rashladni stroj, uređaj kojim se postiže hlađenje nekoga prostora, robe ili predmeta. Kod današnjih se rashladnih strojeva i uređaja, kao kod dizalice topline (→ toplinska pumpa), toplina prenosi s tijela ili sredstva niže temperature na tijelo ili sredstvo više temperature, za što je potrebna energija. Osim u različitim industr. pogonima (industrijske hladnjače, uređaji za smrzavanje namirnica), kao i drugim tehn. postrojenjima i napravama, rashladni strojevi i uređaji imaju važnu ulogu i u svakodnevnom životu. Uz kućanske hladnjake i zamrzivače, sve se više primjenjuju i za hlađenje i klimatizaciju životnih prostora, pa se procjenjuje da u svj. potrošnji energije rashladni sustavi sudjeluju u udjelu od približno 20%.
Nastojanja da se nešto hladi sežu u daleku prošlost. Skupljanje snijega i leda tijekom zime i njihovo čuvanje u pećinama poznato je od davnine. U starom Egiptu voda se hladila u poroznim glinenim ćupovima, koji su se polijevali vodom i hladili lepezama. Poslije je primijećeno da se voda može ohladiti ako se u njoj otopi neka sol, pa postoje potvrde o upotrebi salitre za hlađenje vode iz XVI. i XVII. st., dok je početkom prvih znanstv. razmišljanja o hlađenju, miješanjem snijega i sumporne kiseline, bila postignuta temperatura od –40 °C. Otada se stalno istražuju različiti procesi hlađenja, pa su prvi upotrjebljivi industr. rashladni strojevi bili izrađeni sred. XIX. st. Isprva su to bili plinski, a potom i parni kompresijski rashladni strojevi. Nešto poslije pojavili su se apsorpcijski rashladni uređaji, koji, kao i kompresijski, rade na temelju pojave hlađenja nekoga medija kada mu se smanji (priguši) tlak ili kada ispari iz tekućeg u plinovito agregatno stanje. Naposljetku su razvijeni i uređaji što se zasnivaju na drukčijem, Peltierovu učinku.
Plinski rashladni uređaj
Plinski rashladni uređaj
sastojao se od kompresora kojim se uz utrošak energije tlačio zrak, pri čem bi mu porasla temperatura. Nakon toga zrak se hladio u izmjenjivaču topline na temperaturu okoline, dok bi mu tlak ostajao povišen. Odvođenjem u ekspander, u kojem bi mu se tlak snizio na prvotni, zrak bi se ohladio, sada na temperaturu nižu od prvotne (okolne), te je takav mogao poslužiti za hlađenje. Takvi uređaji s plinom kao radnim medijem slabo su učinkoviti jer plin ima malen toplinski kapacitet, a izmjena topline radnoga medija obavlja se uz promjenu temperature, što zahtijeva veće omjere tlakova pri komprimiranju i ekspanziji, a time i veći utrošak energije.
Parni rashladni strojevi
Parni rashladni strojevi
danas su zamijenili plinske, rade prema sličnomu načelu, ali kao radnu tvar (medij) koriste paru. Izmjena topline događa se pri konstantnoj temperaturi uz promjenu agregatnoga stanja, što je znatno učinkovitije, a i omjeri su tlakova manji. Prve takve komercijalne strojeve konstruirao je C. von Linde koristeći amonijak kao radnu tvar. Zasićena para komprimira se u kompresoru i nakon toga, odvođenjem topline okolini, kondenzira u kondenzatoru. Potom se tako ukapljena radna tvar prigušuje na nizak tlak s pomoću prigušnoga ventila, kapilare ili sl., pri čem dijelom isparava, a zbog toga joj temperatura pada. Hladna radna tvar odvodi se u isparivač uređaja, gdje preuzima toplinu od hlađene robe ili prostorije te isparava do stanja suhe ili malo pregrijane pare i odlazi na ponovnu kompresiju. Radna tvar parnih rashladnih strojeva i danas je često amonijak, ali se koriste druge, obično org. tvari pod komercijalnim nazivom freoni, od kojih neki imaju štetan učinak na ozonski omotač; zbog toga se danas zamjenjuju novim tvarima, s manje štetnim učinkom na okoliš. Rashladni strojevi malog i srednjeg učinka koriste raznovrsne stapne kompresore, dok se za strojeve najvećih kapaciteta upotrebljavaju turbokompresori. Mehan. kompresor može se također zamijeniti mlaznim (ejektor).
Apsorpcijski rashladni uređaj
Apsorpcijski rashladni uređaj
zasniva se na sličnom principu kao i parni, te na svojstvu dvojne smjese (npr. amonijaka i vode) tako da topla kapljevina višega vrelišta (voda) može apsorbirati paru niže temperature (amonijak). Kod takva je uređaja mehan. rad, koji se kod plinskog i parnoga stroja troši za pogon kompresora, zamijenjen energijom potrebnom za zagrijavanje radne tvari. To je kod malih kućanskih hladnjaka obično plinski plamenik, a kod velikih industr. apsorpcijskih rashladnih sustava vodena para. Najprije se zagrijavanjem iz smjese istjeruje amonijak, koji se kondenzira u kondenzatoru predajući toplinu okolini. Tada se amonijak prigušuje na niži tlak, pri čem dijelom isparava i hladi se, te se odvodi u isparivač, gdje preuzima toplinu od hlađene robe te pritom potpuno isparava. Osiromašena tekuća radna tvar (pretežno voda) prigušuje se i odvodi u apsorber, gdje se ponovno miješa s parama amonijaka, pri čem se zagrijava, pa se apsorber mora hladiti zrakom ili vodom iz okoline. Zasićena smjesa vraća se pumpom natrag na ponovno zagrijavanje.
Rashladni uređaji zasnovani na Peltierovu efektu
Rashladni uređaji zasnovani na Peltierovu efektu
rade koristeći pojavu razlike u temperaturi na spojevima dvaju el. vodiča od različita materijala, kroz koje teče istosmjerna el. struja (→ peltier, jean charles athanase, Peltierov efekt). Ti se uređaji najčešće koriste za hlađenje izletničkih el. hladnjaka, mikroelektron. sklopova u računalima i sl.
