Čo je chladivo?

Polož ruku na bok zapnutej chladničky. Často je teplý! To teplo pochádza z jedla vo vnútri. Von ho vyniesla zvláštna tekutina, ktorá v trubkách chladničky obieha dookola: chladivo.

Kvapalina, ktorá vrie v mraze

Voda vrie pri 100 °C. Chladivo sa vyberá tak, aby vrelo pri oveľa nižšej teplote, zvyčajne hlboko pod 0 °C. Napríklad propán, jedno z chladív, vrie asi pri −42 °C. Každá kvapalina má svoj bod varu a chladivá ho majú veľmi nízky.

Prečo je to užitočné? Keď sa kvapalina vyparuje alebo vrie, nasáva teplo zo svojho okolia. Chladivo vrie, aj keď je mrazivo studené. Preto dokáže nasávať teplo zo studených vecí: z jedla v chladničke, ba aj zo zimného vzduchu.

Chladivo je raz kvapalina a raz plyn. Spoločné slovo pre oboje je tekutina: všetko, čo dokáže tiecť.

Okružná cesta chladiva

Chladivo putuje v uzavretom okruhu trubiek. Nespotrebúva sa, takže ho netreba dopĺňať – ak trubky nikde nepresakujú. Na každej ceste okruhom prejde štyrmi krokmi.

1. Vyparí sa a nasaje teplo. V stočenej tenkej trubke, ktorá sa volá výparník, má chladivo nízky tlak. Tam vrie a mení sa na plyn. Je studenšie ako vzduch okolo trubky, a tak doň prúdi teplo.
2. Stlačí sa a zohreje. Čerpadlo, ktoré sa volá kompresor, stlačí plyn do oveľa menšieho priestoru. Stlačený plyn sa zohreje. Trochu to pocítiš, keď pumpuješ bicyklovú pneumatiku: pumpa je potom teplá.
3. Skondenzuje a odovzdá teplo. Horúci plyn prúdi do ďalšej stočenej trubky – do kondenzátora (tak sa volá tá časť, kde chladivo kondenzuje). Je horúcejší ako vzduch okolo, a tak mu odovzdá svoje teplo. Pod vysokým tlakom sa pritom zmení späť na kvapalinu, ešte stále teplú.
4. Rozpína sa a ochladí sa. Teplá kvapalina sa pretlačí cez drobný otvor, ktorý sa volá expanzný ventil. Za ním tlak klesne a časť chladiva hneď zovrie. Tým sa zvyšok poriadne ochladí a môže začať novú cestu.

V chladničke je výparník vo vnútri a kondenzátor vonku – vzadu alebo v bokoch. Teplo sa tak presúva z jedla do kuchyne. Klimatizácia presúva teplo z izby von. Tepelné čerpadlo, ktoré vykuruje dom, robí opak: presúva teplo z vonkajšieho vzduchu do domu.

Aké chladivá sa používajú?

Inžinieri dávajú chladivám kódové mená, ktoré sa začínajú písmenom R – od anglického slova refrigerant, teda chladivo. Tu je niekoľko bežných:

• R-290 je propán, ten istý plyn, aký ľudia používajú v kempingových varičoch.
• R-600a je izobután, blízky príbuzný propánu. Používa ho väčšina nových chladničiek v Európe.
• R-744 je oxid uhličitý (CO₂), plyn, ktorý robí bublinky v perlivej vode.
• R-32 je umelo vyrobený plyn, ktorý sa používa v mnohých klimatizáciách a tepelných čerpadlách.
• R-134a je starší umelo vyrobený plyn, ktorý nájdeš v mnohých starších chladničkách a klimatizáciách áut.

Ako chladivá poškodili oblohu

Prvé chladničky asi pred sto rokmi používali plyny ako čpavok. Fungovali, ale boli jedovaté a pri úniku mohli ľudí vážne otráviť. Preto chemici okolo roku 1930 vynašli nové chladivá, ktoré sa volajú freóny (skratka CFC). Neboli jedovaté a nehoreli, a tak boli čoskoro všade: v chladničkách, klimatizáciách aj sprejoch.

Po mnohých rokoch vedci zistili problém. Vysoko na oblohe je tenká vrstva plynu, ktorý sa volá ozón. Táto ozónová vrstva funguje ako opaľovací krém pre celú Zem: zachytáva veľkú časť škodlivého ultrafialového (UV) žiarenia zo Slnka. Freóny, ktoré unikli, vystúpali až k nej a pomaly ju ničili.

V 80. rokoch 20. storočia sa nad Antarktídou každý rok otvárala obrovská ozónová diera. Preto v roku 1987 krajiny z celého sveta podpísali dohodu, ktorá sa volá Montrealský protokol, a sľúbili prestať vyrábať freóny. Zabralo to. Ozónová vrstva sa dnes pomaly zaceľuje.

Chladivá a otepľujúca sa planéta

Chladivá, ktoré nahradili freóny, napríklad R-134a, ozónovej vrstve neškodia. Majú však iný problém. Keď uniknú do vzduchu, zadržiavajú teplo okolo Zeme oveľa silnejšie ako oxid uhličitý. Tým otepľujú podnebie.

Inžinieri preto prechádzajú na chladivá, ktoré otepľujú podnebie oveľa menej, napríklad propán, izobután a oxid uhličitý. Zákony v Európe aj v mnohých iných krajinách túto zmenu urýchľujú.