Как работает изотермическая сумка (переносной холодильник)

Как работает изотермическая сумка (переносной холодильник)

У людей иногда вызывает недоумение компактная сумка холодильник: как работает этот бытовой прибор, если даже провод для подключения к сети есть не у каждой модели? Но и косметика на летнем пляже, и бутылка воды, и баночка с детским питанием или бутерброды для пикника прекрасно сохраняются в удобном рюкзачке или сумке. Сумку-холодильник можно подключить и к автомобильной электросети в дальней поездке, и пользоваться ей в автономном режиме, если машины нет. При этом устройство сумки холодильника зависит от ее модели.

Не все переносные холодильники одинаковы

На самом деле только одна разновидность сумок-холодильников может быть признана уменьшенной копией обычного домашнего морозильного аппарата. Чаще всего работают они по совершенно другому принципу, условно их можно разделить на 3 основных разновидности:

• сохраняющие температуру;
• поддерживающие тепло или холод;
• активно охлаждающие.

Практически все модели переносных холодильных контейнеров могут использоваться и в качестве термосов, сохраняющих не только холод, но и тепло. Сумку-холодильник можно взять с собой на зимнюю прогулку, чтобы побаловать себя и друзей горячими, с пылу с жару, пирожками или пиццей. Волшебства здесь никакого нет: такая возможность обуславливается устройством этих переносных термоконтейнеров.

Как работает сумка-термос?

Пластиковый контейнер, рюкзак или сумка из яркой синтетики очень удобны для тех, кто отправляется в путешествие пешком. Преимущество сумки по сравнению с контейнером неоспоримо: ее можно свернуть, когда она опустела. Но контейнер сам может служить удобным вместилищем для других вещей, когда не используется по назначению.

Принцип действия таких устройств прост: они представляют собой термосы большого размера, в которых можно сохранить горячую или холодную пищу. Сумка (или рюкзак) состоит из 2 слоев нейлоновой ткани, между которыми помещен слой вспененного полиуретана или полиэтилена. Эти материалы хорошо сохраняют температуру внутри емкости, пластичны и легки. Гипоаллергенность и полное отсутствие запаха делают их пригодными для использования в качестве вместилища для пищевых продуктов.

Температура внутри такого холодильника не меняется в течение нескольких часов.

Термоконтейнер состоит из 2 пластиковых емкостей. Пространство между стенками внешнего и внутреннего ящика заполнено изотермическим материалом. Чаще всего это пенопласт (пенополиуретан, пенополистирол). Прослойку из пенопласта имеет и крышка контейнера, что делает его герметичным и вполне отвечающим задаче сохранения нужной температуры содержимого. Толщина термоизолятора может достигать 4 см, а это дает возможность сохранять температуру без изменений до 15 часов.

Простое сохранение холода — это еще не все, на что способны переносные термоконтейнеры. Некоторые из них могут поддерживать внутри емкости нужную температуру, что почти в 2 раза увеличивает продолжительность их работы. Это сумки-холодильники с аккумуляторами холода или тепла. От предыдущих моделей они отличаются наличием специальных емкостей, заполненных солевым раствором, гелем или сухим льдом.

Герметичность аккумуляторов позволяет сохранять количество действующего вещества неизменным и использовать их неоднократно.

Аккумулятор холода с сухим льдом производители рекомендуют положить в морозильную камеру бытового холодильника на 1,5-5 часов перед применением. Срок замораживания зависит от его объема. Подготовленный к работе аккумулятор следует поместить в сумку-холодильник и заполнить ее заранее охлажденными продуктами. Оттаивая, сухой лед будет поглощать тепло, поддерживая прохладу внутри контейнера. После применения рекомендуется промыть поверхность аккумулятора и оставить на хранение в сухом помещении. Если необходимость в аккумуляторе холода возникает часто, то хранить его можно прямо в морозильной камере, так он всегда будет готов к работе.

Некоторые виды термоаккумуляторов могут поддерживать и тепло внутри изотермической сумки. Для этого их нужно перед применением выдержать в горячей воде в соответствием с инструкцией изготовителя. Для поддержания нужной температуры внутри сумки нужен 1 аккумулятор на 5 л объема. При желании можно приобрести отдельную емкость с гелем или раствором, чтобы увеличить продолжительность работы холодильной сумки.

Настоящий холодильник

К этой группе можно отнести все виды термоконтейнеров с подключением к автомобильной электросети. Подключить их можно через гнездо прикуривателя, для этого шнур имеет специальный разъем.

Некоторые модели абсорбционных мини-холодильников могут работать на пропане или бутане, тогда для них потребуется дополнительно приобрести баллон с газом.

Газовые разновидности очень удобны для применения вдали от цивилизации, но требуют наличия поблизости заправочной станции или магазина, где можно приобрести газ. Их недостаток в том, что довольно объемного 5-литрового баллона хватает лишь на 8 дней работы. Принцип действия таких холодильников основан на повышении температуры рабочего раствора газовой горелкой.

Компрессионные и термоэлектрические сумки-холодильники наиболее приближены по принципу действия к классическому холодильному шкафу. Они не просто сохраняют температуру внутри герметичной емкости, но и активно охлаждают воздух в ней. Небольшой компрессор, работающий от сети в 12 В, нагнетает хладагент (изобутан или фреон) в систему тонких трубок, где нагревшийся от сжатия газ быстро остывает до температуры окружающей среды. Через очень тонкий капилляр газ поступает в трубочки испарителя, расположенные внутри сумки или контейнера. Расширяясь там, он отнимает значительную часть тепла у окружающей среды, а прохладный воздух способствует снижению температуры помещенных в изотермическую емкость продуктов.

Недостатком компрессионной сумки-холодильника является ее повышенная чувствительность к толчкам и вибрации. Они неизбежны при движении даже по самой ровной магистрали и приводят к нарушениям в работе компрессионной изотермической техники.

Современные термоэлектрические холодильные контейнеры и сумки работают по совершенно иному принципу. В охлаждающем агрегате таких приборов нет ни жидкостей, ни газов. Принцип действия основан на эффекте Пельтье: в месте стыка 2 полупроводниковых материалов при прохождении тока происходит интенсивное поглощение тепла. Элемент Пельтье при этом сильно охлаждается сам и отнимает часть тепла у воздуха в сумке.

Электропитание такой изотермической емкости может осуществляться как стационарно, от автомобильной сети, так и автономно, от встроенного в контейнер аккумулятора. Подзарядка его может быть осуществлена от сети в 12 В (через гнездо прикуривателя в автомобиле) или от электросети через обычную розетку. Как правило, такие изотермические приборы имеют маркировку ТЕС.

Выбирая переносной холодильник, нужно определить, для каких целей он будет использоваться. Существует множество вариантов таких изделий, которые отличаются по вместимости и принципу действия. Перед тем как вложить деньги в приобретение сумки-холодильника, нужно определиться, планируется ли хранение в ней прохладных продуктов для пикника или от устройства требуется интенсивное охлаждение содержимого в течение долгого времени.

Часть5. НАШИ холодильники… да и про автохолодильники вообще

Не собирался отдельно писать про автохолодильники, вроде с ними, все более менее понятно, но почитав блоги других форумчан на нашем сайте, понял, что эта тема не раскрыта полностью, каждый рассказывает только о конкретной модели холодильника, которой пользуется он лично и нет общего понимания, какие они бывают и чем отличаются.

Вкратце про один из них упоминалось в главе
Часть4. НАША кемпинговая полевая кухня
посвященной обустройству нашей кухни на природе.

Итак, в этой части я расскажу:
1. какие бывают переносные холодильники и чем они отличаются
2. какие конкретные модели есть у нас и как мы их используем на природе, на даче, и даже в офисе.

Начнем, теория холодильникостроения
Когда мы собираемся в длительную поездку и не важно, едем мы путешествовать на автомобиле, отдыхать на море или просто на пикник, или на выходные, мы в любом случае берем с собой продукты, и(или) напитки.
А для того, чтобы продукты не испортились, а напитки были прохладными нам нужен переносной холодильник.

Для начала нам нужно выбрать холодильник оптимально подходящий под наши цели.
Для этого нужно задать себе несколько вопросов:

Какова длительность путешествия или пребывания на отдыхе?
Выезжая на один день, достаточно положить продукты в сумку-холодильник. Она легкая, не занимает много места и когда не нужна, ее можно компактно сложить и убрать.
Сумка-холодильник сделана из теплоизоляционного материала и способна удерживать приемлемую температуру в течение 12 часов.
Более дорогой вариант поддержания исходной температуры – изотермический контейнер. Он может удерживать тепло или холод от 12 до 72 часов.
Если поездка планируется длительная, то нужен холодильник, работающий от автомобильного аккумулятора. Если по прибытии на место будет возможность подключиться к электрической сети, то можно рассматривать холодильники с питанием от сети 220вольт. Также бывают холодильники работающие от газа. При частых поездках на большие расстояния стоит присмотреться к устройствам с возможностью питания от различных источников энергии.
При выборе холодильника необходимо руководствоваться и климатическими условиями региона. Жителям южных широт следует предпочесть более мощные в плане охлаждения устройства, к числу которых относятся модели компрессорного типа. Они смогут поддерживать нужную температуру на протяжении длительного времени.
Если температура воздуха очень высокая, а продукты очень чувствительны к перегреву, то лучший вариант компрессорный холодильник.

Условия работы?
Внедорожные путешествия противопоказаны компрессорным и абсорбционным холодильникам. Они тяжело переносят сильную тряску и вибрации. Велика вероятность, что в скором времени они просто выйдут из строя. В этом случае лучше выбрать термоэлектрический автохолодильник. Однако есть и исключения из правил, существуют модели компрессорных холодильников предназначенных для работы в тяжелых условиях (установка на катер или внедорожник).

Количество продуктов?
Одному человеку достаточным будет объем в 3-5 литров. Семье из трех человек понадобится примерно 30-40 литров. Это конечно примерные цифры, лично по мне так, чем больше тем лучше, главное чтобы в машину влез.

Цена?
Цена зависит от объема холодильника и той разницы температур, которую он может обеспечить между своим внутренним объемом и окружающим воздухом.

Переносные холодильники делятся на типы по принципы охлаждения:
— сумки-холодильники и изотермические контейнеры
— термоэлектрические
— абсорбационные (электрогазовые)
— компрессорные

Сумки-холодильники и изотермические контейнеры.
Такое название связано с тем, что они не могут вырабатывать холод или тепло. Они только поддерживают начальную температуру, в них могут быть добавлены аккумуляторы холода (они при нагреве могут быть и аккумуляторами тепла). Такие устройства являются автономными, то есть не требуют электричества для работы.
Продукты рекомендуется класть внутрь холодными или подогретыми.
Имеет смысл покупать сумку-холодильник (изотермический контейнер), если вам не нужно долго хранить продукты

Плюсы:
—низкая цена
Минусы:
—малый срок хранения продуктов

Термоэлектрические холодильники.
За счет прохождения тока по пластинам из полупроводника образуется эффект Пельтье. Воздух вокруг одной пластины нагревается, а вокруг другой охлаждается. При перемене полярности тока пластины меняют свой режим на противоположный.
Поэтому бывают холодильники как с режимом охлаждения так и с двумя режимами охлаждения-нагрева. Могут иметь самый различный объём, который обычно бывает от 0.5 до50 литров. Встречаются даже холодильники-подогреватели в виде автомобильных кружек. Работают такие холодильники от автомобильного прикуривателя. При подключении через специальный сетевой адаптер могут питаться от бытовой сети 220В
Продукты рекомендуется класть внутрь холодными или подогретыми.

Плюсы:
— минимальная чувствительность к ударам вибрациям (идеально для путешествий по бездорожью)
— надежность и долговечность (отсутствие движущихся частей и хладоносителя)
— возможность подогревания содержимого (не у всех моделей)
— низкий уровень шума
— небольшой вес

Минусы:
— медленное нагревание (охлаждение)
— очень высокое энергопотребление

Абсорбционные(электрогазовые) холодильники.
Роль хладагента в них выполняет водный раствор аммиака, циркуляция которого обеспечивается нагревом прибора от электросети или газового оборудования. Такой принцип функционирования не дает возможности выпуска моделей объемом менее 20 литров. Зато подобные приборы могут работать от газовых баллонов, что особо удобно в тех местах, где отсутствует доступ к электричеству.

Плюсы:
— надежность и долговечность (отсутствие движущихся частей)
— экономичность(при использовании газа)
— быстрое охлаждение (при питании от 220вольт или газа)
— бесшумная работа
Минусы:
— чувствителен к сильным кренам автомобиля (Если машина наклонится на угол порядка 30 градусов, то циркуляция жидкости в устройстве нарушится и холодильник отключится)
— не бывает холодильников маленького объема (минимум 20 литров)
— высокая стоимость
— небольшой выбор моделей

Компрессорные холодильники.
По сути это обычные бытовые холодильники, только меньших размеров. . Работают компрессорные холодильники от прикуривателя или от обычной сети 220 В. В аппаратах используются безопасные хладагенты типа фреона.

Плюсы:
— быстрое охлаждение (в некоторых моделях заморозка)
— большая вместительность
— возможность установки определенной температуры (не во всех моделях)
Минусы:
— чувствителен к ударам, вибрации (существуют модели для использования на катерах, внедорожниках)
— высокая цена
— крупные габариты
— тяжелый вес
— шум при работе
___________________________________________

Теперь, когда я рассказал, так сказать про теоретическую часть, приступаем к практической.

Первый нашим холодильником был термоэлектрический автохолодильник Igloo Plentikool

Технические характеристики:
размеры 516х372х295vv
общий полезный объем 20.9литра
вес 6.2кг

Вот цитата из рекламы с сайта производителя:
«Первая модель для наиболее комфортного использования в поездке или путешествии. Встроенный откидной съемный столик.»

Ну что про него сказать…
за время использования нареканий не было. Рекламируемый откидной столик штука бесполезная, сразу его снял. Плюсы и минусы аппаратов данного типа известны, правда это не спасло нас… 2-3раза аккумулятор на машине он посадил, хорошо что рядом были друзья и помогли завести авто.

Хочу напомнить, что по хорошему продукты и напитки нужно класть охлажденными, если положите теплыми, то он их охладит, но происходить это будет очень долго.

В какую то поезду собралось много народа и в наш автохолодильник все не влезло, так как это обнаружилось накануне выезда, то по быстрому была куплена сумка-холодильник Termos QA24Can C 163565.

Технические характеристики:
общий полезный объем 24 литра
материал корпуса нейлон
корпус складной

В принципе и сказать то больше нечего. Охлаждаем продукты, кладем туда, если на улице не жара, то держит холод ДО12часов, то есть 12часов это наверное предел.
И вот так мы постоянно мучились на выездах…

ИЛИ нужно следить за тем, чтобы автохолодильник аккумулятор на машине не посадил, ИЛИ по быстрому нужно сьесть продукты из сумки-холодильника.

В какой-то момент времени мне брат рассказал, что видел в интернете холодильники работающие на газу. Я сначала думал, что это шутка какая-то, а голове как-то не совсем укладывалось, вроде газ, огонь, жара, и тут холодильник.
Полез в интернет, нашел, оказалось что моделей таких холодильников не так много на рынке.
Причем из приличных, только одна компания производит. У них несколько моделей, выбирал, у которой максимальное охлаждение относительно температуры окружающей среды.
Выбрал, поехал, купил.

Третьим нашим холодильником стал абсорбционный(электрогазовый) холодильник Dometic RC2200EGR

Технические характеристики:
размеры 500х487х444мм
общий полезный объем 40литров
вес 14кг
Питание 12 В пост. тока / 230 В перем. тока/Сжиженный газ

Более всего интересно питание холодильника от газа, расход газа совсем небольшой
« в инструкции написано — максимум 256 г/сутки, минимум 187 г/сутки.» В СУТКИ, не в час.

Из описания с сайта производителя:
— максимально до температуры на 30 °C ниже температуры окружающего воздуха
— элегантный алюминиевый корпус
— абсолютно тихая работа
— 3-х ступенчатое регулирование пламени при работе на газе, пьезозажигание, термостатическое регулирование при напряжении питания 230 В
— вертикальный отсек для 1,5- и 2-литровых бутылок
— в объем поставки входит емкость для изготовления кубиков льда

В чем прелесть данного аппарата?
Можно перед поездкой включить его в 220 вольт, загрузить в него продукты и пускай лежат, потом переставляем его в машину, включаем в 12вольт, приезжаем на место отдыха включаем или в 220вольт или запускаем его в работу от газа.

Есть конечно минусы, он не морозильник, то есть какое то мясо и все такое надолго взять не получится, ну в общем все как в домашнем холодильнике.

Напоследок пара фото применения в офисе

Подводя итог.
Используем на данный момент два холодильника:
Постоянно на выездах, на даче у друзей, на работе
абсорбционный(электрогазовый) автохолодильник Dometic RC2200EGR

Иногда, когда основного не хватает или выезжаем просто на пикник, то
сумка-холодильник Termos QA24Can C 163565

Как работает автохолодильник – принцип работы

Технологичное, современное устройство небольших размеров, незаменимое в долгих, дальних поездках, выездах на природу. Задача всех холодильников для автомобилей поддерживать низкие температуры герметичной камеры, где хранятся охлажденные продукты питания, напитки. Однако с различными типами охлаждающей техники эта цель достигается разными способами.

Холодильники для автомобилей по сложности конструкции, стоимости, принципам, характеристикам работы подразделяются на четыре основных типа:

1. компрессорные.
2. термоэлектрические.
3. абсорбционные.
4. сумки-холодильники.

Последний вид не относится к технике и предназначен для поддержания температуры заранее охлажденных продуктов. Как работают автохолодильники остальных категорий, рассматривается подробнее в рамках этой статьи.

Как работает холодильник без компрессора

К холодильникам, работающим без применения компрессоров, относятся агрегаты абсорбционного и термоэлектрического типов. Их действие основано на использовании принципиально отличающихся способов: с помощью хладагента или элементов Пельтье.

Принцип действия абсорбционной охлаждающей установки

Охлаждающий эффект достигается с помощью постоянной циркуляции хладагента – раствора аммиака. При этом вещество поочередно подвергается нагреву и охлаждению. Холодный состав поступает в систему испарителя холодильной камеры, охлаждает ее, испаряется. Его пары поглощаются водой (абсорбируются) и снова отправляются к трубопроводу испарителя. Абсорбер всасывает раствор, а термический насос – создает давление в системе.

Установка состоит из:

• теплообменника, охлаждающего раствор;
• испарителя для аммиака;
• емкости, вмещающей хладагент;
• дефлегматора, собирающего абсорбированную смесь.

Принцип работы автохолодильника без компрессора абсорбционного типа основан на охлаждении, происходящем в момент поглощения аммиака водой. Его использование позволяет изготовителям выпускать модели, поддерживающие температурный режим от -5°С до +3°С, работающие от электричества, сжиженного газа, без вибрации, шума, экономно.

Как работают термоэлектрические холодильники

Работа холодильных установок этого типа основана на эффекте Пельтье. Постоянный ток подается на батарею, составленную из двух проводников, соединенных последовательно. При подаче тока на стыке элементов выделяется, поглощается и переводится тепло. При этом одна часть батареи нагревается, другая охлаждается.

Пластины, которые охлаждаются, размещают внутри холодильной камеры. Нагревающиеся элементы монтируют снаружи корпуса. Для стабильной работы устройство оснащается вентиляторами, охлаждающими нагревающуюся часть батареи. Возможна установка дополнительного вентилятора. Он монтируется возле охлажденных пластин, способствует циркуляции холодного воздуха внутри герметичной камеры.

Принцип работы термоэлектрического автохолодильника позволяет выпускать модели:

• компактные;
• бесшумные;
• надежные;
• долговечные;
• без хладагентов, изнашиваемых деталей;
• с питанием от сети 12В.

Термоэлектрические холодильники не боятся тряски, ухабов, крена. Работают как охлаждающая и нагревающая техника. Могут устанавливаться горизонтально или вертикально. Однако не дают сильного охлаждения, зависят от температуры за бортом (до 25°С разницы), имеют ограничения по объему камеры.

Особенности автомобильных холодильников, работающих от прикуривателя

Автовладельцы используют установки, продуцирующие холод тремя способами, упомянутыми выше и выбирают холодильное оборудование в зависимости от:

• возможностей транспортного средства, вместительности салона или багажника;
• длительности поездок, количества людей, участвующих в них;
• температурных характеристик, времени, требуемого для набора нужной температуры;
• состояния покрытия автодорог, по которым зачастую приходится ездить;
• стоимости хладотехники.

Выбираемые агрегаты компрессорного, абсорбционного либо термоэлектрического типа, объединяет возможность их подключения к прикуривателю автомобиля. При этом электричество, питающее установку, поступает от аккумулятора. Особенность принципа работы автохолодильника от прикуривателя заключается в наличии дополнительного электрооборудования в схеме и специального провода для подключения.

Если вы выбираете готовую модель любого типа, необходимо обратить внимание, есть ли в ее комплектации специальный соединительный шнур, какой он длины. Идеальным сочетанием является работа хладотехники от прикуривателя и стандартной сети 220В. Такую технику можно использовать в дороге и дома. Длину провода важно учитывать для того, чтобы устанавливать холодильник в салоне или багажнике.

Источник https://tehnika.expert/dlya-kuxni/xolodilnik/sumka-kak-rabotaet.html

Источник https://www.drive2.ru/b/2946014/

Источник https://tehnoradio.ru/blog/princip-raboty-avtoholodilnika/