Gjennom historien har mennesker søkt måter å holde maten kjølig for å forhindre ødeleggelse og beskytte deres helse. En av de tidligste strategiene, som først ble brukt i India for flere hundre år siden, var å utnytte kjølekraften til fordampende vann. Så lenge siden 1100-tallet var det utviklet teknikker for å kondensere vanndamp i spoler, trykke på den og sende den gjennom en blenderåpning for å få den til å fordampe. Vann er imidlertid ikke et veldig godt kjølemedium, og disse tidlige kjølesystemene var ikke veldig effektive.
kreditt: Christian Horz / iStock / GettyImages Kjølesystemet du ser på en typisk fryser har to sett med spoler, kondensatorene og fordampningsspolene.Spol frem til 1700-tallet, da oppfinnerne begynte å bygge kjølesystemer ved å komprimere luft, ammoniakk og andre gasser og deretter tvinge dem til å absorbere varme ved å redusere trykket og la dem utvide. Kjøling ble imidlertid ikke levedyktig i stor skala, før i 1876, da den tyske ingeniøren Carl von Linde bygde et kondenseringssystem som kunne lette disse gassene. Rundt 50 år senere avsluttet General Electric alderen på isboksen med å markedsføre det første allment tilgjengelige kjølesystemet, som brukte en proprietær gass kjent som Freon som kuldemediet.
Kjøleskap og frysere er nå vanlig, og hver husstand har en, selv om Freon nå er foreldet. De fleste enhetene har både kjøleskap og fryserom, men kjøling skjer faktisk i fryseren, og en vifte sirkulerer den kalde luften inn i kjøleskapet. Enten enheten er et lite husholdningsapparat eller et stort kommersielt walk-in-område, fungerer kjølesystemet på samme grunnleggende prinsipp som en fryser.
Frysekompressoren er hjertet i kjølesystemet
Kjølesystemet du ser på en typisk fryser har to sett med spoler, kondensatorspolene og fordampningsspolene, og de er atskilt med en liten blenderåpning kjent som utvidelsesventilen. Hvis fryseren kjører på strøm, som ikke alle frysere gjør, presser en elektrisk frysekompressorpumpe kjølemediet i den første spolen og som tvinger den til å spraye gjennom ekspansjonsventilen inn i den andre spolen. Fordi trykket i den andre spolen er mye lavere, fordamper kjølemediet, og det er det som gir kjøling.
På språket kjemi er fordampning en endoterm prosess, som betyr at den tar opp varme. Varmen kommer fra den omkringliggende luften, og den gir energien kuldemediumsmolekylene trenger for å komme inn i gassform. En fryser gir ikke så mye kulde i luften, fordi den trekker varmen fra den, og den varmen må gå et sted.
Etter å ha blitt omgjort til en gass, sirkulerer kjølemediet tilbake i kondensatorspolene der det blir trykksatt av kondensorpumpen og blir tilbake til en væske. Trykksettingen genererer varme, som fullfører den termiske syklusen, og varmen må avledes fra fryserommet for å opprettholde den lave temperaturen i fryseren. Mange enheter har en vifte for å lette dette. Den termiske syklusen kan fortsette på ubestemt tid, forutsatt at spolene er forseglet og ingen av kjølemediet kan slippe ut.
Et fryserom må være godt forseglet
Frysstemperaturen kan gå ned til 0 grader Fahrenheit (-18 C) og enda lavere, men for at dette skal skje, må kupeen være godt forseglet. Fordampingsspolene er vanligvis plassert bak bakveggen i fryseren. Så lenge kammeret er forseglet, fortsetter spolene å absorbere varme fra fryserommet og spre det gjennom kondensatorene, og temperaturen i fryseren fortsetter å falle.
De fleste frysere har en termostat som overvåker temperaturen. Når måltemperaturen er nådd, signaliserer termostaten frysekompressoren om å slå seg av. Hvis avdelingen er godt forseglet og isolert, tar det lang tid før temperaturen stiger og for kompressoren å sykle på. Dårlige dørtetninger som tillater varm luft inn i fryserommet får kompressoren til å sykle oftere, og dette sløser med energi.
Frysere trenger periodisk avriming
En av grunnene til at du har en fryser er å lage og lagre is, men isen skal være i brett eller poser, ikke på frysevæggene. Når is samles på frysveggen ved siden av fordampningsspolene eller selve spolene, forstyrrer det luftstrømmen og reduserer deres kjøleeffektivitet. Som et resultat må kondensatoren jobbe hardere, og det sløser med energi.
Arbeidsprinsippet for en fryser er at spolene tar opp varme fra luften rundt, men de kan ikke gjøre dette hvis de er dekket med is eller frost. Dette er grunnen til at periodisk avriming er så viktig, og at mange frysere har en automatisk avrimingsfunksjon. Hvis fryseren ikke har avrimingsfunksjon, må den avrimes manuelt ved å slå den av lenge nok til at isen smelter.
Når en fryser har en avrimingsmekanisme, tar den vanligvis form av et varmeelement festet til fordampningsspolen. Avrimeren kan komme på automatisk, eller det kan hende du må slå den på manuelt. Uansett smelter det isen på spolene og vannet går gjennom et system med avløpsrør til en panne hvor det kan fordampe.
Hva gjør en fryser annerledes enn en kjøleskap?
De fleste kjøleskap har tilkoblet fryser, og de er i separate rom. Den ideelle frysetemperaturen er rundt -18 C, men i kjøleskapet er det mer som 4F. For å opprettholde denne temperaturforskjellen skilles rommene av en lufteåpning og en vifte blåser kald luft fra fryseren inn i kjøleskapet bare når det er behov.
Du regulerer temperaturen i kjøleskapet ved å justere viften. Hvis dørforseglingene og isolasjonen er intakte og fryseren har riktig temperatur, men kjøleskapet er for varmt eller for kaldt, er grunnen vanligvis en viftefeil. Hvis frysetemperaturen er høyere enn den burde være, er det imidlertid vanligvis kondensatoren som er feil, og det er et mer alvorlig problem.
Kan du betjene fryseren din selv?
Når ting går galt i kjøleskap, kan du ofte reparere viften eller kontrollene selv hvis du vet hva du gjør. Det er en annen historie når du ikke kan opprettholde frysetemperaturen, for det betyr vanligvis at det er et problem med kjølesystemet. Forbundslov forbyr ulisensierte personer å betjene kjølesystemer.
En av hovedårsakene til forbudet har å gjøre med kuldemediets flyktighet. Selv om Freon (også kjent som R22-kuldemedium) ikke lenger er i bruk fordi det er et klorfluorkarbon som skader jordas ozonlag, kan det hende at noen eldre systemer fortsatt bruker det. Dessuten kan noen nåværende kjølemedier, for eksempel hydrofluorcarbons (HFC), også skade miljøet ved å bidra til global oppvarming.
Noen frysesystemer, spesielt propananlegg, bruker ammoniakk som kjølemiddel, noe som er en retur til de tidlige dagene med kjølesystemer. Ammoniakk er sterkt etsende, og det forårsaker svie i øynene og luftveiene og kan være dødelig i store mengder. Det krever dyktige teknikere og strenge prosedyreprotokoller for å jobbe på kjølesystemer uten å frigjøre noen av disse farlige gassene.
