Koko historian ajan ihmiset ovat etsineet tapoja pitää ruoka viileänä pilaantumisen estämiseksi ja terveyden suojelemiseksi. Yksi varhaisimmista strategioista, jota käytettiin Intiassa useita satoja vuosia sitten, oli höyrystyvän veden jäähdytysvoiman valjastaminen. Jo 1100-luvulla oli kehitetty tekniikoita vesihöyryn tiivistämiseksi kelaissa, sen paineistamiseksi ja lähettämiseksi aukon läpi, jotta se haihtuisi. Vesi ei kuitenkaan ole kovin hyvä kylmäaine, ja nämä aikaiset jäähdytysjärjestelmät eivät olleet kovin tehokkaita.
hyvitys: Christian Horz / iStock / GettyImagesTyypillisessä pakastimessa näkemässäsi jäähdytysjärjestelmässä on kaksi kelajoukkoa, lauhdutinkelat ja haihdutuskelat.Nopeasti eteenpäin 1800-luvulle, jolloin keksijät alkoivat rakentaa jäähdytysjärjestelmiä puristamalla ilmaa, ammoniakkia ja muita kaasuja ja pakottamalla ne sitten absorboimaan lämpöä vähentämällä paineita ja antamalla niiden laajentua. Jäähdytys ei kuitenkaan tullut laajalle elinkelpoiseksi vasta vuoteen 1876, jolloin saksalainen insinööri Carl von Linde rakensi lauhdutusjärjestelmän, joka pystyi nestettämään nämä kaasut. Noin 50 vuotta myöhemmin General Electric päätti jäälaatikon ikän markkinoimalla ensimmäisen laajalti saatavan jäähdytysjärjestelmän, joka käytti kylmäaineena Freon-nimistä omaa kaasua.
Jääkaapit ja pakastimet ovat nyt yleisiä, ja jokaisessa kotitaloudessa on yksi, vaikka Freon on nyt vanhentunut. Useimmissa yksiköissä on sekä jääkaappi että pakastin, mutta jäähdytys tapahtuu todella pakastimessa, ja tuuletin kiertää viileää ilmaa jääkaappitilaan. Olipa yksikkö pieni kotitalouslaite vai suuri kaupallinen kävelyalue, jäähdytysjärjestelmä toimii samalla perusperiaatteella kuin pakastin.
Pakastinkompressori on jäähdytysjärjestelmän sydän
Tyypillisessä pakastimessa nähdyssä jäähdytysjärjestelmässä on kaksi kelajoukkoa, lauhdutinkelat ja haihdutuskelat, ja ne erotetaan pienellä aukolla, joka tunnetaan paisuntaventtiilinä. Jos pakastin toimii sähköllä, mitä kaikki pakastimet eivät tee, sähköinen pakastimen kompressoripumppu paineistaa kylmäaineen ensimmäiseen kelaan ja pakottaa sen suihkuttamaan paisuntaventtiilin läpi toiseen kelaan. Koska paine toisessa kelassa on paljon alhaisempi, kylmäaine haihtuu, ja se tarjoaa jäähdytyksen.
Kemian kielellä haihtuminen on endoterminen prosessi, mikä tarkoittaa, että se imee lämpöä. Lämpö tulee ympäröivästä ilmasta, ja se tarjoaa energiaa, jonka kylmäainemolekyylit tarvitsevat päästäkseen kaasumaiseen tilaan. Pakastin ei lisää ilmaan viileyttä, vaan vähentää siitä lämpöä, ja lämmön on mentävä jonnekin.
Kun se on muuttunut kaasuksi, kylmäaine kiertää takaisin lauhdutinkeloihin, missä lauhdutinpumppu paineistaa sitä ja muuttuu takaisin nesteeksi. Paineistus tuottaa lämpöä, joka suorittaa lämpöjakson loppuun, ja lämpö on poistettava pois pakastinosastosta, jotta pakastimessa pysyy alhainen lämpötila. Monissa yksiköissä on tuuletin tämän helpottamiseksi. Lämpösykli voi jatkua toistaiseksi, jos kelat on suljettu ja mikään kylmäaine ei pääse ulos.
Pakastinlokeron on oltava hyvin suljettu
Pakastimen lämpötila voi laskea 0 asteeseen Fahrenheit (-18 C) ja jopa alhaisempaan, mutta jotta tämä tapahtuisi, lokero on tiivistettävä hyvin. Haihtumiskelat sijaitsevat yleensä pakastimen takaseinän takana. Niin kauan kuin lokero on suljettu, kelat jatkavat lämmön imeytymistä pakastinosastosta ja levittävät sitä jäähdytinkelojen läpi, ja lämpötila pakastimessa jatkaa laskua.
Useimmissa pakastimissa on termostaatti, joka valvoo lämpötilaa. Kun tavoitelämpötila saavutetaan, termostaatti ilmoittaa pakastimen kompressorin sammuttavan. Jos osasto on hyvin suljettu ja eristetty, lämpötilan nousu ja kompressorin pyöriminen kestää kauan. Huonot oven tiivisteet, jotka pääsevät lämpimään ilmaan pakastinlokeroon, saavat kompressorin pyörimään useammin, mikä hukkaa energiaa.
Pakastimet tarvitsevat säännöllistä sulatusta
Yksi syy siihen, että sinulla on pakastin, on tehdä ja varastoida jäätä, mutta jään tulisi olla tarjottimissa tai pusseissa, ei pakastimen seinämillä. Kun jää kerääntyy pakastimen seinälle haihtumiskelojen tai itse käämien vieressä, se häiritsee ilmavirtaa ja vähentää niiden jäähdytystehokkuutta. Seurauksena on, että lauhduttimen on työskenneltävä kovemmin, ja se tuhlaa energiaa.
Syväpakasteen toimintaperiaatteena on, että kelat absorboivat lämpöä ympäröivästä ilmasta, mutta he eivät voi tehdä tätä, jos ne ovat jäällä tai pakkasella peitettyinä. Siksi säännöllinen sulatus on niin tärkeä ja miksi monissa pakastimissa on automaattinen sulatustoiminto. Jos pakastimella ei ole sulatustoimintoa, se on sulatettava manuaalisesti sammuttamalla se riittävän kauan jään sulamiseksi.
Kun pakastimella on sulatusmekanismi, se on yleensä lämmityselementin muodossa, joka on kiinnitetty haihdutuskelaan. Huurteenpoistolaite saattaa käynnistyä automaattisesti tai joutua kytkemään se päälle manuaalisesti. Kummassakin tapauksessa se sulate jään keloissa ja vesi kulkee viemäriputkijärjestelmän kautta astiaan, josta se voi haihtua.
Mikä tekee pakastimesta erilaisen kuin jääkaappi?
Suurimmassa osassa jääkaappeja on mukana kiinnitetty pakastin ja ne ovat erillisissä osastoissa. Ihanteellinen pakastimen lämpötila on noin -18 C (0 F), mutta jääkaappiosastossa se on enemmän kuin 40 F (4 C). Tämän lämpötilaeron ylläpitämiseksi osastot erotetaan tuuletusaukolla ja tuuletin puhaltaa viileää ilmaa pakastimesta jääkaappiin vain tarvittaessa.
Voit säätää jääkaappitilan lämpötilaa säätämällä tuulettimen toimintaa. Jos oven tiivisteet ja eristys ovat ehjät ja pakastin on oikeassa lämpötilassa, mutta jääkaappi on liian lämmin tai liian kylmä, syynä on yleensä puhaltimen toimintahäiriö. Jos pakastimen lämpötila on kuitenkin korkeampi kuin sen pitäisi olla, virhe on yleensä lauhdutin, ja se on vakavampi ongelma.
Voitko huoltaa itse pakastintasi?
Kun asiat menee pieleen jääkaapissa, voit usein korjata tuulettimen tai säätimet itse, jos tiedät mitä teet. Se on erilainen juttu, kun et voi ylläpitää pakastimen lämpötilaa, koska se tarkoittaa yleensä, että jäähdytysjärjestelmässä on ongelma. Liittovaltion laki kieltää luvattomat henkilöt huoltamasta jäähdytysjärjestelmiä.
Yksi kiellon pääasiallisista syistä liittyy kylmäaineen haihtuvuuteen. Vaikka Freonia (tunnetaan myös nimellä R22-kylmäaine) ei enää käytetä, koska se on kloorifluorihiilivety, joka vahingoittaa Maan otsonikerrosta, jotkut vanhemmat järjestelmät voivat silti käyttää sitä. Lisäksi jotkut nykyiset kylmäaineet, kuten fluorihiilivedyt (HFC), voivat myös vahingoittaa ympäristöä edistämällä ilmaston lämpenemistä.
Jotkut pakastinjärjestelmät, etenkin propaanijärjestelmät, käyttävät ammoniakkia kylmäaineena, mikä on paluu jäähdytysjärjestelmien alkuaikoihin. Ammoniakki on erittäin syövyttävää ja aiheuttaa silmien ja hengityselinten palamista ja voi johtaa kuolemaan suurina määrinä. Jäähdytysjärjestelmissä tarvitaan ammattitaitoisia tekijöitä ja tiukkoja menettelytapoja vapauttamatta mitään näistä vaarallisista kaasuista.
