Artikkeleita kylmäkoneista
Jääkaappi on lämpövoimakone, joka toimii päinvastoin. Lämpövoimakone siis ottaa lämpöä matalan lämpötilan alueelta ja siirtää sen korkean lämpötilan alueelle. Jotta tämä prosessi tapahtuisi, moottorin on tehtävä työtä. Lämpö kuitenkin virtaa luonnostaan vain korkean lämpötilan alueelta matalan lämpötilan alueelle. Lämpö ei voi virrata yksinään matalan lämpötilan alueelta korkean lämpötilan alueelle. Tämä on sopusoinnussa aiemmin käsitellyn Clausiuksen lauseen kanssa. Jääkaapissa tapahtuvalle prosessille edellinen Clausiuksen lause voidaan kirjoittaa seuraavasti:
Jäähdytyskoneen (joka toimii kierrossa) on mahdotonta siirtää lämpöä matalan lämpötilan paikasta korkean lämpötilan paikkaan tekemättä työtä ( termodynamiikan toinen pääsääntö – Clausiuksen lause).
Kursivoitu teksti on termodynamiikan toisen pääsäännön erityislausunto. Tämä lause koskee vain jäähdytyskoneita. Energian muodon muuttamisen ja sähkön siirtymisen prosessienergia päällä 
Jäähdytyslaite näyttää alla olevan kaavion kaltaiselta.
Kone tekee työtä (W) ottaakseen lämpöä matalan lämpötilan paikasta (Q L ) ja vapauttaa lämmön korkean lämpötilan paikkaan (Q H ). Energian säilymislain perusteella voidaan päätellä, että Q L + W = Q H.
Jos lämpömoottoreissa käytetään termiä hyötysuhde, niin kylmäkoneissa käytetään termiä hyötysuhde (KK). Kylmäkoneen hyötysuhde (KK) on matalassa lämpötilassa olevasta paikasta siirtyneen lämmön (Q L ) ja lämmön siirtämiseksi tehdyn työn (W) suhde. Matemaattisesti tämä voidaan kirjoittaa seuraavasti:
Jos haluat ilmaista kylmäkoneen hyötykertoimen prosentteina, kerro tämä yhtälö 100 %:lla. Ideaalisen kylmäkoneen hyötykerroin (kylmäkoneen Carnot-kerroin):
Käytämme yleisesti useita jäähdytyslaitteita, kuten jääkaappeja, ilmastointilaitteita ja lämpöpumppuja.
Kulkas
Lauhdutin = muuntaa höyryn nesteeksi, kompressori = puristaa kokoon. Jäähdytyskelat sijaitsevat yleensä jääkaapin sisällä, kun taas lauhdutinkelat sijaitsevat jääkaapin ulkopuolella (jääkaapin takaosassa).
Käämien sisällä on faasitasapainossa oleva neste (joka esiintyy nestemäisessä ja höyrymäisessä tilassa). Tätä nestettä kutsutaan kylmäaineeksi. Aiemmin yleisesti käytetty kylmäaine oli freoni. Freonia ei enää käytetä nykyään, koska sen vapautuminen voi vahingoittaa otsonikerrosta.
Kompressorin moottori (sähkökäyttöinen) imee kylmäainetta (höyrymuodossa) ja puristaa sen adiabaattisesti. Adiabaattisen puristuksen vuoksi höyryn lämpötila nousee. Lämpötilan noustessa myös höyryn paine kasvaa. Kompressorin (korkea lämpötila) ja lauhduttimen (matala lämpötila) välinen lämpötilaero saa korkean lämpötilan ja paineen omaavan höyryn virtaamaan jääkaapin takaosassa sijaitsevien lauhdutinkelojen läpi.
Höyryn lämpötila on korkeampi kuin ympäröivän ilman lämpötila, joten virratessaan lauhdutinkelan läpi höyry vapauttaa lämpöä ympäröivään ilmaan. Koska lauhdutin tiivistää höyryn, se jäähtyy ja muuttuu nesteeksi. Kun se virtaa paisuntaventtiilin läpi, nesteeksi muuttunut kylmäaine laajenee adiabaattisesti. Adiabaattinen laajeneminen saa nesteen kylmenemään (sen lämpötila laskee). Kylmä neste virtaa jääkaapin kelojen sisällä. Koska keloissa oleva neste on kylmempää kuin jääkaapin ilma, neste absorboi lämpöä, kunnes kylmäaine muuttuu höyryksi (neste absorboi lämpöä jääkaapissa). Kompressorin moottori imee höyryksi muuttuneen kylmäaineen ja puristaa sen adiabaattisesti. Ja niin edelleen… (prosessi toistuu uudelleen). Koska jääkaapin sisällä oleva lämpö siirtyy kelojen sisällä olevaan nesteeseen, jääkaappi kylmenee.
Ilmastointilaite
Vaikka laitteen rakenne on erilainen, ilmastointilaitteen perustoimintaperiaate on samanlainen kuin jääkaapin. Tässä tapauksessa jääkaappi on huone. Tyypillisesti jäähdytyspatterit sijaitsevat huoneen sisällä, kun taas lauhdutinpatterit sijaitsevat ulkopuolella. Lauhdutinpatterien takana on tuuletin. Tuulettimen tehtävänä on yksinkertaisesti säätää ilmankiertoa ja puhaltaa lauhdutinpattereita, mikä nopeuttaa lämmönsiirtoa lauhdutinpattereiden ja ympäröivän ilman välillä. Jäähdytyspattereiden takana on puolestaan puhallin. Sen toiminta on samanlainen kuin tuulettimen. Kun tuuletin puhaltaa lauhdutinpatterit ulospäin ja ohjaa lämpöä ympäröivään ilmaan, puhallin puhaltaa jäähdytyspatterit sisäänpäin levittäen viileää ilmaa kaikkialle huoneeseen.
Lämpöpumppu
Lämpöpumppuja käytetään tyypillisesti kylminä talvina. Lämpöpumpun toimintaperiaate on samanlainen kuin jääkaapin. Ero on siinä, että jääkaappi on laite, jota käytetään huoneen jäähdyttämiseen, kun taas lämpöpumppua käytetään huoneen lämmittämiseen. Jääkaappi imee lämpöä huoneesta (QL ) ja vapauttaa sen ulos (QH ) , kun taas lämpöpumppu imee lämpöä ulkopuolelta (QL ) ja vapauttaa sen huoneeseen (QH ) . Lisälämpö lämmittää huonetta. Kesän saapuessa lämpöpumppu voidaan kytkeä toimimaan ilmastointilaitteena.
