Køling er processen med at skabe køleforhold ved at fjerne varme. Det bruges mest til at konservere mad og andre letfordærvelige genstande, hvilket forhindrer madbårne sygdomme. Det virker, fordi bakterievækst bremses ved lavere temperaturer.
Metoder til konservering af mad ved afkøling har eksisteret i tusinder af år, men det moderne køleskab er en nylig opfindelse. I dag udgør efterspørgslen efter køling og klimaanlæg næsten 20 procent af energiforbruget på verdensplan ifølge en artikel fra 2015 i International Journal of Refrigeration.
Historie
Kineserne skar og lagrede is omkring 1000 f.Kr. og 500 år senere lærte egypterne og indianerne at efterlade keramikgryder i kolde nætter for at fremstille is, ifølge Keep It Cool, et opvarmnings- og kølefirma med base i Lake Park, Florida. Andre civilisationer, såsom grækerne, romerne og hebræerne, lagrede sne i grober og dækkede dem med forskellige isoleringsmaterialer, ifølge tidsskriftet History. Flere forskellige steder i Europa i det 17. århundrede blev saltpeter opløst i vand fundet at skabe køleforhold og blev brugt til at skabe is. I det 18. århundrede samlede europæerne is om vinteren, saltede den, indpakket den i flannel og opbevarede den under jorden, hvor den blev holdt i flere måneder. Is blev endda sendt til andre steder rundt om i verden ifølge en artikel fra 2004, der blev offentliggjort i tidsskriftet American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE).
Når is ikke var tilgængelige eller praktiske, brugte folk kølige kældre eller placerede varer under vand, ifølge tidsskriftet History. Andre byggede deres egne iskasser ifølge Keep It Cool. Trækasser var foret med tin eller zink og et isoleringsmateriale som kork, savsmuld eller tang og fyldt med sne eller is.
Fordampningskøling
Begrebet mekanisk nedkøling begyndte, da William Cullen, en skotsk læge, observerede, at fordampning havde en køleeffekt i 1720erne. demonstrerede sine ideer i 1748 ved at fordampe ethylether i et vakuum ifølge Peak Mechanical Partnership, et VVS-firma, der er baseret i Saskatoon, Saskatchewan.
Oliver Evans, en amerikansk opfinder , designet men byggede ikke en kølemaskine t hat brugte damp i stedet for væske i 1805. I 1820 brugte den engelske videnskabsmand Michael Faraday flydende ammoniak til at forårsage afkøling.
Jacob Perkins, der arbejdede med Evans, modtog et patent på en dampkompressionscyklus ved hjælp af flydende ammoniak i 1835 ifølge History of Refrigeration. Til det kaldes han undertiden “køleskabens far.”
John Gorrie, en amerikansk læge, byggede også en maskine svarende til Evans-designet i 1842. Gorrie brugte sit køleskab, som skabte is, for at afkøle patienter med gul feber på et hospital i Florida. Gorrie modtog det første amerikanske patent på sin metode til kunstigt at skabe is i 1851.
Andet opfindere over hele verden fortsatte med at udvikle nye og forbedre eksisterende teknikker til køling, ifølge Peak Mechanical, herunder:
- Ferdinand Carré, en fransk ingeniør, udviklede et køleskab, der brugte en blanding indeholdende ammoniak og vand i 1859.
- Carl von Linde, en tysk videnskabsmand, opfandt en bærbar kompressorkølemaskine med methylether i 1873 og skiftede i 1876 til ammoniak. I 1894 udviklede Linde også nye metoder til flydende store mængder luft.
- Albert T. Marshall, en amerikansk opfinder, patenterede den første mekaniske refr igerator i 1899.
- Den berømte fysiker Albert Einstein patenterede et køleskab i 1930 med ideen om at skabe et miljøvenligt køleskab uden bevægelige dele og stod ikke på elektricitet.
Populariteten af kommerciel køling voksede mod slutningen af det 19. århundrede på grund af bryggerier ifølge Peak Mechanical, hvor det første køleskab blev installeret på et bryggeri i Brooklyn, New York, i 1870 Ved århundredskiftet havde næsten alle bryggerier et køleskab.
Kødpakningsindustrien fulgte med det første køleskab, der blev introduceret i Chicago i 1900, ifølge tidsskriftet History, og næsten 15 år senere næsten alt kødpakning anlæg brugte køleskabe.
Køleskabe blev anset for at være vigtige i hjem i 1920erne ifølge tidsskriftet History, og mere end 90 procent af de amerikanske hjem havde en køleskab.
I dag har næsten alle boliger i USA – 99 procent – mindst et køleskab, og ca. 26 procent af de amerikanske hjem har mere end et, ifølge en rapport fra 2009 af det amerikanske Energi.
Hvordan fungerer et køleskab?
Køleskabe i dag fungerer meget ens til køleskabe for over hundrede år siden: ved at fordampe væsker ifølge SciTech.Kølemidler, de flydende kemikalier, der bruges til at køle ned, fordamper ved lave temperaturer.
Væskerne skubbes gennem køleskabet gennem rør og begynder at fordampe. Når væskerne fordamper, bærer de varmen med sig, når gasserne bevæger sig til en spole på ydersiden af køleskabet, hvor varmen frigives. Gasserne returneres til en kompressor, hvor de bliver flydende igen, og cyklussen gentages.
Køleskabs sikkerhed
Tidligt køleskabe brugte væsker og gasser, der var brandfarlige, giftige, stærkt reaktive eller en kombination, ifølge US Environmental Protection Agency (EPA). Thomas Midgley, en amerikansk ingeniør og kemiker, undersøgte mere sikre muligheder i 1926 og fandt ud af, at forbindelser indeholdende fluorider syntes at være meget sikrere. Klorfluorcarboner (CFCer), der markedsføres af DuPont som Freon, voksede i popularitet, indtil forbindelserne blev fundet at være skadelige for ozonlaget i atmosfæren næsten 50 år senere.
De fleste af de køleskabe, der fremstilles i dag, bruger hydrofluorcarboner. (HFCer), ifølge California Energy Commission, som er sikrere end CFCer og mange andre muligheder, men stadig ikke de mest ideelle. EPA fører en opdateret liste over acceptable materialer, der kan bruges i køleskabe som kølemiddel.
Køleskabe holder fødevarer sikre, men kun hvis de fungerer ved de rette temperaturer, ifølge U.S. Food and Drug Administration. Når køleskabe ikke holdes koldt nok, vokser skadelige bakterier i letfordærvelige fødevarer hurtigt og kan forurene maden og forårsage mild irritation af alvorlig madforgiftning, hvis den spises. FDA anbefaler, at et køleskabstemperatur indstilles til maksimalt 40 grader Fahrenheit (4,4 grader Celsius); køleskabet bør heller ikke pakkes for meget, og spild skal straks rengøres.
Fremtidens køleskabe
Nye teknologier inden for køling inkluderer solid state-køleskabe og køleskabe, der bruger magneter .
Køleskabe har traditionelt været afhængige af store kompressorer, som genererer en masse varme og let kan varme et rum op, sagde Tony Atti, administrerende direktør af Phononic, en elektronikproducent med base i Durham, North Carolina. Virksomheden får sit navn fra teorien om fononer, kvantepartikler, der bærer varme.
Solid-state køleskabe bruger hele overfladen af køleskabet til meget langsomt og bevidst at sprede varmen, så en temperaturstigning i rummet næsten ikke eksisterer, og køleskabets overflade er kølig at røre ved, Atti fortalte WordsSideKick.com. Disse køleskabe har også fordelen ved at være fri for skadelige materialer og høje handlinger, såvel som at de kontrolleres mere nøjagtigt.
En anden ny type køleskab bruger magneter til at give et vibrationsfrit, lydløst og miljøvenligt køleskab. Bygget af Haier i forbindelse med BASF og Astronautics, bruger det magnetiske køleskab et koncept baseret på den magnetokaloriske effekt, der blev opdaget i 1917 af henholdsvis Pierre Weiss og Auguste Piccard, franske og schweiziske fysikere, ifølge en artikel af Andrej Kitanovski, et al., en gruppe forskere fra Slovenien og Danmark, i 2015 og udgivet af Springer International Publishing.
Ifølge en pressemeddelelse på PR Newswire har korrekt opbevaring af rødvin meget specifikke behov for at opretholde smag og kvalitet . Haier-køleskabet bruger magnetokalorisk varmepumpe (ved hjælp af et materiale, der opvarmes i et magnetfelt og køler ned, når det ikke er det) med et vandbaseret kølemiddel, ifølge en pressemeddelelse om BASF, der er afhængig af rigelige og overkommelige råvarer. Det magnetiske køleskab bruger også op til 35 procent mindre strøm end traditionelle køleskabe.