Fyzika a klasická energetika

Článků v rubrice: 221

Chladíme a mrazíme

Ještě si vzpomínáte na lednovou větrnou smršť? Stovky tisíc domácností zůstaly tehdy mnoho hodin a často i dnů bez dodávek elektřiny. Nedalo se svítit, vařit, topit a ani chladit a mrazit. Jsou to právě chladničky a mrazničky, které mají v našich domácnostech nezastupitelné místo. Uchováváme v nich hlavně to, co pro život nejvíce potřebujeme. Potraviny. V úvodu minulého článku našeho seriálu o používání elektřiny v domácnostech jsem krátce popsal, co by pro nás mohl znamenat jeden den bez elektřiny. Nyní jsme si to na mnoha místech mohli odzkoušet v praxi sami.

Trocha historie
Ale zpět k našemu tématu. Říká o něm i nadpis článku. Potřebu chladit potraviny znali už naši předkové. Poprvé přišli lidé na princip ledničky už v 8. století př. n. l v Číně, kdy zjistili, že led usnadňuje uchování potravin. Také ve starém Římě či u Inků v Peru si přes zimu dělali v izolovaných prostorech zásoby ledu na letní období. Ovšem zaměstnání ledaře zná asi už málokdo z vás. Přitom to bylo zaměstnání běžné ještě v první polovině 20. století. Ledaři vysekávali v době zimních mrazů v rybnících a řekách ledové kvádry, které po zbytek roku používali k chlazení. Dodnes se tento způsob chlazení používá v některých pivovarech.
Princip umělého ochlazování objevil a první aplikaci v praxi provedl australský tiskař James Harrison, který v roce 1851 aplikoval své poznatky na chladicím okruhu s využitím éteru. Za otce opravdové „domácí“ ledničky je považován Karl von Linde z Německa. Ten modifikoval v roce 1879 své dříve používané chladicí zařízení pro průmyslové účely a použil jako médium čpavek a jako pohonnou jednotku malý parní stroj. Byly to však až elektromotory, které umožnily širší uplatnění v domácnostech. Tak se v roce 1923 objevila na trhu první elektrická lednička švédských inženýrů Balzera von Platena a Carla Munterse. Umělé, průmyslové chlazení se však používá i mimo potravinářství. Bez užití tohoto praktického principu bychom nemohli celý rok bruslit a neměli bychom klimatizované budovy, kde i při venkovních vedrech panuje příjemné prostředí.

Jak vybírat spotřebiče pro chlazení
Na trhu je dnes bohatý výběr mrazniček, chladniček i kombinovaných spotřebičů (mraznička+chladnička). Stále jsou vyráběny dva základní konstrukční typy, kompresorové a absorpční.
U prvního typu je základem kompresor poháněný elektromotorem, který zajišťuje oběh chladicího média mezi výparníkem uvnitř chladničky (zde odebírá teplo z chlazeného prostoru) a chladičem, nejčastěji na zadní straně přístroje. Většina moderních kompresorových chladniček má automatickou regulaci provozu, která zapíná kompresor pouze při vzrůstu teploty v chlazeném prostoru nad nastavenou mez.
Absorpční chladničky nemají pohyblivé části (elektromotor, kompresor), ale elektřina (nebo i plynový plamínek) zahřívá těleso, které zabezpečuje přirozenou cirkulaci chladicího média mezi výparníkem a chladičem. Tento typ má však malý výkon, a proto je často používán jen pro malé chladničky v autech či hotelových pokojích.
Čím se řídit při výběru přístroje pro domácnost? Předně je to oblast a rozsah použití. To znamená objem chladicího prostoru, potřeba mrazení, volba samostatných nebo kombinovaných zařízení. Důležité je i zjištění, jaká je průměrná denní spotřeba elektrické energie při provozu. Ta bývá pro největší modely s obsahem cca 200 litrů u mrazničky a 400 litrů u chladničky asi 2,5 kWh/24 hodin. Naopak u nejmenších modelů je jen asi 0,8 kWh/24 hodin. To však není vše. Důležité je také se zajímat, kolik energie chladnička ke svému provozu v domácnosti vyžaduje. Ze statistik je známo, že průměrná roční spotřeba v domácnostech, kde se elektřina nevyužívá i k topení, je asi do 3 500 kWh/rok. Uvažujeme-li, že za jeden rok spotřebuje kombinovaná chladnička s mrazničkou (v energetické třídě „B“ a spotřebou zhruba 1,1 kWh/den) asi 400 kWh, je podíl na spotřebě domácnosti asi 11,5 %. Pro úsporný provoz a nízkou spotřebu se snažíme volit právě spotřebiče tříd „A“ či „B“.
Provoz chladničky a mrazničky v domácnosti
Většina na trhu dostupných přístrojů nevyžaduje ke svému provozu žádnou trvalou kontrolu. Jsou konstrukčně uspořádány většinou tak, že prostřednictvím svých kontrolních, jisticích a řídicích obvodů jsou schopny dlouhodobého, bezporuchového provozu. O tom, jak je umístit, zapojit a hospodárně používat se většinou dočteme v přikládaných návodech výrobců.
Vždy však platí řada zásad, kterými se musíme při hospodárném provozu řídit.
Dveře otvíráme jen krátce a co nejméně. Každé otevření dveří totiž zvyšuje teplotu uvnitř přístroje, to vede k iniciaci signálu termostatu k zapnutí kompresoru a roste spotřeba elektrické energie.
Termostatem nastavujeme jen potřebnou vnitřní teplotu v chladicím prostoru v závislosti nejen na obsahu a objemu předmětů v chladničce, ale i teploty v okolí chladničky. Důvodem je opět snížení počtů zapínání kompresoru.
Pamatujte si! Snížíme-li požadovanou vnitřní teplotu (v chladničce či mrazničce) o 2 °C, může se zvýšit spotřeba elektrické energie asi o 15 %.
Také námraza na výparníku o výšce pouhé 3 mm může znamenat zvýšení spotřeby přístroje až o 75 %. Pokud nemá přístroj automatické odmrazování, výparník pravidelně zbavujte nánosů ledu! Uvědomte si, že na vznik námrazy má významný vliv i skladba uložených potravin a stav těsnění dveří.
Nedávejte teplé potraviny do vnitřního prostoru. Mezi potravinami ponechte vždy místo na cirkulaci vzduchu.
Chladič musí mít kolem sebe dostatečný prostor. Jeho velikost je vždy uvedena v návodu výrobce. Alespoň jednou ročně chladič očistěte.
Víme již, jak se s elektřinou ohřát, jak se ochladit, v další části si povíme jak si správně posvítit. Vždyť použití elektřiny ke svícení je asi to první, co člověka při spojení „elektřina v našem životě“ asi napadne. Možná jste často byli svědkem aplikace hesla: „Zhasínej! Ušetříš!“



Znáte princip ledničky?
Jednoduše, ale odborně, se dá říci, že lednička je tepelný systém, využívající pravidelné stlačování a rozpínání plynu (chladicí látky). Systém využívá dva základní principy:

Odpařování kapalin a rozpínání plynů
K odpaření (rozpínání) potřebuje kapalina (plyn) energii, kterou odebírá ve formě tepla ze svého okolí a tím jej ochlazuje.
Snížením tlaku klesá bod varu kapaliny
Jako chladicí látka se používaly či používají kapaliny (kapalné plyny) s dostatečně nízkým bodem varu, např. oxid uhličitý, čpavek, metylchlorid, freon, frigen, ledón. Dnes jsou to pouze media bez freonů. Pokud chladivo stlačíme, zahřeje se a předává teplo do svého okolí. Naopak při rozpínání do původního stavu se plyn ochladí. Možná jste někdy měli možnost vzít do ruky bezprostředně po upotřebení bombičku pro výrobu sifónu nebo šlehačky. Je pěkně studená. Stejné ochlazování je pozorovatelné u bombiček s kapalným plynem při plnění zapalovačů. Naopak pokud ruční pumpičkou nafukujete třeba duši kola, je pumpička teplá. A není to jen třením pístu o stěny.
U ledničky stlačování plynu, resp. chladicího media, probíhá mimo skříň ledničky a rozpínání zase uvnitř skříně.
Vlastní chladicí efekt vzniká ve výparníku s využitím vhodné chladicí kapaliny. V něm za nízkého tlaku chladivo vře, rozpíná se a ochlazuje při nízké teplotě (-1 °C). Spotřebovává teplo (Q2), které odebírá z vnitřku chladničky.
Páry této vřící kapaliny odsává kompresor a potřebuje k tomu energii (A). Kompresorem stlačené páry jdou do kondenzátoru (chladiče). Páry mají vysoký tlak a v chladiči kondenzují i při vyšší teplotě (30 °C), neboť se stlačením ohřály. Uvolňují ven teplo (Q1 = Q2 + A).
Zkondenzovaná a okolním vzduchem v chladiči ochlazená kapalina přechází přes redukční ventil opět do výparníku, ve kterém je už nízký tlak. Při něm opět dochází k varu a děj se opakuje.


Třída mrazení

Třída mrazení se udává formou hvězdiček. Jedna hvězdička znamená teplotu -6 °C, dvě -12 °C. Pokud jsou na přístroji hvězdičky 3, teplota v mrazničce nebo v nízkoteplotní přihrádce chladničky je maximálně -18 °C. Označení 4 hvězdičkami (3+1) znamená, že při zmrazování je v tomto prostoru dosaženo teploty -24 °C.
Pro skladování už zmrazených potravin je vhodná teplota -18 °C.

(red)
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Lechtat draka se nevyplácí

Devatenácté století končí. Svět je opojen elektřinou a jinými technickými zázraky. Jules Verne o překot vydává romány, v nichž hrdinové ovládají balóny, ...

Co nám při prohlížení webu zvedá tlak

Téměř všichni z nás každý den z nejrůznějších důvodů používáme různé webové stránky. Samozřejmě chceme, aby naše uživatelská zkušenost byla pozitivní a pokud možno bezchybná.

Centrum pro testování technologie samořiditelných vozidel

Jaguar Land Rover plánuje spolupracovat s nejrenomovanějšími světovými softwarovými a telekomunikačními společnostmi a firmami zabývajícími se mobilitou na vytvoření tzv.

Chladicí systém ITER

Pro odvod tepla generovaného během provozu tokamaku bude ITER vybaven systémem chladicí vody. Vnitřní povrchy vakuové nádoby (obal a divertor) se musejí chladit na přibližně 240 °C jen několik metrů od plazmatu horkého 150 milionů stupňů.

Zájemci o energetiku mohou poprvé on-line do elektráren ČEZ

Až na dno jaderného reaktoru nebo na vrchol větrné elektrárny! Ani omezení v boji s koronavirem neznamenají stopku návštěvám energetických provozů, alespoň ne těm virtuálním.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail