Kylning är processen att skapa kylförhållanden genom att ta bort värme. Det används mest för att bevara mat och andra lättfördärvliga föremål, vilket förhindrar livsmedelsburna sjukdomar. Det fungerar för att bakterietillväxten saktar ner vid lägre temperaturer.
Metoder för att konservera mat genom kylning har funnits i tusentals år, men det moderna kylskåpet är en ny uppfinning. Idag utgör efterfrågan på kylning och luftkonditionering nästan 20 procent av energiförbrukningen över hela världen, enligt en artikel från International Journal of Refrigeration från 2015.
Historia
Kineserna klippte och lagrade is omkring 1000 f.Kr. och 500 år senare lärde sig egyptierna och indianerna att lämna lergodsgrytor ute under kalla nätter för att göra is, enligt Keep It Cool, ett uppvärmnings- och kylföretag baserat i Lake Park, Florida. Andra civilisationer, såsom grekerna, romarna och hebreerna, lagrade snö i gropar och täckte dem med olika isoleringsmaterial, enligt tidningen History. På olika platser i Europa under 1600-talet befanns saltpeter löst i vatten skapa kylförhållanden och användes för att skapa is. På 1700-talet samlade européer is på vintern, saltade den, lindade den i flanell och lagrade den under jorden där den hölls i flera månader. Is transporterades till och med till andra platser runt om i världen, enligt en artikel från 2004 som publicerades i tidskriften för American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE).
När is inte var tillgängligt eller praktiskt använde människor svala källare eller placerade varor under vattnet, enligt tidningen History. Andra byggde sina egna isboxar enligt Keep It Cool. Trälådor var fodrade med tenn eller zink och ett isolerande material som kork, sågspån eller tång och fylld med snö eller is.
Avdunstningskylning
Begreppet mekanisk kylning började när William Cullen, en skotsk läkare, observerade att avdunstning hade en svalande effekt på 1720-talet. demonstrerade sina idéer 1748 genom att avdunsta etyleter i vakuum, enligt Peak Mechanical Partnership, ett VVS-företag baserat i Saskatoon, Saskatchewan.
Oliver Evans, en amerikansk uppfinnare , konstruerade men byggde inte en kylmaskin t hat använde ånga istället för vätska 1805. År 1820 använde den engelska forskaren Michael Faraday flytande ammoniak för att orsaka kylning.
Jacob Perkins, som arbetade med Evans, fick patent för en ångkompressionscykel med flytande ammoniak 1835, enligt History of Refrigeration. För det kallas han ibland ”kylskåpets far.”
John Gorrie, en amerikansk läkare, byggde också en maskin som liknade Evans design 1842. Gorrie använde sitt kylskåp, som skapade is, för att kyla ned patienter med gul feber på ett sjukhus i Florida. Gorrie fick det första amerikanska patentet för sin metod för att artificiellt skapa is 1851.
Övrigt uppfinnare runt om i världen fortsatte att utveckla nya och förbättra befintliga tekniker för kylning, enligt Peak Mechanical, inklusive:
- Ferdinand Carré, en fransk ingenjör, utvecklade ett kylskåp som använde en blandning innehållande ammoniak och vatten 1859.
- Carl von Linde, en tysk forskare, uppfann en bärbar kompressorkylmaskin med metyleter 1873 och bytte 1876 till ammoniak. 1894 utvecklade Linde också nya metoder för flytande av stora mängder luft.
- Albert T. Marshall, en amerikansk uppfinnare, patenterade den första mekaniska ref igerator 1899.
- Den berömda fysikern Albert Einstein patenterade ett kylskåp 1930 med idén att skapa ett miljövänligt kylskåp utan rörliga delar och förlitade sig inte på el.
Populariteten för kommersiell kylning växte mot slutet av 1800-talet på grund av bryggerier, enligt Peak Mechanical, där det första kylskåpet installerades vid ett bryggeri i Brooklyn, New York, 1870 . Vid sekelskiftet hade nästan alla bryggerier ett kylskåp.
Köttförpackningsindustrin följde med det första kylskåp som introducerades i Chicago 1900, enligt tidningen History, och nästan 15 år senare, nästan all köttförpackning. anläggningar använde kylskåp.
Kylskåp ansågs nödvändiga i hem på 1920-talet, enligt tidningen History, och mer än 90 procent av amerikanska hem hade en kylskåp.
Idag har nästan alla hem i USA – 99 procent – minst ett kylskåp, och cirka 26 procent av USA: s hem har mer än ett, enligt en rapport från 2009 av US Department of Energi.
Hur fungerar ett kylskåp?
Kylskåp idag fungerar mycket lika till kylskåp för över hundra år sedan: genom att avdunsta vätskor, enligt SciTech.Köldmedier, de flytande kemikalierna som används för att kyla, avdunstar vid låga temperaturer.
Vätskorna trycks genom kylskåpet genom rören och börjar förångas. När vätskorna avdunstar tar de med sig värme när gaserna rör sig till en spole på utsidan av kylskåpet, där värmen släpps ut. Gaserna återförs till en kompressor, där de blir flytande igen och cykeln upprepas.
Kylskåpssäkerhet
Tidigt kylskåp använde vätskor och gaser som var brandfarliga, giftiga, mycket reaktiva eller en kombination, enligt US Environmental Protection Agency (EPA). Thomas Midgley, en amerikansk ingenjör och kemist, undersökte säkrare alternativ 1926 och fann att föreningar som innehåller fluorider verkade vara mycket säkrare. Klorfluorkolväten (CFC), som saluförs av DuPont som Freon, växte i popularitet, tills föreningarna visade sig vara skadliga för ozonskiktet i atmosfären nästan 50 år senare.
De flesta kylskåp som tillverkas idag använder fluorkolväten. (HFC), enligt California Energy Commission, som är säkrare än CFC och många andra alternativ, men fortfarande inte de mest idealiska. EPA håller en uppdaterad lista över godtagbara material som kan användas i kylskåp som kylvätska.
Kylskåp håller livsmedelssäkerhet, men endast om de arbetar vid rätt temperatur, enligt U.S. Food and Drug Administration. När kylskåp inte hålls tillräckligt kalla växer skadliga bakterier i lättfördärvliga livsmedel snabbt och kan förorena maten och orsaka mild irritation av allvarlig matförgiftning om den äts. FDA rekommenderar att kylskåpstemperaturen ställs in på maximalt 40 grader Fahrenheit (4,4 grader Celsius); kylskåpet bör inte heller vara alltför förpackat och spill ska rengöras omedelbart.
Framtidens kylskåp
Ny teknik inom kylning inkluderar halvledarkylskåp och kylskåp som använder magneter .
Kylskåp har traditionellt litat på stora kompressorer som genererar mycket värme och lätt kan värma upp ett rum, säger Tony Atti, VD från Phononic, en elektroniktillverkare med säte i Durham, North Carolina. Företaget får sitt namn från teorin om fononer, kvantpartiklar som bär värme.
Halvkylskåp använder hela kylskåpets yta för att mycket långsamt och medvetet avleda värmen så att en temperaturökning i rummet praktiskt taget inte finns och kylskåpets yta är sval att ta på, Atti berättade för WordsSideKick.com. Dessa kylskåp har också fördelen att de är fria från skadliga material och höga funktioner, liksom att de kontrolleras mer exakt.
En annan ny typ av kylskåp använder magneter för att ge ett vibrationsfritt, tyst och miljövänligt kylskåp. Byggt av Haier i kombination med BASF och astronautik, använder det magnetiska kylskåpet ett koncept baserat på magnetokalorisk effekt, upptäckt 1917 av Pierre Weiss och Auguste Piccard, franska respektive schweiziska fysiker, enligt en artikel av Andrej Kitanovski, et al., en grupp forskare från Slovenien och Danmark 2015 och publicerad av Springer International Publishing.
Enligt ett pressmeddelande på PR Newswire har korrekt lagring av rött vin mycket specifika behov för att upprätthålla smak och kvalitet . Haier-kylskåpet använder magnetokalisk värmepump (med hjälp av ett material som värms upp i ett magnetfält och svalnar när det inte är) med ett vattenbaserat kylvätska, enligt en pressmeddelande på BASF, som är beroende av rikliga och prisvärda råvaror. Det magnetiska kylskåpet använder också upp till 35 procent mindre effekt än traditionella kylskåp.