Jak funguje mraznička?

V celé historii lidé hledali způsoby, jak udržet jídlo v chladu, aby se zabránilo kazení a ochraně jejich zdraví. Jednou z prvních strategií, která byla poprvé použita v Indii před několika stovkami let, bylo využít chladicí sílu odpařené vody. Již v 11. století byly vyvinuty techniky ke kondenzaci vodní páry ve svitcích, natlakování a odeslání skrz otvor, aby se vypařila. Voda však není velmi dobrým chladivem a tyto systémy včasného chlazení nebyly příliš účinné.

Rychlý posun vpřed do 18. století, kdy vynálezci začali budovat chladicí systémy stlačováním vzduchu, amoniak a další plyny a poté je nutí absorbovat teplo snížením tlaku a umožněním jim rozšířit. Chlazení se však ve velkém měřítku nestalo až do roku 1876, kdy německý inženýr Carl von Linde vybudoval kondenzační systém, který by tyto plyny mohl zkapalnit. Asi o 50 let později společnost General Electric ukončila stáří mrazicího boxu uvedením prvního široce dostupného chladicího systému, který používal proprietární plyn známý jako Freon jako chladivo.

Ledničky a mrazničky jsou dnes samozřejmostí a každá domácnost má jednu, i když Freon je nyní zastaralý. Většina jednotek má chladničku i mrazničku, ale chlazení skutečně probíhá v mrazničce a ventilátor cirkuluje chladný vzduch do chladničky. Ať už se jedná o malý domácí spotřebič nebo velký komerční prostor pro chodce, chladicí systém pracuje na stejném základním principu jako mraznička.

Chladicí systém, který vidíte na typickém mrazáku, má dvě sady cívek, kondenzátorové cívky a výparné cívky a jsou odděleny malým otvorem známým jako expanzní ventil. Pokud mraznička běží na elektřinu, což ne všechny mrazničky dělají, čerpadlo kompresoru elektrického mrazáku natlakuje chladivo v první cívce a to ho nutí stříkat expanzním ventilem do druhé cívky. Protože tlak ve druhé cívce je mnohem nižší, chladivo se vypaří, a to zajišťuje chlazení.

V jazyce chemie je odpařování endotermický proces, což znamená, že absorbuje teplo. Teplo pochází z okolního vzduchu a poskytuje energii, kterou molekuly chladiva potřebují pro vstup do plynného stavu. Mraznička do vzduchu tolik nepřidává chlad, protože od něj odečítá teplo a teplo musí někam jít.

Po přeměně na plyn se chladivo cykluje zpět do kondenzátorových cívek, kde je natlakováno kondenzačním čerpadlem a mění se zpět na kapalinu. Tlakování generuje teplo, které dokončí tepelný cyklus, a teplo musí být odváděno z mrazicího oddílu, aby se v mrazničce udržovala nízká teplota. Mnoho jednotek má k tomu ventilátor. Tepelný cyklus může pokračovat donekonečna za předpokladu, že cívky jsou utěsněny a žádné chladivo nemůže uniknout.

Teplota hlubokých mrazniček může klesnout na 0 ° Fahrenheita (-18 ° C) a dokonce nižší, ale aby k tomu došlo, musí být komora dobře utěsněna. Odpařovací cívky jsou obvykle umístěny za zadní stěnou mrazničky. Dokud je komora utěsněna, cívky nadále absorbují teplo z mrazničky oddělení a rozptylovat jej přes cívky kondenzátoru a teplotu v mrazničce stále klesá.

Většina mrazniček má termostat, který sleduje teplotu. Po dosažení cílové teploty signalizuje termostat kompresoru mrazničky, aby se vypnul. Je-li komora dobře utěsněna a izolována, trvá dlouho, než teplota stoupne a kompresor se zapne. Špatná těsnění dvířek, která umožňují horký vzduch do mrazicího prostoru, způsobují, že kompresor cykluje častěji, což plýtvá energií.

Jedním z důvodů, proč máte mrazničku, je výroba a skladování ledu, ale led by měl být ve vaničkách nebo sáčcích, nikoli na stěnách mrazničky. Když se led shromažďuje na stěně mrazáku vedle odpařovacích cívek nebo samotných cívek, narušuje to proudění vzduchu a snižuje jejich účinnost chlazení. V důsledku toho musí kondenzátor tvrději pracovat, a to plýtvá energií.

Pracovní princip mrazničky spočívá v tom, že cívky absorbují teplo z okolního vzduchu, ale nemohou to udělat, pokud jsou pokryty ledem nebo mrazem. To je důvod, proč je pravidelné rozmrazování tak důležité a proč má mnoho mrazniček funkci automatického odmrazování. Pokud mraznička nemá funkci odmrazování, musí být ručně odmrazena tak, že ji dostatečně dlouho vypnete, aby se led roztál.

Když má mrazák odmrazovací mechanismus, má obvykle podobu topného článku připojeného k odpařovací cívce. Odmrazovač se může zapnout automaticky nebo ho budete muset zapnout ručně. Ať tak či onak, roztaví led na cívkách a voda prochází systémem drenážních trubek do pánve, odkud se může vypařit.

Většina chladniček přichází s připojenou mrazničkou a jsou v samostatných přihrádkách. Ideální teplota hlubokého mrazáku je kolem 0 F (-18 ° C), ale v chladničce je to spíše jako 4 ° C. Pro udržení tohoto teplotního rozdílu jsou oddíly odděleny větracím otvorem a ventilátor fouká chladný vzduch z mrazničky do chladničky pouze v případě potřeby.

Teplotu v chladničce regulujete nastavením činnosti ventilátoru. Pokud jsou těsnění dveří a izolace neporušené a mraznička je na správné teplotě, ale lednička je příliš teplá nebo příliš studená, je příčinou obvykle porucha ventilátoru. Pokud je však teplota mrazničky vyšší, než by měla být, je to obvykle kondenzátor, který je na vině a to je vážnější problém.

Když se v chladničce něco pokazí, můžete často opravit ventilátor nebo ovládací prvky sami, pokud víte, co děláte. Je to jiný příběh, když nemůžete udržovat teplotu mrazničky, protože to obvykle znamená, že je problém s chladicím systémem. Federální zákon zakazuje nelicencovaným jednotlivcům v údržbě chladicích systémů.

Jedním z hlavních důvodů zákazu je volatilita chladiva. Přestože se Freon (známý také jako chladivo R22) již nepoužívá, protože je to chlorfluoruhlovodík, který poškozuje ozonovou vrstvu Země, některé starší systémy jej mohou stále používat. Navíc některá současná chladiva, jako jsou fluorovodíky, mohou také poškodit životní prostředí tím, že přispívají ke globálnímu oteplování.

Některé mrazicí systémy, zejména propanové, používají jako chladivo amoniak, což je návrat do počátečních dnů chladicích systémů. Amoniak je vysoce leptavý a způsobuje pálení očí a dýchacích cest a může být ve velkém množství fatální. Práce na chladicích systémech vyžaduje zručné techniky a přísné procedurální protokoly, aniž by došlo k úniku těchto nebezpečných plynů.