Jak działa lodówka – przewodnik dla dociekliwych

Prosta zasada działania lodówki – obieg czynnika chłodniczego

U podstaw funkcjonowania lodówki kuchennej leży zamknięty obieg czynnika chłodniczego – substancji chemicznej o specjalnych właściwościach termodynamicznych. W przeszłości powszechnie stosowano w tej roli freon, jednak ze względu na jego szkodliwy wpływ na warstwę ozonową obecnie wykorzystuje się bezpieczniejsze gazy, np. izobutan (R600a) lub propan (R290). Czynnik chłodniczy krąży w zamkniętym systemie rurek i elementów lodówki, przechodząc przez kolejne etapy cyklu chłodniczego.

Jak działa klasyczna lodówka kuchenna?

Główne etapy cyklu chłodniczego

1. Sprężanie – sprężarka start!
   Sprężarka, nazywana również agregatem, to serce całego układu. Znajduje się zwykle w tylnej, dolnej części lodówki. Jej zadaniem jest sprężanie czynnika chłodniczego w stanie gazowym. Sprężanie powoduje gwałtowny wzrost ciśnienia (do 15–20 barów) i temperatury gazu (40–50°C).
2. Skraplanie – gdy do akcji wkracza skraplacz
   Sprężony, gorący gaz trafia do skraplacza (umieszczonego na tylnej lub bocznych ściankach lodówki). Skraplacz to nic innego jak system rurek z ożebrowaniem – miejsce, w którym czynnik chłodniczy oddaje do otoczenia ciepło (wytworzone podczas sprężania oraz pobrane z wnętrza lodówki). Zmienia też stan skupienia czynnika chłodniczego z gazowego na ciekły. Gdy dotkniesz ścianki lub tyłu lodówki, z pewnością wyczujesz ciepło – to znak, że właśnie odbywa się tam proces skraplania.
3. Dławienie i rozprężanie – kapilara lub zawór rozprężny w roli głównej
   Czynnik chłodniczy w stanie ciekłym przepływa przez element dławiący – najczęściej jest nim kapilara, czyli cienka rurka o bardzo małej średnicy. Przepływ przez kapilarę powoduje gwałtowny spadek ciśnienia czynnika chłodniczego (mniej więcej do 1–2 barów). Alternatywnie, w bardziej zaawansowanych lodówkach, stosuje się elektroniczny zawór rozprężny, który precyzyjniej kontroluje przepływ czynnika i optymalizuje efektywność chłodzenia. Spadek ciśnienia prowadzi do obniżenia temperatury cieczy. Część czynnika chłodniczego gwałtownie odparowuje, zabierając ze sobą ciepło, co jeszcze bardziej obniża temperaturę pozostałej cieczy. Efekt? Ekstremalnie niska temperatura, nawet -20°C.
4. Parowanie – wielka chwila parownika
   Zimna mieszanina cieczy i gazu trafia do parownika, umieszczonego zwykle w ściance chłodziarki i/lub zamrażarki). Parownik to kolejny system rurek, w którym czynnik chłodniczy odbiera ciepło z wnętrza lodówki. Ciepło powoduje odparowanie pozostałej cieczy, a sam czynnik chłodniczy staje się gazem o niskim ciśnieniu i niskiej temperaturze (około -10°C). Podczas parowania czynnik chłodniczy intensywnie chłodzi powietrze w komorze lodówki. Ono natomiast, oddając ciepło, obniża swoją temperaturę. Następnie – pod wpływem konwekcji (naturalnego ruchu powietrza) lub wymuszonej przez wentylator cyrkulacji – trafia do produktów spożywczych, odbierając od nich ciepło.
5. Powrót do sprężarki
   Odparowany czynnik chłodniczy wraca do sprężarki, zamykając cykl. Tam zostaje ponownie sprężony, by cały proces mógł się rozpocząć od nowa (średnio od 4 do 6 razy na godzinę).

Budowa lodówki kuchennej – najważniejsze komponenty wewnętrzne

Kluczowe komponenty wewnętrzne lodówki można podzielić na kilka grup. Przeczytaj, jakie pełnią funkcje.

1. Elementy układu chłodniczego

Parownik – (opisany w poprzednim rozdziale) odpowiada za odparowywanie czynnika chłodniczego, pobieranie ciepła z wnętrza lodówki i obniżanie temperatury w komorach chłodziarki i zamrażarki.

Kanały powietrzne (w lodówkach No Frost) – to specjalne kanały wewnętrzne, które rozprowadzają zimne powietrze i zapewniają równomierną temperaturę w całej komorze.

Wentylator (w lodówkach No Frost) – wymusza cyrkulację powietrza, zapobiegając osadzaniu się szronu i lodu oraz wyrównując temperaturę.

2. Elementy sterujące oraz czujniki

Termostat / Elektroniczny regulator temperatury – automatycznie reguluje pracę sprężarki na podstawie ustawionej przez użytkownika temperatury (więcej o nim przeczytasz poniżej).

Czujniki temperatury – mierzą temperaturę w różnych miejscach wnętrza lodówki i zamrażarki, przekazując dane do układu sterującego.

Panel sterowania z wyświetlaczem (w nowocześniejszych modelach) – ułatwia ustawienie optymalnej temperatury oraz kontrolowanie dodatkowych funkcji, jak np. szybkie chłodzenie, szybkie mrożenie, tryb wakacyjny.

3. Elementy oświetleniowe

Diody LED albo tradycyjna żarówka – zapewniają dobrą widoczność wnętrza lodówki po otwarciu drzwi.

4. Elementy konstrukcyjne i funkcjonalne

Półki – często wykonane ze szkła hartowanego – służą do wygodnego przechowywania produktów spożywczych. W niektórych modelach można je składać (na przykład po to, by wstawić do lodówki wyższy garnek).

Szuflady na warzywa i owoce – specjalnie zaprojektowane komory o zwiększonej wilgotności, które przedłużają świeżość przechowywanych produktów.

Balkoniki na drzwiach – zapewniają dodatkową przestrzeń do przechowywania butelek, słoików i innych produktów. obsł

Uszczelka magnetyczna drzwi – dba o szczelność drzwi, ogranicza przedostawanie się ciepłego powietrza do środka.

5. System odprowadzania skroplin

Otwór odpływowy oraz rurka odprowadzająca wodę kierują wodę (powstałą podczas automatycznego rozmrażania parownika) do zbiorniczka umieszczonego zwykle nad sprężarką.

Rola termostatu – strażnika temperatury w lodówce

Najważniejszą rolę w utrzymywaniu stałej zadanej temperatury w lodówce odgrywa termostat – czujnik, który monitoruje temperaturę w komorze i na jej podstawie steruje pracą sprężarki. Gdy temperatura w lodówce wzrasta powyżej ustawionego poziomu, termostat włącza sprężarkę, by rozpocząć cykl chłodniczy. A gdy temperatura osiąga pożądaną wartość, wyłącza ją.

W nowoczesnych lodówkach termostaty mechaniczne zastępowane są przez bardziej precyzyjne czujniki elektroniczne (termistory) sterowane cyfrowo. Pozwalają one na jeszcze dokładniejszą kontrolę temperatury, precyzyjne ustawianie różnych wartości temperatur dla chłodziarki i zamrażarki, a także korzystanie z takich dodatkowych funkcji, jak szybkie zamrażanie lub chłodzenie.

System No Frost – automatyczne odszranianie

Tradycyjne lodówki, w których parownik umieszczony jest bezpośrednio wewnątrz zamrażarki, wymagają regularnego rozmrażania, ponieważ na jego powierzchni gromadzą się szron i lód. Lód pogarsza efektywność chłodzenia i zwiększa zużycie energii.

System No Frost rozwiązuje ten problem poprzez zastosowanie wymuszonego obiegu powietrza, ukrycie parownika i automatyczny system odszraniania.

Wymuszony obieg powietrza. W najlepszych lodówkach No Frost wentylator stale cyrkuluje powietrze wewnątrz zamrażarki i chłodziarki, zapewniając równomierny rozkład temperatury.

Ukryty parownik. Parownik nie znajduje się wewnątrz komory zamrażarki, lecz jest ukryty za jej tylną ścianką.

Automatyczne odszranianie. Co kilka godzin automatyczny system odszraniania wyłącza sprężarkę i włącza grzałkę, która podgrzewa parownik. Lód na parowniku się topi, a woda jest odprowadzana do specjalnego pojemnika umieszczonego na sprężarce, gdzie odparowuje pod wpływem ciepła wytwarzanego przez sprężarkę.

Dzięki tym rozwiązaniom nie musisz ręcznie rozmrażać lodówki, a produkty spożywcze nie pokrywają się szronem. System No Frost ma jednak i minusy – może powodować wysuszanie jedzenia w lodówce (dlatego warto przechowywać żywność w szczelnych pojemnikach) i zużywa nieco więcej energii niż klasyczne lodówki.

Sprawnie i inteligentnie – właśnie tak działa nowoczesna lodówka!

Działanie lodówki (zarówno tej do zabudowy, jak i wolnostojącej) nie ogranicza się tylko do chłodzenia, monitorowania temperatury czy automatycznego odszraniania. Nowoczesne modele potrafią znacznie więcej. Oferują sporo udogodnień, które wpływają na komfort użytkowania, zmieniając sposób, w jaki przechowujemy żywność i z niej korzystamy.

Zdalne sterowanie – komunikacja i rozrywka w kuchni
Nowoczesne lodówki to coraz częściej urządzenia smart, które można obsługiwać zdalnie lub zintegrować z domową siecią Wi-Fi. Na odległość można monitorować temperaturę w komorach, zmieniać ustawienia trybu pracy, otrzymywać alarm niedomkniętych drzwi. Dzięki wbudowanym kamerom pozwalają na podgląd zawartości lodówki. Wybrane modele mogą nawet służyć do oglądania filmów czy słuchania muzyki.

Automatyczne dozowniki wody i kostkarki do lodu – wygoda na wyciągnięcie ręki

Wbudowane dozowniki wody i kostkarki lodu? Jak najbardziej! Niektóre lodówki oferują systemy filtracji wody i inteligentne kostkarki, które automatycznie uzupełniają zapas lodu.

Komory świeżości z symulacją światła dobowego – naturalne wsparcie dla świeżości

O to, by warzywa i owoce zachowały świeżość na dłużej, dbają lodówki z komorami świeżości, symulujące naturalne światło dobowe. Urządzenia wyposażone w specjalne diody LED emitują światło o różnej barwie i intensywności, naśladując naturalny cykl dnia i nocy. Spowalniają procesy psucia się żywności, hamują rozwój bakterii i pleśni, zapobiegają utracie witamin i minerałów. Poprawiają walory smakowe produktów.

Systemy samoczyszczące – higiena bez wysiłku

Powłoki antybakteryjne, filtry węglowe oraz funkcje automatycznego czyszczenia parownika sprawiają, że nowoczesne lodówki zawsze są higieniczne i bezpieczne dla twojego zdrowia.

Cicha praca – bo liczy się też komfort akustyczny

W godnych polecenia lodówkach znajdziesz sprężarki inwerterowe, które się charakteryzują wyjątkowo cichą pracą (poniżej 40 dB). Jak to możliwe? Generując minimalny hałas dzięki płynnej regulacji mocy chłodzenia, unikają nagłych skoków i wibracji.

Różne typy lodówek turystycznych i ich mechanizmy chłodzenia

Specjalną grupę lodówek stanowią modele turystyczne – przeznaczone do użytku w podróży lub na kempingu. Jak działają lodówki turystyczne? Wykorzystują różne technologie chłodzenia (w zależności od typu urządzenia).

Lodówki z wkładami chłodzącymi

To najprostsze i najtańsze rozwiązanie.

Jak działają?

Wypełnione specjalnym żelem wkłady chłodzące zamraża się w zamrażarce, a następnie wkłada do lodówki turystycznej. Wkłady stopniowo oddają chłód. Przez kilka godzin utrzymują niską temperaturę w komorze.

Lodówki termoelektryczne

Jak działają?

Wykorzystują zjawisko termoelektryczne (tzw. efekt Peltiera). Ich specjalny moduł termoelektryczny składa się z dwóch różnych materiałów półprzewodnikowych. Po podłączeniu napięcia elektrycznego jedna strona modułu staje się zimna (chłodzi wnętrze lodówki), a druga gorąca (oddaje ciepło na zewnątrz). Odprowadzanie ciepła na zewnątrz wspomaga wbudowany wentylator.

Zalety:

• lekka i kompaktowa konstrukcja;
• zasilanie z gniazda zapalniczki samochodowej (12 V), a także z sieci elektrycznej (230 V);
• niska cena i łatwość obsługi;
• poza funkcją chłodzenia mogą mieć funkcję grzania.

Wady:

• ograniczony zakres chłodzenia (zwykle 15–20°C poniżej temperatury otoczenia);
• zależność od temperatury otoczenia (im cieplej na zewnątrz, tym słabszy efekt chłodzenia).

Lodówki absorpcyjne (na gaz)

Jak działają?

Zachodzą w nich absorpcja amoniaku w wodzie oraz jego późniejsze odparowanie. Podczas tego procesu ciepło jest pobierane z wnętrza lodówki. Mogą być zasilane gazem propan–butan, a także prądem stałym (12 V) lub zmiennym (230 V).

Zalety:

• bardzo ciche działanie (brak ruchomych części);
• możliwość pracy bez dostępu do prądu – wystarczy butla gazowa;
• dobra wydajność chłodzenia nawet w wysokich temperaturach otoczenia.

Wady:

• aby działały poprawnie, muszą być ustawione poziomo;
• wyższa cena oraz większe gabaryty niż w przypadku lodówek termoelektrycznych;
• mniejsza efektywność energetyczna niż lodówek kompresorowych.

Lodówki kompresorowe

Jak działają?

Na tej samej zasadzie co klasyczne lodówki domowe – z wykorzystaniem sprężarki, skraplacza, parownika i czynnika chłodniczego. Sprężarka spręża czynnik chłodniczy, który następnie oddaje ciepło na zewnątrz przez skraplacz. Parownik odbiera ciepło z wnętrza lodówki. Odparowany czynnik chłodniczy wraca do sprężarki. Wymagają podłączenia do zewnętrznego źródła zasilania, często mają wbudowany akumulator.

Zalety:

• bardzo wysoka wydajność chłodzenia – możliwość ustawienia temperatury nawet poniżej 0°C;
• niezależność od temperatury otoczenia;
• niskie zużycie energii elektrycznej;
• mogą być zasilane z zapalniczki samochodowej 12 V, ciężarówki 24 V lub gniazdka domowego 230 V. Niektóre mają wbudowany akumulator.

Wady:

• wyższa cena zakupu;
• większe wymiary i masa w porównaniu z modelami termoelektrycznymi;
• generują lekki hałas (efekt pracy sprężarki).

Po więcej informacji na temat lodówek turystycznych zajrzyj do naszego poradnika: Jaką lodówkę turystyczną wybrać?

Pielęgnacja lodówki – klucz do efektywnego działania

Aby lodówka (zarówno ta kuchenna, jak i turystyczna) służyła nam bezawaryjnie przez wiele lat i zapewniała optymalne warunki przechowywania żywności, należy o nią odpowiednio dbać. Regularnie czyść komory lodówek ciepłą wodą z łagodnym detergentem, unikaj agresywnych środków czyszczących, pamiętaj o ich dokładnym wysuszeniu. Podczas zabiegów pielęgnacyjnych nie pomijaj uszczelek drzwi, a jeśli masz dostęp do skraplacza lodówki kuchennej, od czasu do czasu usuń z niego kurz i brud (najlepiej miękką szmatką). Zabrudzony skraplacz utrudnia oddawanie ciepła, co prowadzi do obniżenia efektywności chłodzenia i zwiększenia zużycia energii.

Aby zapewnić swobodną cyrkulację powietrza w lodówce, unikaj przepełniania jej wnętrza i dbaj o prawidłowe rozmieszczenie produktów. Nie wkładaj do komór gorących potraw i unikaj zbyt częstego otwierania drzwi. W przypadku modeli bez systemu No Frost pamiętaj o regularnym rozmrażaniu, gdy warstwa lodu osiągnie kilka milimetrów. W modelach No Frost okresowo sprawdzaj stan wentylatora i – w razie potrzeby – oczyść go z kurzu.

W lodówkach turystycznych regularnie wymieniaj wkłady chłodzące, a w przypadku lodówek termoelektrycznych dbaj o czystość wentylatora (jeśli jest), ponieważ jego zablokowanie może doprowadzić do przegrzania modułu Peltiera. Dodatkowo po każdym użyciu lodówki turystycznej dokładnie ją osusz i przewietrz, aby zapobiec rozwojowi pleśni i nieprzyjemnych zapachów.

Ważne jest także, aby unikać umieszczania lodówek, zarówno kuchennych wolnostojących, jak i turystycznych, w pobliżu źródeł ciepła (np. piekarnika, kuchenki gazowej, grzejnika). Wysoka temperatura otoczenia może negatywnie wpływać na wydajność chłodzenia i zwiększać zapotrzebowanie energetyczne.

Zawsze użytkuj i konserwuj urządzenie zgodnie z instrukcją obsługi przygotowaną przez producenta.