ใครเป็นผู้คิดค้นตู้เย็น

แนวคิดของการใช้สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำเพื่อป้องกันการเน่าเสียของอาหารนั้นมีมานานหลายศตวรรษ การสร้างเครื่องใช้ในบ้านที่คุ้นเคยเป็นผลมาจากนวัตกรรมของนักเคมีวิศวกรและนักประดิษฐ์ตลอดช่วงศตวรรษที่ 18 และ 19 นักประดิษฐ์ชาวอเมริกันโอลิเวอร์อีแวนส์จาค็อบเพอร์กินส์และจอห์นกอร์รี่ให้เครดิตกับการพัฒนาตู้เย็นทันสมัยรุ่นแรกสุดในต้นปี 1800 ต่อมาในศตวรรษนั้นงานของวิศวกรชาวเยอรมัน Carl von Linden อนุญาตให้เก็บสารทำความเย็นสารเคมีอย่างมีประสิทธิภาพปูทางสำหรับการผลิตตู้เย็นจำนวนมาก

ความพยายามในช่วงต้นของการเก็บรักษาอาหาร

วัฒนธรรมของมนุษย์รู้มานานแล้วว่าอุณหภูมิที่เย็นจัดสามารถปกป้องอาหารที่มีค่าจากแบคทีเรียและปัจจัยอื่น ๆ ที่อาจทำให้พวกมันกินไม่ได้ วิธีการเก็บรักษาเช่นเกลือและการทำให้แห้งก็มีประสิทธิภาพเช่นกัน แต่วิธีนี้ไม่เหมาะกับอาหารทุกประเภท ก่อนที่จะมีการแช่แข็งเชิงกลอย่างกว้างขวางหลายวัฒนธรรมใช้อาคารที่หุ้มฉนวนอย่างดีที่เรียกว่า icehouses สำหรับเก็บอาหารใช้น้ำแข็งฤดูหนาวและหิมะเป็นสารหล่อเย็นตามธรรมชาติ โครงสร้างเหล่านี้สร้างขึ้นเพื่อสหัสวรรษที่สองก่อนคริสต์ศักราชในยุโรปและเอเชียและชื่อของวิศวกรผู้ออกแบบพวกเขาได้สูญหายไปจากประวัติศาสตร์

ตู้เย็นเครื่องแรก

โรงเก็บน้ำแข็งถูกนำมาใช้อย่างดีในยุคปัจจุบันโดยเฉพาะในพื้นที่ชนบทที่มีไฟฟ้าและเครื่องใช้ไฟฟ้ามีราคาแพงหรือไม่พร้อมใช้งาน ในช่วงต้นปี 1800 โทมัสมัวร์วิศวกรชาวอเมริกันได้สร้างบ้านน้ำแข็งซึ่งเป็นห้องฉนวนแบบพกพาที่เย็นตาด้วยน้ำแข็งบล็อก มัวร์ประกาศเกียรติคุณคำว่า "ตู้เย็น" เพื่ออธิบายการประดิษฐ์ของเขาแม้ว่ามันจะเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็น "icebox" Iceboxes มีรูปร่างและฟังก์ชั่นทั่วไปเหมือนกับตู้เย็นทันสมัยและบางคนยังคงใช้ชื่อนี้ ในหลายพื้นที่บุคคลส่งของท้องถิ่นที่รู้จักกันเรียกขานว่า "iceman" ในสหรัฐอเมริกาจะนำก้อนน้ำแข็งสดไปยังละแวกใกล้เคียงในรถเข็นหรือรถบรรทุก

ในปี 1750 William Cullen นักฟิสิกส์ชาวสก็อตค้นพบว่าปฏิกิริยาทางเคมีบางอย่างจะดึงความร้อนออกไปจากบริเวณใดพื้นที่หนึ่งสร้างความเย็นจัด Cullen ไม่สนใจการใช้งานจริงของการค้นพบของเขาไม่ทราบว่าเขาได้พบพื้นฐานสำหรับการทำความเย็นที่ทันสมัย ในช่วงเวลาเดียวกับที่โธมัสมัวร์คิดค้นกล่องน้ำแข็งโอลิเวอร์อีแวนส์ออกแบบ แต่ไม่ได้สร้างเป็นเครื่องจักรที่ใช้ประโยชน์จากกระบวนการทางเคมีของคัลเลน มันไม่ได้จนกว่า 1834 ที่นักวิทยาศาสตร์ Jacob Perkins สร้างและจดสิทธิบัตรตู้เย็นทำงานครั้งแรก เพอร์กินส์เป็นบุคคลสำคัญในงานวิศวกรรมของอเมริกาเช่นกันด้วยระบบทำความร้อนและความเย็นสำหรับบ้านและบางครั้งเรียกว่าบิดาแห่งการทำความเย็น

สิบปีต่อมาแพทย์ชาวอเมริกันจอห์นกอร์รีกำลังหาแหล่งน้ำแข็งที่มั่นคงเพื่อลดอุณหภูมิของร่างกายของผู้ป่วยที่ป่วยเป็นโรคไข้เหลือง วิธีการส่งมอบน้ำแข็งทั่วไปในเวลานั้นไม่เพียงพอสำหรับจุดประสงค์ของเขาดังนั้นจากการออกแบบดั้งเดิมของอีแวนส์เขาได้สร้างหน่วยทำความเย็นที่ใช้งานได้จริงและมีประสิทธิภาพมากกว่าวิธีที่เพอร์กินส์สร้างขึ้น นี่คือแบบจำลองสำหรับตู้เย็นที่ทันสมัย ด้วยเหตุนี้ Evans, Perkins และ Gorrie จึงสามารถแบ่งปันเครดิตสำหรับอุปกรณ์ที่จำเป็นในตอนนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

กระบวนการทำความเย็น

ระบบทำความเย็นเชิงกลขึ้นอยู่กับสารเคมีที่เรียกว่าสารทำความเย็น เมื่อสารทำความเย็นเคลื่อนที่ผ่านเครื่องจะถูกบีบอัดซึ่งทำให้อุณหภูมิสูงขึ้น ความร้อนนั้นถูกปลดปล่อยออกมาจากด้านหลังของตู้เย็น เมื่อความร้อนกระจายออกไปสารทำความเย็นจะควบแน่น แต่ยังคงอยู่ที่ความดันสูง สารทำความเย็นจะเคลื่อนที่ผ่านวาล์วขยายตัวที่ความดันลดลงและเปลี่ยนกลับเป็นก๊าซ เมื่อเปลี่ยนจากของเหลวเป็นแก๊สอุณหภูมิจะลดลงทำให้อากาศเย็นลง พัดลมและมอเตอร์หมุนเวียนอากาศเย็นภายในพื้นที่ฉนวน

ตู้เย็นเครื่องแรกใช้สารทำความเย็นเหลวเช่นอีเธอร์ แต่ในปี 1876 คาร์ลฟอนลินเด็นค้นพบวิธีการที่ดีขึ้นของก๊าซเหลว สิ่งนี้ทำให้การผลิตอุปกรณ์ทำความเย็นในทางปฏิบัติเป็นจำนวนมากปูทางไปสู่การจำหน่ายและการใช้อย่างแพร่หลายในศตวรรษที่ 20

อย่างไรก็ตามยังมีปัญหาร้ายแรงในการออกแบบอย่างไรก็ตาม หน่วยทำความเย็นในช่วงต้นใช้ก๊าซพิษสูงเช่นแอมโมเนีย, ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และเมธิลคลอไรด์ ห้องที่บรรจุก๊าซเหล่านี้บางครั้งก็รั่วออกมาทำให้เกิดอุบัติเหตุร้ายแรงถึงบ้านในช่วงต้นปี 1900 ผู้ผลิตเครื่องใช้ไฟฟ้าตระหนักว่าจำเป็นต้องมีองค์ประกอบการทำความเย็นที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นซึ่งนำไปสู่การค้นพบสารทำความเย็นสังเคราะห์ที่เรียกว่าคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFC) รู้จักกันโดยรวมว่าFreon®พวกเขากลายเป็นสารทำความเย็นมาตรฐานทั่วโลกในทศวรรษที่ผ่านมา

อย่างไรก็ตาม Freon ไม่ได้เป็นโซลูชันที่สมบูรณ์แบบเช่นกัน ในปี 1970 นักวิทยาศาสตร์ค้นพบว่า CFCs มีส่วนช่วยในการลดลงของชั้นโอโซนตามธรรมชาติของโลก การลดลงของโอโซนซึ่งเพิ่มผลกระทบต่อสุขภาพที่เป็นอันตรายจากการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ก็ถูกเข้าใจว่าเป็นวิกฤตสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ รัฐบาลโลกสั่งห้ามการใช้สาร CFC ในช่วงทศวรรษ 1980 แม้ว่าจะเป็นทศวรรษก่อนที่อุปกรณ์ทั้งหมดที่ใช้งานพวกเขาจะไม่ได้รับการบริการ ตู้เย็นที่ทันสมัยใช้สารทำความเย็นทางเลือกที่ปลอดภัยกว่าและโดยทั่วไปแล้วเครื่องจักรที่มีประสิทธิภาพสูงจะต้องใช้สารเคมีจำนวนน้อยกว่าที่ใช้ในหน่วยเก่า