Alternativni hladilniki

Na svetovni razstavi v Parizu leta 1887 je bil prvič predstavljen prvi domači absorpcijski hladilnik. To je bila za današnje standarde okorna omara z zelo majhnim hladilnim prostorom. V vročem vremenu hrana ostane sveža do dva ali tri dni! Takrat se je to zdelo kot čudež, čeprav takrat še ni bilo mogoče vzdrževati stalne temperature v hladilniku.

Med preteklostjo in prihodnostjo

Z leti so se okoliščine spremenile in omarica za občutke je postala ena od naših osnovnih stvari.

Vendar se je domači hladilnik desetletja pozneje naučil, da lahko v svojem telesu zadrži več. Ko so razvijalci podjetja Candy prvič opremili notranjo ploščo vrat hladilnika s priročnimi policami, je bil to prelomni dogodek. Desetletja pozneje pa sta bila dodana tudi samodejno odmrzovanje uparjalnika in opcijski način uparjalnika brez zmrzali.

Dramatične spremembe na področju domačega hlajenja se dogajajo tako hitro, da jim komaj sledimo.

In ni več daleč čas, ko najverjetneje ne bo treba vnaprej kupovati hrane in jo shranjevati doma. Hladilniki bodo morda povsem izginili iz naših življenj. V vsaki “pametni hiši” bližnje prihodnosti bo namreč nanotehnologija delovala v “pametni kuhinji”, da bi vzgojila vse beljakovine in druga sveža hranila, ki bodo na mizi za večerjo.

Še toliko bolj, ker se je od 70. let prejšnjega stoletja razvijajoči znanosti nanotehnologije pridružila tehnologija kloniranja. V biogenerator je mogoče enostavno programirati naše želje po okusu, vsebnost kalorij, vitaminov in mineralov. Kako bi bil ta biogenerator videti?? Ne povzroči nostalgije po lepem, debelem, brbotajočem hladilniku?

Še danes je z nami. Osnovni element v vsaki kuhinji danes. In občutek je dober.

Magnetna sila vse zamrzne

V laboratoriju Ames ameriškega ministrstva za energijo so izdelali prvi magnetni hladilnik na svetu. Načelo delovanja temelji na sposobnosti nekaterih zlitin, da se segrejejo, ko se jakost magnetnega polja poveča, in ohladijo, ko se zmanjša.

Čeprav je bil pojav odkrit že pred več kot osemdesetimi leti, je šele zdaj našel praktično uporabo. Inženirji so prepričani, da bi lahko bili hladilniki in klimatske naprave, ki temeljijo na tej tehnologiji, na voljo že v naslednjih nekaj letih. Novi modeli magnetnih hladilnikov že delujejo.

Morda ne bo dolgo tega, ko bo hrana povsod po svetu hlajena z vrtečim se kovinskim diskom, trajnim magnetom in majhno količino vode. Kako bo deloval?

Kovinski disk se vrti med poloma trajnega magneta, tako da le del diska vstopa v magnetno polje, preostali del pa je vedno zunaj magnetnega polja. Ko ta del potisnemo v območje magnetnega polja, se majhni bipolarni magneti v materialu diska razporedijo vzdolž poljskih črt in temperatura diska se na tej točki poveča. Nastalo toploto odvaja voda, ki kroži na tem območju.

Ko ta del diska izstopi iz magnetnega polja, magnetov v njem ne držijo več poljske črte in se spet naključno vrtijo, pri čemer porabljajo toplotno energijo in tako ohlajajo disk pod temperaturo okolice. Hladi tudi vodo, ki jo spira v sekundarnem krogu. Ta ohlajena voda se uporablja kot hladilno sredstvo v novem magnetnem hladilniku.

Da bi povečali učinkovitost magnetnega hlajenja, raziskovalci iščejo najboljši možni material za disk. Trenutno delujoči vzorec uporablja gadolinij, kovino redkih zemelj, ki se zdaj uporablja za snemanje glav videorekorderjev. Na voljo so tudi cenejši materiali.

Magnetni hladilniki bodo v vsakem primeru cenejši, okolju prijazni hladilno sredstvo je navadna voda in praktično neslišni. Čas bo pokazal, ali bodo imele paralelnolepipedično, cilindrično ali sferično obliko. Kmalu bo na voljo.

Hlad bo prišel od sonca?!

Poleg klasične kompresijske metode hlajenja se v svetu že dolgo vzporedno uporablja tudi termoelektrični učinek hlajenja. Že v 19. stoletju so odkrili, da se stik prevodnikov iz različnih materialov pri enosmernem električnem toku ohlaja ali segreva glede na smer toka “Peltierjev učinek” . Vendar je bil učinek majhen in je bil zanimiv le za znanstvenike.

Šele z razširjeno uporabo polprevodniških materialov je bilo mogoče ta fizikalni učinek prilagoditi za praktično uporabo.

Termoelektrični hladilniki so znani že desetletja, vendar je še danes precej ljudi, ki zanje še niso slišali. To je zato, ker se ti hladilniki uporabljajo na ozkem področju. Gre za to, da še ni bilo mogoče doseči enake uporabne prostornine hladilnika kot pri kompresijskih hladilnikih.

Zato so termoelektrični hladilniki večinoma v obliki skromnih baterijskih enot. Občasno se lahko napajajo s sončno energijo. Zabaven paradoks: sonce ustvarja hlad!

Prenosni termoelektrični hladilniki so prav tako majhni, vendar jih je mogoče priključiti na baterijo 12 V ali 220-voltno omrežje. Te naprave so splošno znane kot hladilniki. Večina hladilnikov je v obliki izoliranega predala s pokrovom na tečajih. Ali imajo ročaje ali kolesa za prevoz.

Vendar je majhna prostornina hladilnikov lahko ugodno predstavljena kot kompakten. Termoelektrično načelo omogoča izdelavo hladilnikov, ki se zlahka spravijo tudi v žep npr. za hlajenje zdravil . Naša obrambna industrija ponuja kompaktne hladilnike za hlajenje ene pločevinke piva, na primer. Nameščeni so v bližini armaturne plošče v vozniški kabini.

Hladilniki so zanesljivi in tihi, saj nimajo gibljivih delov, imajo skoraj večno življenjsko dobo, so okolju prijazni hladilni plin ni potreben . Postavite jih lahko na glavo, na stran – kakor želite – in delovale bodo zanesljivo, ne glede na to, kako razgiban je teren. Noben kompresijski hladilnik ne zdrži takšne zlorabe.

Slabosti so nizka učinkovitost le 16-17 % in nestabilna temperatura v hladilniku, ki je neposredno odvisna od temperature okolice. V vročem vremenu je hlajenje še zelo zaželeno.

Vendar je v termoelektrični zasnovi tudi “lepota”. Kot smo že omenili, lahko termoelektrični učinek povzroči ne le hlajenje, temveč tudi segrevanje. Odvisno od smeri toka. S preklopom stikala hladilnik postane grelnik za ohlajene jedi ali na primer stekleničke z otroško hrano . Zelo priročno na poti ali na pikniku.

Prozorna vrata zadržujejo toploto

Na voljo so novi modeli hladilnikov s steklenimi vrati. Zdi se, da hladilniki s steklenimi vrati niso nič novega, saj se že dolgo uporabljajo v maloprodaji. Toda to je bistvo – to niso samo steklena vrata, ampak steklena plošča s trojnim vakuumom. Kot so v današnjih hermetično zaprtih oknih.

Izkazalo se je, da zagotavlja občutno boljšo izolacijo vrat kot običajni porozni izolacijski materiali. Zato takšen hladilnik porabi manj električne energije kot 60W žarnica!

Preglednost vrat povečuje tudi ekonomsko učinkovitost. Medtem ko ponavadi, ko odprete hladilnik, lahko nekaj časa odsotno iščete, kar potrebujete, vam steklena vrata omogočajo, da pred odprtjem hladilnika vnaprej poiščete pravi paket. Čas, v katerem so vrata odprta, se večkrat skrajša.

Na ruskem trgu so že na voljo hladilniki nemškega podjetja Gaggenau s steklenimi vrati in steklenimi ploščami.

Več vstopa, manj izstopa

Na začetku razvoja domačih hladilnikov so resno razpravljali o valjasti obliki ohišja. Mnogi so se ob tem le zabavali, vendar je ideja dejansko polna globokega praktičnega smisla.

Bolj kot je hladilnik energetsko učinkovit, manjše je razmerje med njegovo površino in prostornino. To pomeni, da čim manjša je površina z enako prostornino, tem manj hladne energije se izgubi zaradi sevanja s površine in tem manj energije je potrebne za njeno delovanje, če so vsi drugi pogoji enaki.

Če na primer vzamemo prostornino kocke kot enoto in površino te kocke kot 100 %, potem bo imel paralelopiped enake prostornine, vendar s sorazmerjem stranic 0,7 × 0,7 × 2,1 zelo razširjena razmerja hladilnika , pogojno površino 114 %. Tako bi se ta paralelepiped ohladil za 14 % bolj kot kocka.

Valj z razmerjem med premerom in višino 0,9 in 1,58 kar je tudi sprejemljivo razmerje za hladilnik ima pogojno površino 96 % in bo izgubil 4 % manj hladu kot kocka in 18 % manj kot paralelepiped. To se ne sliši veliko, vendar lahko pri celoletni uporabi prihranite zelo veliko.

Poleg tega so hladilniki v obliki kocke, valja ali krogle in zakaj ne?? bodo lažji in za njihovo izdelavo bo potrebno manj materiala kot za hladilnike enake uporabne prostornine v obliki paralelne cevi.

Krogla bo imela najmanjšo možno površino, ki bo enaka 81 % površine kocke…

Zakaj Eskimi gradijo ledene hiše na polobli??

Ta matematični sklep je jasno viden v naravi in v obliki številnih naravnih tvorb okoli nas, od planetov, zvezd in našega Sonca do jabolk, lubenic in drugih sferičnih sadežev. Eskimi intuitivno gradijo svoje ledene hiše iglu polkrožne oblike, da se v njih izgublja čim manj toplote iz ognjišča, ki gori v notranjosti…

Tako je z vidika toplotne fizike najbolj racionalna konstrukcija hladilnika kroglasta! Vendar še nihče ni ugotovil, kako najbolje izkoristiti notranjo prostornino takega hladilnika, in če bi takšen hladilnik imel vrata…

Naslednja zelo ekonomična konstrukcija je valj eliptičnega ali okroglega preseka. Strinjali bi se, da je v domačem okolju povsem sprejemljiv, vendar je videz valjastega hladilnika dolgo časa zaviral konservativni dizajn naših kuhinj, kjer je vse podvrženo ravnim linijam. Zato so se in se še vedno ponavljajo modeli v obliki pravokotnega paralelepipeda, enakega v dveh smereh, ki so z energetskega vidika najbolj izgubljeni.

“Lazy Susan” je na poti do množic

Po samo sto letih razmišljanja o tej malenkosti so se valjasti hladilniki pojavili na množičnem trgu! Danes jih na primer proizvaja ameriška korporacija Equator.

Z višino 68 palcev 170 cm in premerom 30 palcev 75 cm ob široko odprtih vratih meri 39 palcev ali 97,5 cm. Ta model ima uporabno prostornino 242,3 l hladilnika in 83,1 l zamrzovalnika. Spletna stran! Hladilnik je tradicionalne pravokotne oblike in meri 186 cm x 60 cm x 60 cm, kar pomeni, da je najprostornejši hladilnik na svetu.

Cilindrični hladilniki niso le energetsko učinkovitejši, temveč tudi lažji in cenejši porabijo manj materiala . Izdelava valjastega telesa je tehnološko naprednejša in cenejša od pravokotnega.

Zamrzovalni predal je nameščen na dnu zamrzovalnega prostora in ima ločen kompresor. Način hitrega zamrzovanja pripravi ledene kocke v manj kot eni uri.

Cilindrični hladilnik ima izvlečne steklene police “Lazy Susan”. Ime, ki ga poznajo vsi obiskovalci ameriških salonov in barov. Ime za vrtljivo napravo, ki nadomešča počasni kuhalnik.

Vrtljive police na valjastem hladilniku olajšajo dostop do potrebnih živil, kaljeno steklo, na katerem so izdelane, pa omogoča priročen pregled nad celotno vsebino.

Koncept biološkega hladilnika

Nenavadna zamrzovalna skrinja deluje povsem drugače kot običajni modeli – je štirikrat manjša od običajnih zamrzovalnih skrinj, hladi pa se z biopolimernim gelom. Namesto običajnega postavljanja na police gel brez vonja in brez lepila ovije živilo, kot da bi ga dali v kapsulo.

Štirikrat večji od običajnega hladilnika se hladi z biopolimernim gelom. Namesto običajne postavitve na polici nelepljiv gel brez vonja obdaja živilo, kot da bi ga dali v kapsulo.

Za shranjevanje živil ni vrat, polic ali motorja, zato lahko uporabite 90 % celotne prostornine hladilnika. Pri tem hrana ohrani svoj naravni okus in aromo. Brez konvekcijskega sistema, ki preprečuje sušenje hrane.

Načelo delovanja zamrzovalnika: pretvorba nevidnega infrardečega sevanja v vidno svetlobo. Hladi se tako, da absorbira toplotno energijo in jo oddaja v drugem območju valovnih dolžin. Gre za isto načelo, ki se uporablja pri raketoplanu.

Postopek hlajenja ne potrebuje energije. Hrana je potopljena v gel. Zaradi močne površinske napetosti se za vsak izdelek ustvari ločena kapsula. Oblika hladilnika se lahko razlikuje glede na njegovo polnjenje. Več hrane kot je v njem, večji je njegov odtis. Uporabna prostornina se lahko poveča do 300 %.

Hladilnik lahko namestite tudi v vodoravnem ali navpičnem položaju in celo na strop. Prilagodljiva velikost omogoča, da se prilega vsakemu domu. Prav tako ne potrebujete prostora za odpiranje vrat, ni vam treba čistiti omarice in, kar je najpomembneje, porabi manj električne energije. Biološki hladilnik zavzame le delček prostora svojega predhodnika. Tudi samo ime – “hladilnik” – ni več primerno, bolj spominja na hladilno kad.

Proces hlajenja spremlja svetleča se gelska luminiscenca. Delujoča naprava postane fascinanten spektakel.

Povzetek:

– Za hlajenje živil pri tem postopku ni potrebna nobena energija;

– Ima obliko, ki je štirikrat manjša od običajnega hladilnika in spreminja obliko glede na obremenitev;

– Ker nima polic in vrat, ga je mogoče postaviti tako navpično kot vodoravno;

– Gel je nelepljiv in brez vonja;

– Z večjo gostoto shranjevanja se prostornina uporablja čim bolj učinkovito;

– Hrana je vedno na očeh in lahko dostopna;

– Popolnoma tiho delovanje brez gibljivih delov.