Chłodziarka to maszyna robocza, której zadaniem jest obniżenie temperatury środowiska chłodzonego, kosztem doprowadzonej energii. W chłodziarkach absorpcyjnych energię dostarczamy w postaci ciepła, natomiast w pozostałych (sprężarkowych, strumienicowych, termoelektrycznych) w postaci pracy.
Chłodzonym czynnikiem może być powietrze, woda lub inny czynnik pośredniczący (chłodziwo).
Chłodziarka absorpcyjna
Tego typu chłodziarka działa na zasadzie krążenia czynnika chłodniczego między absorberem (tutaj jest pochłaniany) a desorberem (w chłodziarce tę funkcję spełnia warnik - tu wydziela się z roztworu). Pobierane w ten sposób ciepło powoduje obniżenie temperatury w komorze chłodziarki. Chłodziarki absorpcyjne to pierwsze elektryczne chłodziarki. Z wynalezieniem chłodziarek sprężarkowych, które są bardziej wydajne, systematycznie przechodzono na nowe rozwiązanie. W pewnych sytuacjach stosuje się je do dziś. Przykładem mogą być chłodziarki małe, stacjonarne (poniżej 1 m wysokości). W tego typu lodówkach nie montuje się sprężarek, gdyż układ sprężarkowy, mimo że bardziej wydajny, zajmuje więcej miejsca. Charakterystycznym typem chłodziarek absorpcyjnych jest chłodziarka gazowa. W typowej chłodziarce warnikiem jest grzałka elektryczna, a w gazowej palnik gazowy. To rozwiązanie jest często stosowane w miejscach, gdzie nie ma prądu, lub są jego zaniki, a łatwo urządzenie podłączyć do butli gazowej (np. w przyczepach kempingowych). W tego typu chłodziarkach często zamontowana jest też grzałka i urządzenie można zasilać zarówno prądem, jak i gazem.
Chłodziarka sprężarkowa
W parowniku, który jest umiejscowiony w środowisku chłodzonym, panuje niskie ciśnienie więc i temperatura. Znajdujący się tam czynnik chłodniczy wrze, intensywnie odbierając ciepło. Następnie jest zasysany i sprężany przez sprężarkę, po czym trafia do skraplacza, gdzie pod wysokim ciśnieniem ulega skropleniu. Ciekły czynnik o temperaturze wyższej od temperatury otoczenia trafia do elementu dławiącego, ponieważ jego ciśnienie musi zostać obniżone do ciśnienia panującego w parowniku. Podczas dławienia część czynnika odparowuje powodując spadek temperatury pozostałej cieczy. Zimna mieszanina cieczowo-parowa trafia do parownika i cykl się powtarza.
Czynnik chłodniczy – czynnik termodynamiczny, który uczestniczy w wymianie ciepła w urządzeniu chłodniczym lub pompie ciepła. Wrząc pod niskim ciśnieniem i w niskiej temperaturze pobiera ciepło, które następnie oddaje w trakcie skraplania pod wyższym ciśnieniem i w wyższej temperaturze.
Przykłady czynników termodynamicznych
Woda – z uwagi na powszechne jej występowanie bardzo często wykorzystywana. Ma bardzo dobre właściwości z uwagi na wymianę ciepła. Szczególnie, jeśli chodzi ciepło parowania i skraplania. Powszechnie używana jako nośnik ciepła do ogrzewania, jak i chłodzenia. Była pierwszym czynnikiem stosowanym w silnikach cieplnych jako para (patrz: maszyna parowa). Obecnie powszechnie stosowana w energetyce do napędu turbin parowych. W układach maszyn zarówno w swojej postaci ciekłej, jak i do wytwarzania pary stosuje się w większości wodę destylowaną, z uwagi na jej mniejsze właściwości korozyjne. Niestety woda i tak zawsze powoduje korozję, dlatego czasami stosuje się różnego rodzaju dodatki.
Spaliny – są czynnikiem we wszystkich silnikach spalinowych (też w turbinach spalinowych), dlatego są bardzo rozpowszechnione w tej roli. Mimo że to mieszanina różnych substancji to w roli czynnika traktuje się je jako gaz o określonych właściwościach. Są produktem spalania i to niewątpliwie produktem ubocznym. Lecz skoro już są, wykorzystuje się ich cechy na w celu polepszenia procesu termodynamicznego w maszynie (na przykład zmianę wykładnika adiabaty). Jednak można się doszukać też zalet: Spalin czasem używa się jako gazu obojętnego (w tym przypadku jako niepalnego).
Powietrze – czynnik bardzo często wykorzystywany, gdyż jest bardziej dostępny niż woda. Najczęściej używany do chłodzenia wszędzie tam, gdzie chłodzenie cieczą nastręczałoby problemów. Przykładowo: w małych silnikach spalinowych; w układach łopatkowych turbina; w elektrotechnice oraz elektronice do chłodzenia zasilaczy, układów scalonych, CPU, GPU i innych elementów. Powietrze jest też traktowane po prostu jako czynnik przepływając przez sprężarkę albo silnik pneumatyczny (turbinę).
Freon – czynnik chłodniczy używany w chłodziarkach zwanych potocznie lodówkami. Niegdyś bardzo popularny ze względu na bezpieczeństwo użytkowania i dobre właściwości termodynamiczne. Obecnie ze względu na rosnące przekonanie, że szkodzi środowisku naturalnemu próbuje się go udoskonalać.
R600 – czynnik chłodniczy używany w nowoczesnych chłodziarkach zwanych potocznie lodówkami. Jest bardziej przyjazny dla środowiska, bo nie zawiera freonu.
Olej – chętnie używany jako czynnik, ponieważ łączy w sobie dobre własności termodynamiczne i smarne. Służy do celów grzewczych i chłodniczych. Stosowany w silnikach; różnych urządzeniach mechanicznych w elektrotechnice (transformator olejowy) i w gospodarstwie domowym (grzejnik olejowy). Pompa cieplna jest urządzeniem, które pobiera ciepło w niskiej temp i następnie doprowadzoną pracę wykorzystuje na podniesienie temp czynnika krążącego w obiegu. Umożliwiając wykorzystanie ciepła odbieranego w temp wyższej. Ciepło odbierane z obiegu może być wykorzystane do celów grzewczych. Obieg pompy cieplnej jest taki sam jak w chłodniczej, spełnia jednak inną funkcję.
