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.