冰柜的工作方式

经过:布莱恩·布恩(Brian Boone)

冰柜长期以来一直被用来保存食物,但是它如何使食物变质?
冰柜长期以来一直被用来保存食物,但是它如何使食物变质?
Henrik Weis/盖蒂图像

几乎每个现代美国房屋都有一个冰柜,很可能附属于冰箱。但是为什么我们冻结食物?为了储存以后的食物,如果我们将其放入冰箱中,我们将无法在几天内到达。因此,大量的牛肉炖汤进入了冰箱,以及那种革命性的20世纪发明:冷冻晚餐。

但是,需要存储以后的食物 - 或制造冰以保持饮料冷却 - 比剩菜剩饭和电视晚餐。它可以追溯到文明本身。数千年前,古代美索不达米亚人发现,冷食物比留下的食物慢[来源::牧羊人]。因此,他们将大坑挖到了地面上,用稻草或沙子将它们隔热,然后从最近的山上用冰和积雪将其隔开。这些坑或冰洞一次用于保存食物两三个星期。美索不达米亚人知道,外面的温暖空气可以防止积雪冷却食物,因此入口保持狭窄而狭窄以防止空气渗漏。

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直到1600年代后期,英格兰和法国通过《冰屋》的发明创建了自己的版本,这就是几个世纪的保存数百年来[资料来源:马丁]。尽管许多人至少部分在地面上,但有些被设计为茅草屋顶坑,可以使食物保持寒冷或为饮料和甜点提供冰块的冰 - 借助湖泊带来的雪和冰,大约一年。该过程类似于冰洞,带有木屑或小树枝等绝缘子,上面放着雪和木屑。

这些最终让位于制造冰箱,冰箱是一个小橱柜,有一个隔间,用于拿着大块冰和另一个用于储存食物的隔间。直到1920年代,电气冰箱和冰柜开始首次亮相,这些都是很普遍的。

到那时,科学和工业已经建立了机械制冷的概念,其中循环的化学气体使物品处于冷室中。这就是为什么当今机械循环的蒸气驱动的冰柜比充满山雪的挖空冰洞要复杂(和高效)。接下来,我们将找出一些科学发现如何导致我们今天使用的现代冰柜的创建。

现代冰柜的开发

细菌通常是食物衰减,但它们在冰冻温度下的生长也不能很好,在32华氏度(0摄氏度)或较低的温度下。因此,如果您降低其中的液体,食物会更慢 -分子 - 冻结温度。

随着1800年代初期的科学家就温度的性质和热力学定律提出了相关的发现,就当时,人工温度调节的框架就到位了。

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美国发明家雅各布·珀金斯(Jacob Perkins蒸气压缩,我们将在下一页上仔细研究[来源:Elert]。珀金斯确定一种用作一种物质制冷剂当热量经历压力变化并从液体转变为蒸气和背部时,会吸收并散发热量。换句话说,珀金斯发现某些化学物质可以通过吸收所有热量来降低空气温度。他获得了冷藏单元的首个已知专利,但他的发明从未获得商业上的成功。

在1840年代后期,来自佛罗里达州的医生专利一种装置,然后使制冷剂加压并抑制以产生冰,尽管它泄漏了,并且并不总是正常工作。和N 1860年,法国发明家Ferdinand Carre通过使用更稳定和有效(但有毒的)制冷剂(氨)而不是Ether Perkins使用[来源::教堂]。

到1920年代,这项技术已经得到了足够的完善 - 并且电力已足够广泛 - 在美国和欧洲,原油却昂贵的冰柜已经在市售中获得,尽管它们仍然效率很大。外部空气会渗入冷冻室,因此必须将它们存储在冰室中,以更好地控制温度。

从那时起,冰柜已经有了更精细的机械,更好的化学药品和更有效的保持冷空气内部的方法的大量改善。阅读下一页,以了解有关您房屋中的冰柜的工作方式的更多信息。

现代冰柜

©2009 How兴发首页xstuffworks.com

因此,现在您知道蒸气压缩是冰箱背后的原理。但是它到底是如何工作的呢?核心是一个快速移动的流汽化制冷剂这是在冰箱内部的一个周期。

为了了解它的工作原理,请在通往海洋的途中蜿蜒穿过山脉和乡村时,就会想象一下河流。一旦清空,它就被乌云占用,变成雨,然后重新进入该河,在那里再次流向海洋。制冷剂流动并以类似的方式从液体转变为气体。

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如今,一些最常用的制冷剂是HFC(氢氟化合物)。其他制冷剂,例如CFCS(氯氟化合物)和HCFC(氢氯氟烷)受到了高度调节 - 在许多产品中被禁止使用,因为它们在美国有助于消耗大气的耗尽臭氧层[来源:EPA]。

制冷剂在低压下以蒸气开始冷却过程。它进入的第一个冰柜组件是压缩机(通常在冰箱的下部发现)。压缩机挤压蒸气的颗粒,将其加热并将其转换为高压状态。

热,加压的制冷剂由压缩机通过试管泵送到下一个组件中,称为A冷凝器。如果您曾经触摸过冷冻室的外部并感到温暖,那就是冷凝器线圈的热量,通常位于冷凝器线圈下方或冰箱底部,可以将它们暴露于室温空气并冷却。随着蒸气通过冷凝器线圈行驶,它会失去热量,但保持了高压。它也被转换为中等温度的温度。

现在的液体制冷剂的固有压力将其推入下一个组件:计量管。这种小结构调节蒸气的压力,因此可以进入下一个组件。

当液体制冷剂头从小型计量管进入较大蒸发器,它的压力突然下降,导致其转换为低压蒸气。蒸发器还吸收热量,这导致冷冻蒸气,使设备的温度保持足够冷以使您的温度保持冷冻食物。然后,蒸气回到压缩机重新开始过程。

蒸气压缩并不是创建超冷食品存储环境的唯一方法。在下一页上,我们将讨论当今市场上其他冻结技术和不同风格的冰柜风格。

冰柜类型

在您的家中,您可能有一个冰箱/冰柜组合单元。无论您是否有并排的冰箱/冰柜设备,顶部的冰箱,还是底部的冰箱,差异很少。每个冰柜都是一个单元,因此它们都使用了在追求蒸气压缩时所描述的相同机器。唯一的区别是能源效率。底部的电源使用最少的功率[来源:Hakim和Turiel]。为什么?如果压缩机位于底部,则不必将蒸气推得太远。在并排或顶冰箱的样式上,压缩机必须通过管迫使制冷剂到达冰柜隔室。

另一种冰柜是独立的,也称为“深冷冻”或“零下”,尽管后者是特定品牌的冰柜的商标名称。它们也基于蒸气压缩的基本原理。

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您是否曾经在餐厅工作过,不得不取回食物来自大型步入商业冰柜?同样,这些使用蒸气压缩;这种单元的唯一主要好处是,其中许多人具有加强的铝地板,每平方英尺的体重最高可容纳600磅(约270公斤) - 这是一家高量餐厅的非常有价值的概念(但对于一个四口之家来说,将是完全不必要的。

无论您使用哪种冰柜,请确保保持较低和一致的温度。否则,您将积累冰柜的最大敌人:霜冻。在下一页上,我们将看看霜冻的发生方式以及您可以采取什么措施来防止这种情况。

冰霜的威胁:冰柜霜

冰柜可能发生的最糟糕的事情是霜冻,它的浓密冰冷的冰厚,覆盖了冰箱内部的所有东西,将其全部变成了一个大冰冷的混乱。什么会导致霜冻?

  • 经常打开它,并允许过多温暖的室温空气,这可以关闭用于仅处理冷空气的冰柜元素
  • 通过将冰箱推到墙壁太近来阻止气流,这使冷凝器线圈的行为降低了
  • 放松橡皮在门周围密封,这使讨厌的室温空气进入

基本上,在每种情况下,温暖的空气与亚冰点空气混合在一起。结果是霜冻。许多较新的模型冰柜具有自动预防功能,该功能调节温度以保持内部温度始终如一地保持在需要的位置。如果您没有该功能,这里还有其他一些防止霜冻的方法:

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  • 将冰箱的恒温器设置为华氏0度 - 不太冷或温暖[来源:NCHFP]。
  • 仅在需要时打开它,以免磨损门周围的橡胶密封。
  • 如果您的冰箱背面有线圈,请确保线圈和墙壁之间至少有3英寸。

如果您无法像累积的霜冻一样快地摆脱霜冻 - 假设您的橡胶密封件是射击的,昂贵的内部零件被过度劳累或卷起了线圈 - 可能是时候进行替换了。接下来,我们将查看您需要考虑购买新冰箱的时间。

购买新的冰柜

冰柜/冰箱组合
诸如外部冰机之类的额外功能可能会增加新的冰箱/冰箱组合的成本。
©Istock/Roberto Anguita Escribano

抛开贴纸,看新的冰柜实际上可能很有趣。根据您的预算和需求,当今的冰柜有各种各样的技术先进的铃铛和口哨声。根据您选择的功能,您的新单元的价格可能从500美元到4,000美元甚至更多。在这里考虑下一次冰柜时,您可能需要寻找的一些功能:

  • 数字外部温度调节器:这是一个键盘,您可以在冰箱的所需温度中点击。它使您不必进入冷冻冰箱的后部,以扭动冰冷的旋钮。
  • 自动制冰机:尽管他们已经存在数十年了,但制造商在您在外部进入的门中,将使冰箱持续更长的时间,因为那是您不必到达内部并冒着磨损橡胶密封的时间。
  • 冷水过滤器:你变得新鲜,冷藏从冷冻门分发。
  • “冷却区”车厢:在某些冰箱/冰柜组合中可用,是一个隐藏的管子路由超级冷冻冰柜空气到冰箱中的空间,旨在存储迅速灭亡的物品,例如牛奶。
  • 自动解冻:正如我们之前谈论的那样,这应该延长冰箱的寿命,因此您不必很快就会再次购物。

通过访问下一页上的链接,甚至更多地了解有关冷冻机和食物保存的信息。

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更多信息

相关的方式如何进行文章兴发首页x

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