Gennem historien har mennesker søgt måder at holde mad kølig for at forhindre ødelæggelse og beskytte deres helbred. En af de tidligste strategier, der først blev brugt i Indien for flere hundrede år siden, var at udnytte køleeffekten af fordampende vand. Så længe siden det 11. århundrede var der blevet udviklet teknikker til at kondensere vanddamp i spoler, trykke på den og sende den gennem en åbning for at få den til at fordampe. Vand er imidlertid ikke et meget godt kølemiddel, og disse tidlige kølesystemer var ikke særlig effektive.
kredit: Christian Horz / iStock / GettyImages Kølesystemet, du ser på en typisk fryser, har to sæt spoler, kondensatorspiralerne og fordampningsspiralerne.Spol frem til 1700-tallet, da opfinderne begyndte at bygge kølesystemer ved at komprimere luft, ammoniak og andre gasser og derefter tvinge dem til at absorbere varme ved at reducere trykket og lade dem ekspandere. Køling blev imidlertid ikke levedygtig i stor skala, indtil 1876, da den tyske ingeniør Carl von Linde byggede et kondenseringssystem, der kunne væske disse gasser. Omkring 50 år senere sluttede General Electric ælden på iskassen ved at markedsføre det første vidt tilgængelige kølesystem, der brugte en proprietær gas, der kaldes Freon, som kølemiddel.
Køleskabe og frysere er nu almindelige, og hver husstand har en, selvom Freon nu er forældet. De fleste enheder har både køleskab og fryserum, men køling foregår faktisk i fryseren, og en ventilator cirkulerer den kølige luft ind i køleskabsrummet. Uanset om enheden er et lille husholdningsapparat eller et stort kommercielt walk-in-område, fungerer kølesystemet efter det samme grundlæggende princip som en dyb fryser.
Frysekompressoren er hjertet i kølesystemet
Det køleanlæg, du ser på en typisk fryser, har to sæt spoler, kondensatorspiralerne og fordampningsspolerne, og de er adskilt af en lille åbning kendt som ekspansionsventilen. Hvis fryseren kører med elektricitet, hvilket ikke alle frysere gør, presser en elektrisk frysekompressorpumpe kølemediet i den første spole, og det tvinger den til at sprøjte gennem ekspansionsventilen ind i den anden spole. Fordi trykket i den anden spole er meget lavere, fordamper kølemediet, og det er det, der giver køling.
På kemisk sprog er fordampning en endotermisk proces, hvilket betyder, at den absorberer varme. Varmen kommer fra den omgivende luft, og den leverer den energi, som kølemiddelmolekylerne har brug for for at komme ind i gasform. En fryser tilføjer ikke så meget kølighed i luften, da den trækker varmen fra den, og den varme skal gå et eller andet sted.
Efter at have omdannet til en gas, cirkulerer kølemediet tilbage i kondensatorspiralerne, hvor det bliver tryksat af kondensatorpumpen og vender tilbage til en væske. Tryksætningen genererer varme, der afslutter den termiske cyklus, og varmen skal bortledes fra fryserummet for at opretholde den lave temperatur i fryseren. Mange enheder har en ventilator for at gøre det lettere. Den termiske cyklus kan fortsætte på ubestemt tid, forudsat at spolerne er forseglet, og intet af kølemediet kan undslippe.
Et fryserum skal være godt forseglet
Dyb frysetemperaturen kan gå ned til 0 grader Fahrenheit (-18 C) og endnu lavere, men for at dette skal ske, skal rummet være tætnet. Fordampningsspolerne er normalt placeret bag fryserens bagvæg. Så længe rummet er forseglet, fortsætter spolerne med at absorbere varme fra fryserummet og sprede det gennem kondensatorens spoler, og temperaturen i fryseren falder fortsat.
De fleste frysere har en termostat, der overvåger temperaturen. Når måltemperaturen er nået, signalerer termostaten fryserkompressoren om at slukke. Hvis rummet er godt forseglet og isoleret, tager det lang tid, før temperaturen stiger, og kompressoren kører videre. Dårlige dørforseglinger, der tillader varm luft ind i fryserummet, får kompressoren til at cykle oftere, og dette spilder energi.
Frysere har brug for periodisk afrimning
En af grundene til, at du har en fryser, er at fremstille og opbevare is, men isen skal være i bakker eller poser, ikke på fryserens vægge. Når is samles på frysevæggen ved siden af fordampningsspolerne eller selve spolerne, forstyrrer det luftstrømmen og reducerer deres køleeffektivitet. Som et resultat skal kondensatoren arbejde hårdere, og det spilder energi.
Arbejdsprincippet for en dyb fryser er, at spolerne absorberer varme fra den omgivende luft, men de kan ikke gøre dette, hvis de er dækket af is eller frost. Derfor er periodisk afrimning så vigtig, og hvorfor mange frysere har en automatisk afrimningsfunktion. Hvis en fryser ikke har en afrimningsfunktion, skal den afrimes manuelt ved at slukke den længe nok til, at isen kan smelte.
Når en fryser har en afrimningsmekanisme, tager den normalt form af et varmeelement fastgjort til fordampningsspolen. Defrosteren tændes muligvis automatisk, eller du bliver muligvis nødt til at tænde den manuelt. Uanset hvad smelter det isen på spolerne, og vandet går gennem et system med dræningsrør til en gryde, hvorfra det kan fordampe.
Hvad gør en fryser anderledes end en køleskab?
De fleste køleskabe leveres med en vedhæftet fryser, og de er i separate rum. Den ideelle frysetemperatur er omkring 0 ° F (-18 C), men i køleskabsrummet er det mere som 40 ° C. For at opretholde denne temperaturforskel adskilles rumene ved en udluftningsåbning, og en blæser blæser kølig luft fra fryseren ind i køleskabet, når det er nødvendigt.
Du regulerer temperaturen i køleskabsrummet ved at justere ventilatorens funktion. Hvis dørpakningerne og isoleringen er intakte, og fryseren har den rette temperatur, men køleskabet er for varmt eller for koldt, er grunden normalt en ventilatorfejl. Hvis frysetemperaturen er højere end den burde være, er det dog normalt kondensatoren, der er skyld, og det er et mere alvorligt problem.
Kan du servicere din fryser selv?
Når ting går galt i et køleskab, kan du ofte reparere ventilatoren eller kontrolelementerne selv, hvis du ved, hvad du laver. Det er en anden historie, når man ikke kan opretholde frysetemperaturen, for det betyder normalt, at der er et problem med kølesystemet. Føderal lov forbyder ulovlige personer at servicere kølesystemer.
En af hovedårsagerne til forbuddet har at gøre med kølemidlets flygtighed. Selvom Freon (også kendt som R22 kølemiddel) ikke længere er i brug, fordi det er et chlorfluorcarbon, der skader Jordens ozonlag, kan nogle af de ældre systemer stadig bruge det. Desuden kan nogle aktuelle kølemidler, såsom hydrofluorcarbons (HFC), også skade miljøet ved at bidrage til den globale opvarmning.
Nogle fryseanlæg, især propananlæg, bruger ammoniak som kølemiddel, hvilket er en tilbagevenden til de tidlige dage af kølesystemer. Ammoniak er stærkt ætsende, og det forårsager forbrænding af øjne og åndedrætsorganer og kan være dødelig i store mængder. Det kræver dygtige teknikere og strenge procedureprotokoller at arbejde på kølesystemer uden at frigive nogen af disse farlige gasser.
