawało się, że lodówka związana jest tylko z chłodzeniem, szybko zorientowałby się, że jest w błędzie. Przecież z boku to urządzenie agd jest ciepłe – a zatem i ciepło wydziela, a jednocześnie we wnętrzu panują niskie temperatury oscylujące wokół dwóch, pięciu, maksimum siedmiu stopni Celsjusza. Wszystko możliwe jest dzięki temu, w jaki sposób lodówka jest zbudowana i jakie części składowe w niej znajdujemy.
Trudno byłoby wyobrazić sobie dziś normalne funkcjonowanie bez obecności lodówki w przestrzeni kuchennej, bo dzięki jej posiadaniu możemy przechowywać żywność i napoje w dedykowanych im temperaturach. Pierwszy model powstał w latach sześćdziesiątych dziewiętnastego wieku, dzisiaj mamy do czynienia ze znacznie nowocześniejszymi i zaawansowanymi pod względem technologicznym modelami. Czy jednak wiemy, z czego właściwie się one składają? Jeśli nie, warto rozwiać wątpliwości.
Budowa lodówki
W tradycyjnej lodówce występuje określona liczba elementów, bez których urządzenie nie mogłoby działać prawidłowo. Co konkretnie możemy wyróżnić? Bez jakich części lodówka nie spełniałaby swojej funkcji?
Sprężarka
Sprężarka jest tutaj najważniejszym elementem wchodzącym w skład lodówki, jej działanie polega na przepompowywaniu czynnika chłodniczego przez cały układ chłodzący lodówki. Ważne jest to, że czynnik chłodzący na początku występuje w postaci gazu. Kiedy dostanie się on do sprężarki, następuje jego gwałtowne sprężenie i ogrzanie. Gdyby sprężarka się zepsuła, temperatura w lodówce zaczęłaby gwałtownie rosnąć, co na pewno odbiłoby się negatywnie na jedzeniu w niej umieszczonym. Nie bez powodu to właśnie sprężarkę nazywa się sercem całej chłodziarki, bo to właśnie dzięki jej prawidłowemu działaniu, obieg czynnika chłodniczego w całym układzie może odbywać się bez przeszkód. Lodówki sprężarkowe są najbardziej popularnym i najczęściej stosowanym rozwiązaniem w dwudziestym pierwszym wieku.
Skraplacz
Następnie czynnik chłodzący trafia do skraplacza. Ten element w każdej lodowce także musi się znaleźć, bo jest tam wysokie ciśnienie. Gaz ten oddaje ciepło otoczeniu, dzięki czemu staje się schłodzoną cieczą. Gdzie możemy znaleźć skraplacz? Przyjmuje on formę krętych rur, które znajdziemy w tylnej części lodówki.
Zawór rozprężny
Czas na kolejny element lodówki, bez której jej prawidłowe funkcjonowanie nie byłoby możliwe. Jest to zawór rozprężny, gdzie panuje niskie ciśnienie. Tam ciśnienie chłodziwa zostaje zmniejszone, ciecz zostaje intensywnie ochłodzona. Teraz płyn przechodzi przez niezwykle cienką rurkę zwaną kapilarą.
Parownik
Bardzo ważną częścią składową lodówki jest też parownik. W tym miejscu czynnik chłodzący pochłania ciepło znajdujące się w otoczeniu urządzenia. Ponownie staje się on wtedy rozprężonym gazem, który na powrót dostaje się do sprężarki – wtedy cały proces zaczyna się powtarzać. Tak naprawdę to właśnie dzięki działaniu parownika mamy zagwarantowane to, że wszystkie rzeczy umieszczone w lodówce będą chłodne.
Termostat
Dość istotną częścią wyposażenia lodówki jest termostat. Chociaż urządzenie teoretycznie mogłoby bez niego funkcjonować, to jednak dzięki niemu temperatura we wnętrzu urządzenia może się utrzymywać na tym samym poziomie. Termostat jest wyposażony w specjalny czujnik, dzięki któremu ta temperatura jest przez cały czas mierzona. Gdyby temperatura panująca we wnętrzu lodówki podniosła się zbyt wysoko, pompa włączy się. I odwrotnie: kiedy tylko czujnik wykryje fakt, że we wnętrzu lodówki panuje odpowiednio niska temperatura, wtedy natychmiast sprężarka zostaje wyłączona.
Zwykle w produkowanych dzisiaj urządzeniach znajdują się dwa termostaty, bo jedna ich część to klasyczna chłodziarka, a druga zamrażarka. W takiej sytuacji mogą one niezależnie od siebie pracować, mogą mieć temperaturę ustawioną osobno dla jednego elementu i osobno dla drugiego z nich. W takiej sytuacji jedna z części lodówki może działać niezależnie od drugiej. Nie musi być jednak tak, że dwa termostaty oznaczają jednocześnie dwa agregaty chłodnicze w lodówce, zdarza się też tak, że mamy do czynienia tylko z jednym agregatem i jednocześnie dwoma termostatami. W takie sytuacji można kontrolować swobodnie temperaturę zarówno jednej, jak i drugiej części lodówki niezależnie od siebie.
Jak działa lodówka
Warto w skrócie zobrazować poniżej metodę działania chłodziarki – na czym ona polega?
Czynnik chłodnicy ciągle przemienia się tutaj z cieczy w parę. Proces ten to parowanie, działanie jego ma za zadanie schłodzenia otoczenia.
Aby proces parowania się rozpoczął (czyli innymi słowy żeby stan czynnika chłodzącego zmienił się z ciekłego na lotny), należy za pomocą kapilary obniżyć ciśnienie czynnika chłodniczego. Ciecz uwalnia się do otwartej przestrzeni, błyskawicznie zamieniając się w gaz.
Aby działanie naszej lodówki mogło się odbywać w sposób nieprzerwany i ciągły, konieczne jest przeprowadzanie tego procesu bez przerwy. Dlatego też znajdujący się w stanie lotnym układ chłodniczy musi znowu powrócić do stanu ciekłego. Żeby to mogło nastąpić, para zwiększa swoje ciśnienie oraz temperaturę i zostaje sprężona. Za to odpowiada (jak można zapewne domyślić się już po samej nazwie) sprężarka. Działa ona nieco na zasadzie pompki. Wzrost temperatury staje się wtedy faktem. Para jest gorąca i znajduje się pod wysokim ciśnienie, trzeba ją więc schłodzić, Ten proces odbywa się w skraplaczu, który oddaje ciepło do powietrza, które go otacza. Para zamienia się tutaj znów w postać ciekłą. Czynnik chłodniczy natomiast przedostaje się znów do parownika, dzięki czemu cały cykl pracy naszej chłodziarki zostaje zamknięty.
Inne rodzaje lodówek, czyli jakie?
Nie zawsze jest jednak tak, że najważniejszą częścią lodówki jest sprężarka. Istnieją także urządzenia wykorzystujące absorpcję, zwane poprzez to właśnie absorpcyjnymi. To najczęściej lodówki turystyczne, które zabieramy na wakacje. Także najmniejsze modele lodówek przeznaczonych do domowego użytku bywają tym właśnie typem. Chłodzą co prawda nieco słabiej niż klasyczne modele oparte na sprężarce, ale przyznać trzeba, że posiadają też swoje plusy. Mają nieco prostszą budowę, są jednocześnie kompaktowych rozmiarów, a poza tym charakteryzuje je lekkość, której w przypadku standardowych modeli raczej nie uświadczymy. Ponadto pracują one nieco ciszej, opierając swoją pracę na działaniu amoniaku (jednak w taki sposób, aby nie był on w żadnym wypadku niebezpieczny dla ludzkiego zdrowia).
Jak wygląda działanie lodówki absorpcyjnej?
Amoniak wymieszany z wodą podnosi swoją temperaturę, a dzięki temu zaczyna się proces zwany parowaniem. W czasie jego trwania obserwujemy oddzielenie amoniaku od wody i jednocześnie w postaci gazu przedostaje się do skraplacza. Tam staje się cieczą i trafia do parownika, gdzie następuje jego kontakt ze znajdujący się tam wodorem. W dalszej kolejności staje się gazem, przy tym pobiera ciepło z otoczenia, a temperatura we wnętrzu lodówki staje się niska, dzięki czemu można przechowywać tam żywność i napoje w odpowiednich dla nich warunkach.
Lodówki magnetyczne i ich działanie
Oprócz klasycznych lodówek sprężarkowych oraz lodówek absorpcyjnych mamy do czynienia z jeszcze innymi typami tych urządzeń. Mowa o tak zwanych lodówkach magnetycznych. W przypadku ich działania chodzi o wykorzystanie nowoczesnych technologii imających związek z polem magnetycznym. Kiedy tym polem będzie się w odpowiedni sposób manewrowało, okaże się, że temperatura wewnątrz urządzenia będzie obniżona.
Kilka lat temu powstał prototyp takiego właśnie urządzenia. Do chłodzenia wykorzystywany jest tutaj specjalny płyn, który stworzony jest na bazie wody. Płyn ten przepływa przez układ magnesów, dzięki czemu obniża on gwałtownie swoją temperaturę. Wielbiciele wprowadzenia takiego właśnie rozwiązania do produkcji zgodnie podkreślają to, że lodówka nie zatruwa w żaden sposób środowiska, bo nie wydzielają się chemikalia czy też toksyczne gazy. Nie jest jednak łatwo uporać się ze znalezieniem takich materiałów, w, które można byłoby wykorzystać w ten sposób na wysoką skalę. Takie rozwiązanie testowane było przez jedna z francuskich firm. Okazuje się, że lodówka magnetyczna byłaby sporo droższa od klasycznego modelu, ale różnica w cenie przy jej intensywnym użytkowaniu powinna się zwrócić już o upływie trzydziestu sześciu miesięcy.
Co to jest chłodziarka termoakustyczna?
W przypadku lodówki termoakustycznej działanie opiera się na przemieszczaniu niewielkich elementów gazu w rurę. Zwolennicy wykorzystywania takiej właśnie konstrukcji podkreślają jej zalety. Ich zdaniem żywotność termoakustycznych lodówek byłaby znacznie większa od modeli klasycznych, a poza tym nie mają one w swoim składzie jakichkolwiek ruchomych mechanicznych części.
Sposób działania lodówek termoakustycznych oraz magnetycznych jest jednak znacznie bardziej skomplikowany niż metoda działania klasycznych lodówek sprężarkowych, jakie występują w zdecydowanej większości polskich domów. Nie wiadomo jednak, czy za ileś lat sytuacja się nie zmieni, a wraz z biegiem czasu nie pojawi się znacznie więcej modeli innych typów niż sprężarkowa albo też powstaną jeszcze inne, nowsze typy chłodziarek, o których dzisiaj jeszcze nie mamy pojęcia.