Obieg powietrza w lodówkach No-Frost, Multi-AirFlow, Twin Cooling – jak działa i na co wpływa?

Pytanie

Jak działa obieg powietrza w lodówce?

Odpowiedź Sztucznej Inteligencji

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

• Obieg powietrza w lodówce polega na ciągłym zasysaniu cieplejszego powietrza z komór, schładzaniu go na parowniku i ponownym rozprowadzaniu za pomocą wentylatora oraz systemu kanałów.
• Zapewnia to równomierną temperaturę i właściwą wilgotność w całym urządzeniu, a w systemach No-Frost dodatkowo usuwa wilgoć, zapobiegając powstawaniu szronu.

Kluczowe punkty
• Parownik = źródło „zimna”, wentylator = pompa powietrza, kanały + przepustnice = dystrybucja.
• Statyczne modele wykorzystują konwekcję naturalną, dynamiczne – wentylatory.
• W lodówkach Twin / Dual Cooling każda komora ma własny parownik i obieg.

Szczegółowa analiza problemu

1. Układ chłodniczy jako generator energii chłodniczej
   a. Sprężarka podnosi ciśnienie czynnika → skraplacz oddaje ciepło do otoczenia.
   b. Capillary / zawór rozprężny obniża ciśnienie → w parowniku następuje odparowanie i intensywne pochłanianie ciepła.
   c. Temperatura powierzchni parownika spada do –25 … –30 °C.

2. Tor powietrza (wariant No-Frost)
   a. Wentylator (DC-BLDC 12–24 V lub synchroniczny 230 V) zasysa przefiltrowane powietrze z komór.
   b. Strumień przepływa przez żeberka parownika, oddając \(Q=m·c_p·ΔT\).
   c. Wytrącona wilgoć zamarza na lamelach → wymaga cyklicznego defrostu (grzałka 100–200 W).
   d. Schłodzone, osuszone powietrze trafia do:
   • zamrażarki (najniższa temp.) przez główny kanał,
   • chłodziarki przez kanał z przepustnicą (damper; silnik krokowy, termistor NTC 5–10 kΩ).
   e. Po ogrzaniu powietrze wraca dolnymi otworami do strefy wentylatora – cykl zamknięty.
   Typowe wydatki: 20–45 m³/h; prędkość w kanałach 1,5–3 m/s, różnica ΔT 12 … 16 K.

3. Obieg statyczny (lodówki starsze/tanie)
   • Bez wentylatora: zimne powietrze opada grawitacyjnie, ciepłe unosi się.
   • Skutkuje gradientem temperatur (≈ 3–7 K między półkami).
   • Wymaga okresowego ręcznego rozmrażania.

4. Rozwiązania wieloobiegowe
   • Twin/NeoFrost (Samsung/Beko): dwa parowniki + dwa wentylatory → brak mieszania zapachów, lepsza wilgotność (chłodziarka 65 … 75 % RH).
   • Multi-AirFlow (Bosch/Siemens): rozbudowana sieć wylotów, równomierne ΔT < 1 K.

5. Proces odszraniania (Defrost)
   a. Po 6–12 h pracy sprężarki sterownik wyłącza chłodzenie, włącza grzałkę.
   b. Lód topnieje, woda spływa do tacki na sprężarce (wyparowanie ciepłem agregatu).
   c. Czujnik odszraniania (≈ 10 °C) kończy cykl; całość trwa 10–25 min.

Aktualne informacje i trendy

• Wentylatory BLDC o zmiennej prędkości – cicha praca, adaptacyjne sterowanie AI (LG ThinQ, Samsung AI Energy).
• Sterowanie inwerterowe sprężarki – płynna regulacja mocy, mniejsze wahania temp.
• Nowe czynniki o niskim GWP (R600a, R290) + unijna dyrektywa F-Gas.
• Strefy mikroklimatyczne (0 °C „Chef Zone”, szuflady z kontrolą wilgotności 45/90 %).
• Powłoki fotokatalityczne / UV-C w kanałach dla redukcji bakterii i zapachów.

Wspierające wyjaśnienia i detale

• Analogia: parownik + wentylator = „klimatyzator” wewnątrz lodówki; kanały = „układ wentylacyjny”.
• Przyrost temp. produktu zależy od \(\frac{1}{U·A}\) łącznego oporu cieplnego i wymuszonej konwekcji; wymuszony przepływ zwiększa współczynnik α o rząd wielkości względem konwekcji naturalnej.
• Typowy spadek ciśnienia w kanałach < 30 Pa – wystarcza niewielki silnik (1,5–3 W).

Aspekty etyczne i prawne

• Regulacje UE EcoDesign/2021 – klasy energetyczne A-G, maks. pobór roczny (kWh/a).
• F-Gas: docelowa eliminacja czynników > 150 GWP w chłodziarkach domowych do 2025 r.
• Bezpieczeństwo: czynniki propanowe łatwopalne → konieczność spełnienia norm EN 60335-2-24 (≤ 150 g R600a, ≤ 150 g R290).
• Recykling: odzysk czynnika i pianki PU zgodnie z WEEE.

Praktyczne wskazówki

1. Nie zasłaniaj nawiewów/otworów powrotnych (≥ 20–30 mm luzu).
2. Ładuj żywność w opakowaniach przewiewnych; nie dociśnij do tylnej ścianki.
3. Czyść skraplacz i kanały 1-2 ×/rok; sprawdzaj uszczelki drzwi (test kartki papieru).
4. Przy braku chłodzenia: nasłuch wentylatora, test czujnika drzwi, pomiar rezystancji NTC.
5. Po rozmrożeniu lodówki (24 h, drzwi otwarte) obserwuj, czy szron powraca – to wskaźnik niesprawnego cyklu defrost.

Ewentualne zastrzeżenia lub uwagi dodatkowe

• Dynamiczny obieg lekko obniża wilgotność – niektóre warzywa należy przechowywać w szufladach z wyższą RH.
• Większa złożoność = więcej elementów awaryjnych (wentylator, damper, grzałka).
• Hałas: wentylator 28–35 dB(A); przy zabrudzeniu łożysk wzrasta do 45 dB(A).

Sugestie dalszych badań

• Magnetokaloryczne chłodzenie stało-stanowe (prototypy Liebherr-NIMS).
• Aktywne panele fazowo-zmienne (PCM) do stabilizacji ΔT podczas cykli odszraniania.
• Czujniki CO₂/etylenu z AI dla predykcji świeżości produktu i adaptacyjnego przepływu.
• Analiza CFD mikro-przepływów w celu optymalizacji kanałów i redukcji strat ciśnienia.

Krótkie podsumowanie

Obieg powietrza w lodówce to zamknięty, wymuszony przez wentylator cykl: zasysanie ciepłego powietrza, schładzanie na parowniku, rozprowadzenie do komór i powrót. Warianty No-Frost z automatycznym defrostem oraz systemy wieloparownikowe minimalizują szron, zapachy i nierównomierne temperatury. Prawidłowe działanie zależy od drożności kanałów, sprawnego wentylatora, czujników i regularnej konserwacji. Nowoczesne rozwiązania idą w kierunku inwerterów, niezależnych obiegów i inteligentnych algorytmów sterowania, odpowiadając jednocześnie na rosnące wymagania energetyczne i ekologiczne.