„Chladicí cyklus se stlačováním par“ je název popisující činnost uzavřených okruhů používaných v chladicích aplikacích.
Využívá odpařování chladiva uvnitř okruhu, konkrétně ve výměníku tepla zvaném výparník, který absorbuje energii z okolního vzduchu; ta je pak přirozenou nebo ventilátorem vynucenou konvekcí přiváděna do prostoru pro skladování potravin (viz také „ZACHLAZENÍ“ a „TLAKOVÁ & TEPLOTA“).
Po odpaření již chladivo nemůže absorbovat značné množství energie, a proto je třeba jej vrátit do kapalného stavu kondenzací.
Vzniká tedy problém mít prostředí, které je dostatečně „chladné“ pro absorpci energie z chladiva, což přirozeně nemůže být stejný skladovací prostor, který byl právě ochlazen.
Využitím korelace mezi tlakem a teplotou pro změnu stavu, kdy vyšší tlaky odpovídají vyšším teplotám, se používá kompresor, který stlačí chladivo na tlak, který je vyšší než ve výparníku (až 8-10krát!), takže proces kondenzace může probíhat při teplotě, která je kompatibilní se snadno dostupným „studeným“ zdrojem, obvykle venkovním vzduchem.
Kondenzace tedy probíhá při vysoké teplotě (obvykle 35-55 °C) uvnitř výměníku tepla, kde obě kapaliny tvoří venkovní vzduch a chladivo. Ten zkondenzuje a vrátí se do kapalného stavu, zatímco venkovní vzduch se ohřeje.
Kapalné chladivo má při výstupu z kondenzátoru stále vysoký tlak. Je tedy zapotřebí expanzní zařízení, které kapalné chladivo roztáhne a sníží jeho tlak na hodnotu, při níž dochází k odpařování; chladivo se nyní vrátilo do svého původního stavu (kapalné při nízkém tlaku a teplotě) a může opět absorbovat energii ze vzduchu v prostoru pro skladování potravin.
Hlavní součásti chladicího okruhu jsou tedy:
Výparník: jedná se o výměník tepla podobný radiátoru při použití se vzduchem (žebrovaná spirála) nebo kompaktnější při použití s vodou (deskový výměník tepla, svazek trubek); vyměňuje energii vedením mezi chladivem, které se odpařuje a mění stav z kapaliny na plyn, a okolním vzduchem (nebo vodou), který je v důsledku toho ochlazován. Odpařování probíhá při prakticky konstantním tlaku a teplotě, s výjimkou mírného poklesu tlaku. Chladivo vystupující z výparníku je přehřátý plyn, jehož teplota je o něco vyšší než teplota vypařování.
Kompresor: jedná se o zařízení zajišťující objemovou kompresi, tj. postupné zmenšování objemu, pomocí rotačních nebo pístových systémů. Kompresor má za úkol cirkulovat chladivo uvnitř okruhu, konkrétně jej nasávat jako plyn z výparníku a poté jej stlačovat a dodávat pod vyšším tlakem do kondenzátoru. Mechanická práce vykonávaná kompresorem znamená výrazné zvýšení teploty plynu (někdy i nad 100 °C) a také spotřebu energie. Spotřeba energie kompresoru závisí na rozdílu mezi oběma pracovními tlaky. Chladivo vstupující do kompresoru musí být v plynném stavu, protože kapaliny jsou notoricky nestlačitelné. Kompresor začne pracovat, když jednotka potřebuje zajistit chlazení, a obvykle se aktivuje prostřednictvím systémů regulace teploty.
Kondenzátor: jedná se o výměník tepla, který je podobný výparníku, ale o něco větší, a může mít také podobu žebrovaného výměníku, deskového výměníku tepla nebo svazku trubek. Vyměňuje energii mezi venkovním vzduchem (nebo vodou) vháněným ventilátory a chladivem ve formě horkého plynu vypouštěného kompresorem. Chladivo se ochlazuje a poté kondenzuje při prakticky konstantní teplotě a tlaku, což znamená, že dochází k jeho mírnému podchlazení. Na výstupu z kondenzátoru bude chladivo v kapalném stavu při vysokém tlaku a s teplotou o něco nižší, než je teplota kondenzace.
Expanzní zařízení: skládá se z kalibrovaného otvoru, tenké kapiláry nebo mechanického či motoricky poháněného regulačního ventilu s mikroprocesorovým řízením. Škrcení vyvolané expanzním zařízením snižuje tlak kapalného chladiva vystupujícího z kondenzátoru bez výměny energie. Využívá se přitom Bernoulliho principu, podle něhož se rychlost kapaliny při průchodu omezením výrazně zvýší, což způsobí pokles tlaku a odpovídající pokles teploty. Tímto způsobem se kapalné chladivo vrátí na nízký tlak a nízkou teplotu a je připraveno k opětovnému vypařování, přičemž se opakuje výše popsaný cyklus.
Expanzní zařízení má také funkci řízení průtoku chladiva okruhem. Při nadměrném množství hrozí poškození kompresoru, protože se ve výparníku zcela neodpaří a zůstane částečně v kapalném stavu. Nedostatečné množství citelně snižuje účinnost jednotky, protože výparník není plně využíván.