Co to jest cykl chłodniczy?

Cykl chłodzenia jest silnikiem cieplnym pracującym na biegu wstecznym, znanym jako pompa ciepła ze zmianą fazy. Używanie czynnika chłodniczego, który wrze w niskiej temperaturze, powoduje względne zimno, obniżając temperaturę lodówki do poziomu, który zapobiega rozmnażaniu się bakterii i niszczeniu żywności. Cykl chłodzenia działa zasadniczo na tej samej zasadzie, która sprawia, że ​​dłoń robi się zimna, gdy odparowuje z niej woda. Inne ciecze, w tym niektóre znane jako czynniki chłodnicze, wytwarzają nawet niższe temperatury podczas parowania.

Cykl chłodzenia jest zamkniętą pętlą gazu, która przechodzi cztery etapy. Pierwszym etapem jest sprężarka, która spręża czynnik chłodniczy w celu zwiększenia jego temperatury. Gaz jest następnie kierowany przez cewki rozpraszające ciepło, które uwalniają ciepło na zewnątrz lodówki. Gdy rozprasza ciepło, czynnik chłodniczy chłodzi się i ponownie kondensuje w ciecz. Ciecz ta przechodzi następnie przez próg wysokiego / niskiego ciśnienia, zwany zaworem rozprężnym, który powoduje jej rozszerzanie i zamianę faz w gaz. Zimny ​​gaz ponownie krąży w lodówce, pochłaniając ciepło od wewnątrz, zanim ponownie zostanie skierowany do sprężarki. Celem cyklu chłodzenia jest pobieranie ciepła z wnętrza lodówki i przenoszenie go na zewnątrz.

Aby lepiej zrozumieć cykl chłodzenia, należy zapoznać się z ideą zmiany fazy. Parująca ciecz pozostaje w stałej temperaturze, dopóki nie zmieni fazy w gaz. Na przykład wrząca woda zawsze pozostaje w temperaturze punktu wrzenia, wynoszącego 100 ° C (212 ° F). Jeśli lodówka mogłaby utrzymać świeżość żywności, upewniając się, że utrzymuje się ona poniżej 300 ° F (148 ° C), na przykład zamiast 40 ° F (4 ° C), woda mogłaby zostać użyta jako czynnik chłodniczy, ponieważ temperatura wrzenia wody być zimny w stosunku do progu chłodzenia 300 ° F.

Tradycyjnym czynnikiem chłodniczym stosowanym w cyklu chłodzenia jest amoniak, ale jest toksyczny dla ludzi. W latach trzydziestych amoniak został zastąpiony chlorofluorowęglowodorami (CFC), ale stwierdzono, że związek ten uszkadza warstwę ozonową i został wycofany w latach siedemdziesiątych. Nowsze związki, takie jak fluorowęglowodory (HFC), skutecznie chłodzą, są nietoksyczne i nie niszczą warstwy ozonowej. Wynalazek chłodzenia jest prawdopodobnie jednym z najważniejszych wynalazków XX wieku, umożliwiającym transport żywności na duże odległości lub przechowywanie przez długi czas bez zepsucia.