Από τι κατασκευάζονται τα ψυγεία;

Οι περισσότερες συσκευές κουζίνας, όπως η καφετιέρα, το πλυντήριο πιάτων και το μπλέντερ, είναι ανέσεις, αλλά όχι το ψυγείο. Είναι μια αναγκαιότητα, και όσο οι άνθρωποι χρειάζονταν να αποθηκεύουν τρόφιμα. Από τα αρχαία χρόνια, οι άνθρωποι έχουν χρησιμοποιήσει παγοκιβώτια και δεξαμενές εξάτμισης για να ψύξουν τα τρόφιμα, και έχουν βυθίσει τα τρόφιμα σε ρέματα και φρεάτια, το κράτησε σε κελάρια και χρησιμοποίησε τεχνικές όπως αλάτισμα, τουρσί, κάπνισμα και ξήρανση σε μια προσπάθεια να το διατηρήσει, σύμφωνα με προς την Περιοδικό Ιστορίας.

Τα παγοκύτταρα ήρθαν στη μόδα στις αρχές του 1800 και έγιναν όλο και πιο δημοφιλή καθ 'όλη τη διάρκεια του αιώνα, αλλά η ενεργή συμπύκνωση και εξάτμιση ατμών έκανε επίσης το ντεμπούτο της στο μέσο του αιώνα. Αρχικά, χρησιμοποιήθηκε κυρίως από τις βιομηχανίες μπύρας και κρέατος, αλλά από τη δεκαετία του 1920, τα οικιακά ψυγεία γινόταν συνηθισμένα και τα κιβώτια πάγου έγιναν όλα ξεπερασμένα. Σήμερα, το ψυγείο είναι μια βασική ευκολία σε κάθε νοικοκυριό και ενώ υπάρχουν πολλές μάρκες, όλες λειτουργούν με την ίδια αρχή και κατασκευάζονται ουσιαστικά με τον ίδιο τρόπο.

Το σύγχρονο ψυγείο, όπως ένα παγοκιβώτιο, είναι βασικά ένα σφραγισμένο, μονωμένο διαμέρισμα αλλά αντί για ένα Χρησιμοποιεί την κυκλοφορία ενός πτητικού υγρού, που ονομάζεται ψυκτικό, για να διατηρεί τα εσωτερικά του δροσερός. Ένας συμπιεστής αντλεί το ψυκτικό μέσω μιας σειράς σπειρών, το συμπιέζει και το συμπυκνώνει σε ένα υγρό. Ένα μικροσκοπικό άνοιγμα που ονομάζεται βαλβίδα διαστολής συνδέει τα πηνία συμπυκνωτή με ένα άλλο σύνολο πηνίων - τα πηνία εξάτμισης - και όταν το υγρό ψεκάζεται μέσω αυτής της βαλβίδας, εξατμίζεται, η οποία είναι μια ενδοθερμική διαδικασία που αντλεί θερμότητα από το ψυγείο διαμέρισμα.

Τα πηνία συμπυκνωτή μπορεί να βρίσκονται πίσω από το διαμέρισμα του ψυγείου, κάτω από αυτό ή πάνω, και συχνά τοποθετούνται μπροστά από έναν ανεμιστήρα εξάτμισης για να διαλύσουν τη θερμότητα που παράγεται από τη συμπύκνωση. Τα εξατμιστικά πηνία, από την άλλη πλευρά, βρίσκονται μέσα στο χώρο του καταψύκτη και ενδέχεται να κρύβονται ή όχι από ένα πάνελ, ανάλογα με το μοντέλο. Οι χώροι κατάψυξης και ψυγείου χωρίζονται και ένας ανεμιστήρας φυσάει κρύο αέρα μέσω ενός αγωγού που τους συνδέει.

Εκτός από τα ράφια, τους δίσκους, τα συρτάρια, τα φώτα και τις λαβές, τα άλλα μέρη ενός ψυγείου είναι ηλεκτρονικά χειριστήρια που παρακολουθούν τις εσωτερικές συνθήκες και διατάζουν τον συμπιεστή να ενεργοποιεί και να απενεργοποιεί για να διατηρεί μια προκαθορισμένη ρύθμιση θερμοκρασία. Τα χειριστήρια ρυθμίζουν επίσης τον ανεμιστήρα που μεταφέρει κρύο αέρα από τον καταψύκτη στο ψυγείο. Το τελευταίο συστατικό ενός ψυγείου είναι το παρέμβυσμα της πόρτας, το οποίο σχηματίζει μια αεροστεγή σφράγιση που αποτρέπει τη διαφυγή του κρύου αέρα.

Ένα τυπικό σώμα ψυγείου έχει τρία στρώματα. Ο πυρήνας, που είναι κατασκευασμένος από λαμαρίνα, είναι στριμώχνεται ανάμεσα σε ένα εσωτερικό ντουλάπι, το οποίο είναι συνήθως κατασκευασμένο από πλαστικό πολυστυρολίου και εξωτερικό κέλυφος, κατασκευασμένο από ανοξείδωτο ατσάλι, πλαστικό ή μερικές φορές βαμμένο φύλλο μέταλλο. Συσκευασμένο μέσα σε αυτά τα στρώματα είναι η μόνωση, η οποία απουσίαζε στα πρώτα μοντέλα, αλλά είναι τυπικός εξοπλισμός σε σύγχρονα.

Το πρώτο μονωτικό υλικό ήταν υαλοβάμβακα, το οποίο αντικαταστάθηκε από αφρό πολυουρεθάνης τη δεκαετία του 1980, σύμφωνα με το Περιοδικό Assembly. Ο αφρός πολυουρεθάνης είναι πυκνότερος και πιο δομικά σταθερός από το fiberglass, επομένως η αλλαγή επιτρέπεται κατασκευαστές για να ενσωματώσουν λεπτότερο υλικό σώματος ψυγείου σε πιο κομψό και πιο ενεργειακά αποδοτικό σχέδια. Η μόνωση είναι ο Νο. 1 καθοριστικός ως προς το εάν ένα συγκεκριμένο μοντέλο λαμβάνει βαθμολογία Energy Star ή όχι.

Κατά τη διαδικασία κατασκευής του ψυγείου, ο πυρήνας, το εσωτερικό περίβλημα και το εξωτερικό κέλυφος μορφοποιούνται, σχηματίζονται και συνδέονται μεταξύ τους, και εγχύεται αφρός πολυουρεθάνης στο χώρο μεταξύ τους. Εκτός από τη σκλήρυνση σε μια πυκνή υποδομή που παρέχει σταθερότητα, η πολυουρεθάνη είναι μια εξαιρετική κόλλα που συνδέει τα στρώματα μεταξύ τους.

Καμία συζήτηση για ψυγεία δεν θα ήταν πλήρης χωρίς να αναφέρουμε ψυκτικά, τα πτητικά υγρά που περνούν μέσα από τα πηνία του συστήματος ψύξης. Ένα ψυκτικό πρέπει να διαθέτει ορισμένες φυσικές και θερμοδυναμικές ιδιότητες για να είναι αποτελεσματικό. Σε ημέρες που τα περισσότερα ψυγεία χρησιμοποιήθηκαν για εμπορικούς σκοπούς, η αμμωνία και το διοξείδιο του άνθρακα ήταν οι χημικές ουσίες της επιλογής. Στις πρώτες μέρες των οικιακών ψυγείων, χρησιμοποιήθηκαν ορισμένα επικίνδυνα χημικά, συμπεριλαμβανομένων διοξείδιο του θείου, μεθυλοχλωρίδιο και μεθυλενοχλωρίδιο, το τελευταίο είναι το επιβλαβές χημικό χρώμα στριπτιζέζ.

Η DuPont ανέπτυξε το Freon, έναν χλωροφθοράνθρακα (CFC), τη δεκαετία του 1930, και σύντομα αντικατέστησε άλλα ψυκτικά επειδή είναι χημικά αδρανές και έχει ανώτερη ικανότητα μεταφοράς θερμότητας. Ο Freon έκανε τα ψυγεία ασφαλέστερα, αλλά δυστυχώς, αποδείχθηκε ένα μεγάλο μειονέκτημα που οδήγησε στην απαγόρευση των CFC. Επειδή τα CFC διασπώνται μόνο από το υπεριώδες φως, μεταναστεύουν στην ανώτερη ατμόσφαιρα, όπου καταστρέφουν τη στιβάδα του όζοντος.

Οι CFC αντικαταστάθηκαν από υδροχλωροφθοράνθρακες (HCFCs), οι οποίοι είναι χημικά παρόμοιοι αλλά δεν περιέχουν χλώριο, τη χημική ουσία που προκαλεί βλάβη στο στρώμα του όζοντος. Αυτά αποδείχθηκαν επίσης μειονεκτήματα στο ότι γεμίζουν την ατμόσφαιρα με φθόριο, το οποίο είναι αέριο του θερμοκηπίου, έτσι κι αυτά έχουν αντικατασταθεί από μια άλλη κατηγορία φθοράνθρακα που ονομάζεται υδροφθοροολεφίνη (HFO). Τα HFO απελευθερώνουν επίσης αέριο φθόριο στην ατμόσφαιρα, αλλά με χαμηλότερο ρυθμό, και η αναζήτηση συνεχίζεται για ψυκτικό μέσο με ακόμη λιγότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Τα πηνία που διοχετεύουν ψυκτικό από τον συμπιεστή στη βαλβίδα διαστολής στα πηνία εξάτμισης και πίσω στον συμπιεστή είναι κατασκευασμένα από χαλκό. Έχει μια από τις καλύτερες θερμικές αγωγιμότητες οποιουδήποτε μετάλλου και είναι αρκετά ελαστικό ώστε να σχηματίσει σωληνώσεις. Η βαλβίδα διαστολής είναι συνήθως κατασκευασμένη από ορείχαλκο και το σύστημα πηνίου υποστηρίζεται συχνά από ένα χαλύβδινο πλέγμα. Ο συμπιεστής είναι μια μεταλλική αντλία, και ο ανεμιστήρας εξάτμισης έχει μεταλλικούς ρότορες και πτερύγια από λεπτό λαμαρίνα. Όλοι οι σύνδεσμοι πηνίου είναι ορείχαλκος.

Όταν ανοίγετε την πόρτα του ψυγείου, συνήθως πρέπει να της δώσετε λίγο ρυμουλκό, και αυτό οφείλεται στο ότι πρέπει να σπάσετε την αεροστεγή σφράγιση των λαστιχένιων παρεμβυσμάτων μεταξύ της πόρτας και του εσωτερικού ντουλαπιού. Τα μοντέρνα ψυγεία δεν έχουν τις λαβές ασφάλισης που έκαναν οι πρόγονοί τους και η φλάντζα είναι υπεύθυνη για τη διατήρηση της πόρτας κλειστή. Για το σκοπό αυτό, το καουτσούκ μπορεί να αναμιχθεί με ένα σιδηρομαγνητικό μέταλλο που συγκρατεί την πόρτα σταθερά πάνω σε μια χαλύβδινη ταινία, η οποία μπορεί να κρύβεται πίσω από την πλαστική εσωτερική επένδυση.

Οι δίσκοι στο εσωτερικό του ντουλαπιού είναι συνήθως κατασκευασμένοι από γυαλί, και κάθονται σε μεταλλικά ή πλαστικά στηρίγματα ή σε κορυφογραμμές με χύτευση στην εσωτερική επένδυση. Τα συρτάρια είναι κατασκευασμένα από πλαστικό και οι λαβές μπορεί να είναι μεταλλικές ή, σε λιγότερο ακριβά μοντέλα, πλαστικές. Εάν ο χώρος κατάψυξης βρίσκεται μέσα στο ψυγείο, έχει συνήθως μια λεπτή μεταλλική πόρτα για να διατηρήσει τον καταψύκτη χωρισμένο από το ψυγείο, και ένας φθηνός πλαστικός ανεμιστήρας κυκλοφορεί αέρα μεταξύ των δύο διαμερισμάτων.

Τα ψυγεία που είναι εξοπλισμένα με παγομηχανή έχουν ένα πλαστικό κουτί στον καταψύκτη για να συγκρατούν τον πάγο, ενώ η παγομηχανή έχει πτερύγια από λεπτό λαμαρίνα. Τα μοντέλα με διανομέα νερού απαιτούν σωλήνωση για τη διοχέτευση του νερού, και συνήθως κατασκευάζονται από πολυβουτυλένιο ή, σε παλαιότερα μοντέλα, χαλκό.