Физические принципы работы холодильника
Сегодня пользоваться холодильником, но не знать принципов его работы, нравится не каждому. А он устроен очень оригинально и интересно, поэтому узнать, как же «вырабатывается холод» будет очень полезно каждому. В основе принципа действия любого холодильного устройства лежат законы одного из самых важных разделов физики — термодинамики. Еще в XVIII веке М.В.Ломоносов высказал предположение, что температура тел связана с интенсивностью движения молекул, из которых они состоят. Позже эти предположения блестяще подтвердились.
Чем выше температура тела, тем быстрее движутся молекулы, а холод — это низкая скорость движения его молекул. Согласно законам термодинамики, теплоту можно превратить в работу, а работу — в теплоту. После формулировки этих законов, стало возможным конструирование тепловых машин, к которым, в том числе, относятся и холодильники. Холодильник не «создает холод», а забирает теплоту от продуктов внутри него и отдает ее воздуху в комнате. Потрогайте теплообменник на его задней стенке — он горячий. Холодильник действительно нагревает воздух в комнате.
Компрессионный холодильник
Но это теория, а как все происходит на практике? Для чего нужны все эти компрессоры, испарители, хладагенты? Все бытовые холодильники работают по компрессионной схеме. Если смочить руку водой и подуть на нее, вы почувствуете холод — на испарение жидкости расходуется теплота, которая отбирается у руки. В холодильнике используется не вода, а хладагент — жидкость с низкой температурой кипения.
Жидкий хладагент, поступая в испаритель (оболочку морозильной камеры), быстро испаряется, отбирая теплоту у металлических стенок морозильника. Те, в свою очередь, охлаждают воздух в холодильнике. Пары хладагента засасываются в компрессор, а затем сжимаются. При сжатии совершается работа (электродвигателем) и хладагент нагревается. Нагретый хладагент проходит по трубкам теплообменника и отдает теплоту воздуху в комнате. Поскольку охлаждающее вещество сильно сжато, то после охлаждения в теплообменнике, оно снова переходит в жидкое состояние. Далее цикл повторяется.
Электронный термометр, измерив температуру в морозильной камере, сравнивает ее с запрограммированной пользователем. Если они совпали, компрессор выключается, нет — продолжает работать, прогоняя хладагент цикл за циклом по теплообменной системе. Кстати, примерно также работает кондиционер, отбирая тепло у воздуха в комнате и отдавая его наружному воздуху.
Абсорбционный холодильник
Можно ли охлаждать, нагревая? Оказывается можно. Возможность охлаждения одних тел за счет нагревания других, была теоретически обоснована еще в XIX веке. Именно это и происходит в абсорбционном холодильнике.
В таком холодильнике, как и в компрессионном, охлаждение рабочей камеры осуществляется за счет испарения специального вещества (обычно аммиака). Но затем, в таком холодильнике, происходит не сжатие, а растворение (абсорбция) хладагента, обычно в воде. Потом в специальном устройстве — дефлегматоре насыщенный раствор аммиака снова разлагается на газообразный аммиак и воду.
Аммиак сжижается, а затем снова попадает в испаритель, очищенная вода — в абсорбер. Для работы устройства необходима циркуляция воды. Это необязательно делать насосом, можно просто на каком-то участке ее нагревать. Это можно делать электрическим, газовым или любым другим нагревателем. Такой холодильник работает бесшумно и не имеет движущихся механических частей.
|
Холодильник Атлант ХМ-4009-022 | entero.ru | 27 292 Р |
|
Сумка-холодильник Thermos DIAPER TOTE - VALENCIA | ziwo.ru | 3 499 Р |
|
Сумка-холодильник Mobicool Holiday HOL14 | ziwo.ru | 2 090 Р |
Термоэлектрический холодильник
В 1834 году французский ученый Жан Пельтье обнаружил, что прохождение тока через спай двух разных проводников сопровождается нагреванием или охлаждением места спая. Эффект Пельтье усиливается, если проводники заменить полупроводниками. Холодильник на основе этого эффекта надежен и долговечен, но довольно дорог. По такому принципу обычно работают автомобильные холодильники, холодильники-сумки, кулеры питьевой воды. Надеемся, вы убедились, что разобраться в том, как работает «фабрика холода» совсем нетрудно. Это не только интересно, но и полезно, хотя бы потому, что поможет более правильно и осмысленно сделать практический выбор в пользу той или иной охлаждающей системы.
