ΨΥΓΕΙΟ Μία από τις απαραίτητες συσκευές στο σημερινό κόσμο είναι το ψυγείο. Το ψυγείο έχει διάφορες εφαρμογές στην οικιακή και επαγγελματική χρήση, τη συντήρηση και τη μεταφορά τροφίμων σε μεγάλες αποστάσεις και σε πολλές επιστήμες. Τα ψυγεία της νέας γενιάς επιβραδύνουν τις χημικές και φυσικές διεργασίες στα τρόφιμα, διατηρώντας τα φρέσκα χωρίς να αφαιρείται η αρχική τους υγρασία.

ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ Ο Αμερικανός Alexander Tuing το 1856 παρήγαγε τον πρώτο πάγο του εμπορίου με μηχανή συμπίεσης ατμού. Το 1850 ο Φερδινάρδοος Καρέ στην Γαλλία δημιούργησε έναν δεύτερο τύπο ψυκτικής μηχανής. Το 1861 ο T.S. Mort ίδρυσε στο Σύδνει της Αυστραλίας το πρώτο εργοστάσιο ψύξης κρέατος. Ο ηλεκτρισμός και η δημόσια παροχή ηλεκτρικής ενέργειας βοήθησαν στην ανάπτυξη συστημάτων τεχνητής ψύξης που χρησιμοποιούσαν ασφαλείς ηλεκτρικούς κινητήρες.

Το ψυγείο μας χρησιμεύει για την παραγωγή πάγου ή για τη διατήρηση χαμηλής θερμοκρασίας σε συγκεκριμένο χώρο για τη διατήρηση τροφών, φαρμάκων κ.τ.λ.

Ένα ψυγείο περιλαμβάνει δύο αποθηκευτικούς χώρους: Καμπίνα συντήρησης τροφίμων για λίγες μέρες α. ράφια β. θήκες στην πόρτα του ψυγείου για τοποθέτηση μπουκαλιών γ. αυγοθήκες δ. φρουτολεκάνες ε. φωτισμό στ. θερμοστάτη

Καμπίνα κατάψυξης για την συντήρηση των τροφίμων για πολλές ημέρες α. θερμοστάτη ,    β. συρτάρια ή ενιαίο χώρο για την τοποθέτηση των τροφίμων .            Αν ο χώρος της κατάψυξης είναι ξεχωριστός από είναι το ψυγείο είναι χωρισμένος σε τόσους χώρους όπου τοποθετούνται συγκεκριμένοι τύποι τροφίμων για να μπορούν να συντηρούνται με καλύτερο τρόπο .

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΟΥ ΨΥΓΕΙΟΥ Το μυστικό της λειτουργίας του ψυγείου είναι η χρησιμοποίηση του ψυκτικού υγρού για την απορρόφηση της θερμότητας των τροφών .Το ψυκτικό υγρό όταν βρεθεί σε κατάλληλες συνθήκες αλλάζει την φυσική του κατάσταση από υγρό σε αέριο και αντίστροφα .Το υγρό απορροφώντας τη θερμότητα των τροφίμων στο εσωτερικό του ψυγείου βράζει και γίνεται αέριο. Το αέριο συμπιέζεται οπότε αποβάλλει την θερμότητα που απορρόφησε και ξαναγίνεται υγρό . Η συμπίεση του αερίου γίνεται στον συμπιεστή ο οποίος είναι εφοδιασμένος με ψυκτικά πτερύγια και αποβάλλεται  ένα μέρος από την θερμότητά του αερίου . Από την θερμοκρασία συμπύκνωσης του αερίου το αέριο υγροποιείται. Σαν υγρό στέλνεται πίσω στην κατάψυξη έτοιμο να απορροφήσει θερμότητα μέσα από την κατάψυξη και να ξαναγίνει αέριο. Κάθε μετατροπή του υγρού σε αέριο απαιτεί θερμότητα και γι’ αυτό το υγρό καταναλώνει την θερμότητά του και ψύχεται κάτω από το μηδέν . Ο ζεστός αέρας στο εσωτερικό του ψυγείου ανεβαίνει επάνω και ο κρύος αέρας κατεβαίνει . Ο κύκλος της ψύξης επαναλαμβάνεται μόνο όταν ο ψυχρός αέρας μέσα στο ψυγείο αρχίσει να θερμαίνεται και έτσι δικαιολογείται η παρουσία θερμοστάτη στο ψυγείο .

Ένα Ψυγείο νέας Τεχνολογίας Οι ερευνητές έχουν αναπτύξει ένα νέο ψυκτικό σύστημα το οποίο ψύχει μέσω μαγνητών, δουλεύει σε θερμοκρασία δωματίου και μπορεί να προσαρμοστεί σε μια οικιακή εγκατάσταση .

Πλεονεκτήματα και Μειονεκτήματα Τα μισά ψυγεία που κυκλοφορούν στην αγορά περιέχουν μια επικίνδυνη ουσία που επιβαρύνει το παγκόσμιο κλίμα. Η έρευνα εντόπισε όμως και πολλά μοντέλα ψυγείων που περιέχουν την εναλλακτική τεχνολογία ψυκτικού που είναι φιλική προς το περιβάλλον και που έγινε εμπορικά διαθέσιμη χάρη στην Greenpeace. Τα "πράσινα" ψυγεία αντιθέτως, περιέχουν για ψυκτικό έναν υδρογονάνθρακα, το ισοβουτάνιο (R600a). Η ουσία αυτή δεν καταστρέφει το όζον, ούτε συνιστά απειλή για το κλίμα της Γης.

Τα σύγχρονα ψυγεία σε σχέση με τα παλαιότερα είναι : 1.  Πιο εξυπηρετικά και πιο πρακτικά, 2.  Πιο οικολογικά, 3.   Πιο φθηνά,   4.    Πιο έξυπνα, 5.   Εντασσόμενα στο νέο τύπο κατοικιών , 6.  Μικροί καταναλωτές ενέργειας. Βέβαια, παρά τα τόσα πλεονεκτήματα και τις ευκολίες που μας παρέχουν και θα συνεχίσουν να παρέχουν, καθώς το κλίμα γίνεται όλο και πιο θερμό, τα ψυγεία έχουν και κάποιες αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον . Επίσης όταν η χρήση τους δεν είναι αυτή που πρέπει, μπορούν να δημιουργήσουν κινδύνους .

ΚΛΙΜΑΤΙΣΤΙΚΟ Το θαύμα του κλιματισμού δεν είναι σύγχρονη εφεύρεση αλλά αποτέλεσμα μιας αλυσιδωτής  προσπάθειας εμπνευσμένων ανθρώπων από την αρχαιότητα το προνόμιο του δροσερού ή του θερμού αέρα που προσφέρει με το απλό πάτημα ενός κουμπιού το κλιματιστικό, δεν είναι προνόμιο μόνο των σύγχρονων ανθρώπων.

Ιστορική εξέλιξη της Ψύξης και του Κλιματισμού Τον 2ο αιώνα ο Κινέζος εφευρέτης Ντινγκ Χουάν της Δυναστείας των Χαν εφηύρε έναν περιστρεφόμενο χειροκίνητο ανεμιστήρα για κλιματισμό με επτά τροχούς. Το 1820 ο Βρετανός επιστήμονας και εφευρέτης Μάικλ Φάραντεϊ ανακάλυψε πως συμπιέζοντας και υγροποιώντας την αμμωνία μπορούσε να ψυχθεί ο αέρας όταν η υγροποιημένη αμμωνία εξατμιζόταν. Η σύγχρονη μορφή των κλιματιστικών προέκυψε έπειτα από επιτυχημένες εφαρμογές της Χημείας τον 19ο αιώνα. Η πρώτη μεγάλης κλίμακας ηλεκτρική κλιματιστική μηχανή εφευρέθηκε το 1902 από τον Γουίλις Χάβιλαντ Κάριερ. Το 1911 ο Carrier παρουσίασε τον ψυχρομετρικό χάρτη Από το 1920 αρχίζει η εγκατάσταση κεντρικών κλιματιστικών μονάδων σε διάφορα κτίρια Το 1930 κάποια μεγάλα κτίρια στις Η.Π.Α. διέθεταν ήδη εγκατάσταση κλιματισμού. Το1945 αυξήθηκαν οι απαιτήσεις για κλιματισμό κτιρίων με κεντρικά συστήματα. Όσο για τον όρο «κλιματισμός», αυτός επινοήθηκε από τον Αμερικανό Στιούαρτ Κρέιμερ. Η καινοτομία στην τεχνολογία του κλάδου σημειώνει διαρκή πρόοδο και σήμερα με πρόσφατη αυτή της ενεργειακής απόδοσης και της βελτίωσης της ποιότητας του αέρα στους εσωτερικούς χώρους.

Μέρη που αποτελείται Το κλιματιστικό μηχάνημα αποτελείται από τρία μέρη - συσκευές: την εσωτερική μονάδα και την εξωτερική (συμπιεστής) και τον εξατμιστήρα η λειτουργία των οποίων βασίζεται στον ψυκτικό κύκλο. Συνδετικός κρίκος μεταξύ των συσκευών αυτών είναι το φρέον (ψυκτικό υγρό). Ακολουθώντας τον ψυκτικό κύκλο, το κλιματιστικό αφαιρεί ποσότητες θερμότητας από τον χώρο ώστε να μειωθεί ή να αυξηθεί η θερμοκρασία.

Είδη Τα πιο συνηθισμένα μηχανήματα που χρησιμοποιούνται για να προκαλέσουν τη μείωση της θερμοκρασίας του αέρα σε ένα σπίτι, είναι οι διαιρούμενες κλιματιστικές μονάδες ή split-units ή πιο συνηθισμένα air-conditioners. Η ακόμα πιο εξειδικευμένη ορολογία τα χαρακτηρίζει σαν τοπικές διαιρούμενες κλιματιστικές μονάδες ψυκτικού ρευστού – αέρα. Τοπικές γιατί τοποθετούνται σε ένα χώρο και αποδίδουν μόνο σ’αυτόν. Διαιρούμενες γιατί αποτελούνται από δύο μέρη : Την εξωτερική, που λειτουργεί κατά βάση σαν εναλλάκτης θερμότητας μεταξύ του ψυκτικού ρευστού και του περιβάλλοντος και την εσωτερική, μεταξύ ψυκτικού υγρού και του εξωτερικού χώρου. Η εξωτερική μονάδα περιλαμβάνει βασικά τον συμπιεστή ο οποίος διακινεί το ψυκτικό υγρό με καθορισμένη πίεση σε όλο το κύκλωμα. Το ψυκτικό υγρό που ήταν το R-22, αντικαταστάθηκε με τα R-410A και R-407C.

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ

Ένα κλιματιστικό λειτουργεί παρόμοια με ένα ψυγείο Ένα κλιματιστικό λειτουργεί παρόμοια με ένα ψυγείο. Το ψυκτικό κυκλοφορεί μέσα στο σύστημα ενώ αλλάζει η μορφή του ή η κατάστασή του. Τέσσερα είναι τα στάδια στον "κύκλο του ψυκτικού". Ο συμπιεστής που κάνει το ψυτκικό να κυκλοφορεί μέσα στο σύστημα είναι η καρδιά του κλιματιστικού. Πριν περάσει από το συμπιεστή, το ψυκτικό είναι σε αέρια μορφή με χαμηλή πίεση. Λόγω του συμπιεστή αυξάνει η πίεση του αερίου, θερμαίνεται και ρέει προς τον συμπυκνωτή. Στον συμπυκνωτή το υψηλής πίεσης και θερμοκρασίας αέριο απελευθερώνει τη θερμότητά του στον αέρα του εξωτερικού χώρου και μετατρέπεται σε υγρό υψηλής πίεσης που υποψύχεται.

3. Το ψυκτικό υψηλής πίεσης περνάει από την βαλβίδα επέκτασης, η οποία μειώνει την πίεση, και έτσι, η θερμοκρασία γίνεται χαμηλότερη από τη θερμοκρασία του χώρου που ψύχεται. Με τον τρόπο αυτό έχουμε κρύο ψυκτικό υγρό χαμηλής πίεσης. 4. Το χαμηλής πίεσης ψυκτικό ρέει προς τον εξατμιστή όπου απορροφά θερμότητα από τον αέρα του εσωτερικού χώρου, εξατμίζοντάς την, και μετατρέπεται σε αέριο χαμηλής πίεσης. Το αέριο επιστρέφει στον συμπιεστή και ο κύκλος επαναλαμβάνεται από την αρχή.

Σε περίπτωση χρήσης αντλίας θερμότητας υπάρχει η δυνατότητα ο κύκλος αυτός να αντιστραφεί. Η αντλία θερμότητας είναι ένα σύστημα κλιματισμού το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για ψύξη όσο και για θέρμανση. Η αντλία θερμότητας αντλεί ενέργεια από το εξωτερικό περιβάλλον και μεταφέρει τη θερμότητα στο εσωτερικό. Η ίδια αρχή ισχύει και σε πολύ κρύες ημέρες, με θερμοκρασίες κάτω από -5oC, -10oC, ή και -15oC, ανάλογα με τον τύπο του κλιματιστικού συστήματος που χρησιμοποιείται.

Πρόγραμμα ψύξης Πρόγραμμα θέρμανσης Συνεπώς, οι μονάδες αντλίας θερμότητας καταργούν την ανάγκη άλλου συστήματος θέρμανσης και επιτρέπουν την ψύξη και θέρμανση του χώρου με την ίδια μονάδα, εξοικονομώντας παράλληλα κόστος και ενέργεια καθ' όλη τη διάρκεια του χρόνου.

Υπάρχει Εξέλιξη; Η έρευνα και οι συνεχείς βελτιώσεις από τους κατασκευαστές των κλιματιστικών έχουν σαν αποτέλεσμα πιο αθόρυβη, οικονομικότερη και αποδοτικότερη λειτουργία των split units. Νέοι κινητήρες με τεχνολογία inverter επιτρέπουν τον έλεγχο των στροφών και κυρίως την ομαλή αυξομείωσής τους με καταπληκτικά αποτελέσματα στην οικονομική και αθόρυβη λειτουργία του κλιματιστικών μηχανημάτων. Μοντέρνος σχεδιασμός στην κατασκευή των εσωτερικών μονάδων και οικολογικά ψυκτικά μέσα ολοκληρώνουν τις βελτιώσεις στα κλιματιστικά αυτού του είδους μαζί με ειδικά φίλτρα και ιονιστές που βελτιώνουν την ποιότητα του αέρα.

Κλιματιστικά και Ατμοσφαιρική Ρύπανση Σύμφωνα με στοιχεία της Ευρωπαϊκής Επιτροπής Περιβάλλοντος η εκτεταμένη χρήση κλιματιστικών δημιουργεί έναν φαύλο κύκλο που αφενός αυξάνει το ενεργειακό φορτίο και αφετέρου τη θερμοκρασία της ατμόσφαιρας. Γιατροί και τεχνικοί συντήρησης κλιματιστικών συσκευών, συχνά αναφέρονται στους κινδύνους που απορρέουν από την αλόγιστη χρήση τους.  Οι κίνδυνοι για την υγεία συνοψίζονται στις πνευμονολογικές λοιμώξεις, στην ψύξη, δυσφορία και πονοκεφάλους, ενώ ο μη ανανεωμένος εισπνεόμενος αέρας δημιουργεί μακροπρόθεσμα σοβαρές πνευμονολογικές δυσλειτουργίες.

Μείωση Περιβαλλοντικών Επιπτώσεων Χρήση μόνο όταν είναι απαραίτητο και ρύθμιση σε λογική θερμοκρασία  Ετήσια συντήρηση από ειδικό ψυκτικό είναι οι ενέργειες που πρέπει να κάνουμε για να περιορίσουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των κλιματιστικών.

ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΑΠΟ ΤΗ ΜΑΡΙΑΝΝΑ ΣΠΥΡΙΔΑΚΟΥ ΨΥΓΕΙΟ - ΚΛΙΜΑΤΙΣΤΙΚΟ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΑΠΟ ΤΗ ΜΑΡΙΑΝΝΑ ΣΠΥΡΙΔΑΚΟΥ