Chlazení je proces vytváření podmínek chlazení pomocí odvádění tepla. Většinou se používá ke konzervování potravin a jiných předmětů podléhajících rychlé zkáze, prevenci nemocí přenášených potravinami. Funguje to, protože růst bakterií je zpomalen při nižších teplotách.
Způsoby konzervování potravin chlazením existují již tisíce let, ale moderní chladnička je vynálezem z poslední doby. Podle článku z roku 2015 v International Journal of Refrigeration dnes poptávka po chlazení a klimatizaci představuje téměř 20 procent celosvětové spotřeby energie.
Historie
Číňané řezali a skladovali led kolem roku 1000 před naším letopočtem a o 500 let později se Egypťané a Indové naučili během chladných nocí opouštět kameninové nádoby, aby se vyrobil led, tvrdí společnost Keep It Cool, společnost zabývající se vytápěním a chlazením se sídlem v Lake Park na Floridě. Jiné civilizace, například Řekové, Římané a Hebrejci, podle časopisu History ukládali sníh do boxů a zasypávali je různými izolačními materiály. Na různých místech v Evropě bylo v průběhu 17. století zjištěno, že ledek rozpuštěný ve vodě vytváří chladicí podmínky a byl používán k výrobě ledu. V 18. století Evropané v zimě sbírali led, solili jej, balili do flanelu a skladovali jej pod zemí, kde se uchovával měsíce. Podle článku z roku 2004 publikovaného v časopise American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) byl led dokonce dodáván na další místa po celém světě.
Když led nebyl dostupné nebo praktické, lidé podle časopisu History používali chladné sklepy nebo umístili zboží pod vodu. Jiní si podle Keep It Cool postavili vlastní ledové boxy. Dřevěné boxy byly obloženy cínem nebo zinkem a izolačním materiálem, jako je korek, piliny nebo řasy a naplněné sněhem nebo ledem.
Odpařovací chlazení
Koncept mechanického chlazení začal, když skotský lékař William Cullen zjistil, že odpařování mělo ve 20. letech 20. století chladicí účinek. demonstroval své nápady v roce 1748 odpařením ethyletheru ve vakuu, podle společnosti Peak Mechanical Partnership, instalatérské a topenářské společnosti se sídlem v Saskatoonu ve státě Saskatchewan.
Oliver Evans, americký vynálezce , navržený, ale nepostavil chladicí stroj t V roce 1805 použil klobouk místo kapaliny páru. V roce 1820 použil anglický vědec Michael Faraday zkapalněný amoniak k ochlazení.
Jacob Perkins, který spolupracoval s Evansem, získal v roce 1835 patent na cyklus komprese par s použitím kapalného amoniaku, podle History of Refrigeration. Za to se mu někdy říká „otec ledničky.“
John Gorrie, americký lékař, vyrobil v roce 1842 také stroj podobný Evansovu designu. Gorrie používal svou ledničku, která vytvářela led, ochladit pacienty se žlutou zimnicí v nemocnici na Floridě. Gorrie získal první americký patent na svou metodu umělého vytváření ledu v roce 1851.
Další vynálezci z celého světa pokračovali ve vývoji nových a zdokonalování stávajících technik chlazení, uvádí Peak Mechanical, mimo jiné:
- Francouzský inženýr Ferdinand Carré vyvinul lednici, která používala směs obsahující amoniak a vodu v roce 1859.
- Carl von Linde, německý vědec, vynalezl v roce 1873 přenosný kompresorový chladicí stroj využívající methylether a v roce 1876 přešel na čpavek. V roce 1894 vyvinula Linde také nové metody zkapalňování velkého množství vzduch.
- Albert T. Marshall, americký vynálezce, patentoval první mechanický refr igerator v roce 1899.
- Renomovaný fyzik Albert Einstein si v roce 1930 nechal patentovat chladničku s myšlenkou vytvořit ekologickou chladničku bez pohyblivých částí a nespoléhal se na elektřinu.
Popularita komerčního chlazení vzrostla koncem 19. století díky pivovarům, uvádí společnost Peak Mechanical, kde byla v roce 1870 instalována první chladnička v pivovaru v Brooklynu v New Yorku. Na přelomu století měly téměř všechny pivovary ledničku.
Průmysl balení masa následoval první lednicí představenou v Chicagu v roce 1900, podle časopisu History, a téměř o 15 let později téměř všechny balení masa rostliny používaly ledničky.
Podle časopisu History byly chladničky považovány v domácnostech do 20. let 20. století a více než 90 procent amerických domácností mělo lednička.
Podle zprávy amerického ministerstva zahraničí z roku 2009 mají téměř všechny domy ve Spojených státech – 99 procent – alespoň jednu ledničku a přibližně 26 procent amerických domácností má více než jednu. Energie.
Jak funguje lednička?
Chladničky dnes fungují velmi podobně do chladniček před více než sto lety: odpařováním kapalin, uvádí SciTech.Chladiva, kapalné chemikálie, které se používají k chlazení, se odpařují při nízkých teplotách.
Kapaliny se protlačují trubkami přes lednici a začínají se odpařovat. Jak se kapaliny odpařují, odvádějí s sebou teplo, zatímco plyny cestují k cívce na vnější straně chladničky, kde se teplo uvolňuje. Plyny se vracejí do kompresoru, kde se opět stávají kapalnými a cyklus se opakuje.
Bezpečnost chladničky
Brzy chladničky používaly kapaliny a plyny, které byly hořlavé, toxické, vysoce reaktivní nebo jejich kombinace, uvádí americká agentura pro ochranu životního prostředí (EPA). Thomas Midgley, americký inženýr a chemik, zkoumal bezpečnější možnosti v roce 1926 a zjistil, že sloučeniny obsahující fluoridy se zdají být mnohem bezpečnější. Chlorofluorouhlovodíky (CFC), prodávané společností DuPont jako Freon, rostly na popularitě, dokud se téměř o 50 let později neshledalo, že tyto sloučeniny jsou škodlivé pro ozonovou vrstvu v atmosféře.
Většina dnes vyráběných chladniček používá fluorovodíky (HFC), podle Kalifornské energetické komise, které jsou bezpečnější než CFC a mnoho dalších možností, ale stále nejsou nejideálnější. EPA udržuje aktualizovaný seznam přijatelných materiálů, které lze použít v chladničkách jako chladivo.
Chladničky udržují potraviny v bezpečí, ale podle amerického Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv (US Food and Drug Administration) udržují potraviny v bezpečí. Když chladničky nejsou dostatečně chladné, škodlivé bakterie v rychle se kazících potravinách rychle rostou a mohou potraviny kontaminovat, což může při jejich konzumaci způsobit mírné podráždění těžké otravy potravinami. FDA doporučuje, aby teplota v chladničce byla nastavena na maximálně 40 stupně Fahrenheita (4,4 stupně Celsia); také by chladnička neměla být příliš zabalená a rozlité látky by měly být okamžitě vyčištěny.
Chladničky budoucnosti
Mezi nové technologie v oblasti chlazení patří polovodičové chladničky a chladničky, které používají magnety .
Chladničky se tradičně spoléhaly na velké kompresory, které generují velké množství tepla a mohou snadno vytápět místnost, uvedl Tony Atti, generální ředitel společnosti Phononic, výrobce elektroniky se sídlem v Durhamu v Severní Karolíně. Společnost získala svůj název podle teorie fononů, kvantových částic, které přenášejí teplo.
Polovodičové chladničky využívají celý povrch chladničky k velmi pomalému a záměrnému rozptylování tepla, takže zvýšení teploty v místnosti prakticky neexistuje a povrch chladničky je na dotek chladný, Atti řekl Live Science. Výhodou těchto chladniček je, že neobsahují škodlivé materiály a nevyžadují hlasitý provoz, a jsou také přesněji řízeny.
Další nový typ chladničky využívá magnety k zajištění tiché a ekologické chladničky bez vibrací. Postavený společností Haier ve spolupráci s firmami BASF a Astronautics, využívá magnetická chladnička koncept založený na magnetokalorickém efektu, který v roce 1917 objevili Pierre Weiss a Auguste Piccard, francouzští a švýcarští fyzici, podle článku Andreje Kitanovského et al., skupina vědců ze Slovinska a Dánska, publikovaná v roce 2015 Springer International Publishing.
Podle tiskové zprávy na PR Newswire má správné skladování červeného vína velmi specifické potřeby, aby si zachovala chuť a kvalitu. . Chladnička Haier využívá magnetokalorické tepelné čerpadlo (s použitím materiálu, který se zahřívá v magnetickém poli a ochlazuje se, pokud tomu tak není) s chladicí kapalinou na bázi vody, uvádí tisková zpráva společnosti BASF, která spoléhá na hojné a cenově dostupné suroviny. Magnetická lednička také spotřebuje až o 35 procent méně energie než tradiční chladničky.