Air conditioning system basics and theories

Refrigeration cycle

    A simple stylized diagram of the refrigeration cycle :

        01). Condensing coil
        02). Expansion valve
        03). Evaporator coil
        04). Compressor

A simple stylized diagram of the refrigeration cycle: 1) condensing coil, 2) expansion valve, 3) evaporator coil, 4) compressor.

    Capillary expansion valve connection to evaporator inlet. Notice frost formation.

Capillary expansion valve connection to evaporator inlet. Notice frost formation.

    In the refrigeration cycle a heat pump transfers heat from a lower-temperature heat source onto a higher-temperature heat sink. Heat would naturally flow in the opposite direction. This is the most common type of air conditioning. A refrigerator works in much the same way , as it pumps the heat out of the interior and into the room in which it stands.
    This cycle takes advantage of the way phase changes work , where latent heat is released at a constant temperature during a liquid/gas phase change and where varying the pressure of a pure substance also varies its condensation/boiling point.
    The most common refrigeration cycle uses an electric motor to drive a compressor. In an automobile the compressor is driven by a belt over a pulley , the belt being driven by the engine's crankshaft (similar to the driving of the pulleys for the alternator , power steering , etc.. ). Whether in a car or building , both use electric fan motors for air circulation. Since evaporation occurs when heat is absorbed , and condensation occurs when heat is released , air conditioners use a compressor to cause pressure changes between two compartments and actively condense and pump a refrigerant around. A refrigerant is pumped into the evaporator coil , located in the compartment to be cooled , where the low pressure causes the refrigerant to evaporate into a vapor , taking heat with it. At the opposite side of the cycle is the condenser , which is located out side of the cooled compartment , where the refrigerant vapor is compressed and forced through another heat exchange coil , condensing the refrigerant into a liquid , thus rejecting the heat previously absorbed from the cooled space.

A modern R-134a refrigeration compressor

    By placing the condenser (where the heat is rejected) inside a compartment and the evaporator (which absorbs heat) in the ambient environment (such as outside) or merely running a normal air conditioner's refrigerant in the opposite direction , the overall effect is the opposite , and the compartment is heated. This is usually called a heat pump and is capable of heating a home to comfortable temperatures (25°C ; 70°F) , even when the outside air is below the freezing point of water (0°C ; 32°F).
    Cylinder unloaders are a method of load control used mainly in commercial air conditioning systems. On a semi-hermetic (or open) compressor , the heads can be fitted with unloaders which remove a portion of the load from the compressor so that it can run better when full cooling is not needed. Unloaders can be electrical or mechanical.      
                     
  

Indvirkning på livsstil

Indvirkning på livsstil

Køleskabet giver den moderne familie til at holde maden frisk i meget længere tid end før. Dette, sammen med den moderne supermarked, giver de fleste familier, uden en stor have til at dyrke grøntsager og opdrætte dyr, en langt mere varieret kost og forbedret sundhed som følge af bedre ernæring. [Redigér] Mejeriprodukter, kød, fisk, fjerkræ og grøntsager kan opbevares nedkølet i det samme rum i køkkenet (selv om råt kød skal holdes adskilt fra andre fødevarer af hygiejniske grunde).Køleskabet lader folk spiser mere salat, frisk frugt og grøntsager, uden at eje en have eller en frugtplantage. Eksotiske fødevarer fra fjerne lande, der er importeret ved hjælp af køle kan nydes i hjemmet på grund af interne køling.Frysere give husholdningerne til at købe fødevarer i bulk: Det kan spises i ro og mag, og samlet indkøb sparer penge (se stordriftsfordele). Is, en populær vare i det 20. århundrede, kunne tidligere kun fås ved at rejse lange afstande, hvor produktet blev lavet frisk, og måtte blive spist på stedet. Nu er det en fælles mad element. Ice-on-demand ikke kun bidrager til at nyde kolde drikke, men er nyttig for førstehjælp, og for koldt pakninger, der kan opbevares nedfrosset til camping eller i tilfælde af en nødsituation.

Energieffektivitet

Energieffektivitet

En auto-afrimning enhed bruger en blæser fan til at holde fugten ude af enheden. Det har også en varmespiral under fordamperen at jævne varmer fryseren og smelter eventuelle is oprustning. Nogle enheder har også varmeapparater i siden af døren for at holde enheden fra "græde." Manual afrimning apparater til rådighed i brugte-apparat butikker eller ved særlige orden. Køleskabe, der anvendes til at forbruge mere energi end nogen anden hjem apparat, men i de sidste tyve år store fremskridt der er gjort for at gøre køleskabe mere energieffektive. I begyndelsen af 1990'erne en konkurrence blev afholdt mellem de store producenter til at fremme energieffektivitet. Nuværende modeller, der er Energy Star kvalificeret bruge 50 procent mindre energi end modeller lavet før 1993. [11] Det mest energieffektive enhed i USA er designet til at køre på 120 eller 110 volt, og bruger omkring en halv kilowatt-timer per dag. [12] Men selv almindelige enheder er ganske effektiv, og nogle mindre enheder bruger mindre end 0,5 kilowatt-timer per dag. Større enheder, især dem med store frysere og icemakers, kan bruge så meget som 4 kWh per dag. Blandt de forskellige stilarter af køleskabe, er top-fryseskab modeller mere effektiv end bottom-fryseskab modeller med samme kapacitet, som igen er mere effektiv end side-fryseskab modeller. Modeller med through-the-dørs isen enheder er mindre effektive end dem uden. [13] Dr. Tom Chalko i Australien har udviklet en ekstern termostat til at konvertere en kummefryser i en kiste køleskab med kun ca 0.1kWh per dag mængden af energi, der anvendes af en 100 watt pære i en time. [14] En lignende anordning, fremstilles af Johnson Controls [15]. Forskere på Oxford University har rekonstrueret et køleskab opfundet i 1930 af Albert Einstein i deres bestræbelser på at erstatte de nuværende teknologier med energi effektiv grøn teknologi. Den Einstein køleskab fungerer uden elektricitet og bruger ingen bevægelige dele eller drivhusgasser [16].

Typer af husholdningskøleskabe

Typer af husholdningskøleskabe

Husholdningskøleskabe og frysere til opbevaring er lavet i en række størrelser. Blandt de mindste er en 4 L Peltier køleskab annonceres som værende i stand til at holde 6 dåser øl. En stor indenlandsk køleskab står så høj som en person og kan være ca 1 m bred med en kapacitet på 600 L. Nogle modeller til små husstande passer ind under køkkenet arbejde overflader, normalt omkring 86 cm høj. Køleskabe kan kombineres med frysere, enten stables med køleskab eller fryser over, under eller ved siden af hinanden. Et køleskab uden en frostbokse rum kan have en lille del bare for at gøre isterninger. Frysere kan have skuffer til opbevaring af fødevarer i, eller de kan have nogen divisioner (kummefrysere). Køleskabe og frysere kan være fritstående eller bygget ind i et køkken. Kompressor køleskabe er langt den mest almindelige type, og de gør en mærkbar støj. Absorptionskøleskabe eller termoelektriske Peltier enheder bruges der, hvor lydløse der kræves Peltier kølere anvendes i de mindste køleskabe, som de ikke har nogen pladskrævende mekanisme. Compressor og Peltier køleskabe er drevet af elektricitet absorption enheder kan designes til at være drevet af en varmekilde. En bemærkelsesværdig forskel mellem de to typer er manglen på kølemiddel med Peltier kølere (disse bruger en anden metode til køling). Men Peltier kølere bruger mere el, fordi de er termodynamisk ineffektive. Olie, gas (naturgas eller propan), og dobbelt effekt gas / el-enheder er også tilgængelige (der typisk findes i RV's). Solar køleskabe og Termisk masse køleskabe er designet til at reducere el-forbruget. Solar køleskabe har den ekstra fordel, at de ikke anvender kølemidler, der er skadelige for miljøet eller brandfarlige. Typiske sol designs er absorptionskøleskabe at bruge ammoniak som arbejdssprog gas og beskæftiger store spejle til at koncentrere sig tilstrækkeligt sollys til at nå den nødvendige temperatur for at frigøre gasformige ammoniak fra opløsningsmidlet. [8] [9] De fleste termisk masse køleskabe er designet til at bruge el periodisk. Da disse enheder er stærkt isoleret, er køling belastning først og fremmest begrænses til varme blev indført med nye produkter, der skal nedkølet, og luften overførsel, når enheden er åben. Meget lidt magt er derfor påkrævet, hvis der blev åbnet sjældent. Køleanlæg til kommercielle og industrielle applikationer kan laves i forskellige størrelse, form eller stil, så det passer kundens behov. Magnetisk køleskabe køleskabe, at arbejdet med magnetokaloriske effekt. Den kølende effekt udløses ved at placere en metallegering i et magnetfelt. [10]

Egenskaber

Egenskaber

Nyere køleskabe kan omfatte: Automatisk afrimning; En strømafbrydelse advarsel, der advarer brugeren ved at blinke en temperatur display. Den maksimale temperatur, der opnås i løbet af strømsvigt kan blive vist sammen med oplysninger om, hvorvidt den frosne fødevarer har optøet eller kan indeholde skadelige bakterier; Nedkølet vand og is til rådighed fra en in-dørstation, så døren ikke skal åbnes; Cabinet ruller, som giver køleskabet let rulles rundt for at lette rengøringen; Justerbare hylder og bakker, som kan flyttes så de passer til brugeren; En Status Indikator til at underrette brugeren, når det er tid til at skifte vand filter; Et in-dørs is caddie, der flytter den is-maker opbevaring til fryseren døren og sparer cirka 60 liter (ca. 2 kubikfod) af anvendeligt fryser plads. Det er også aftagelige, og bidrager til at forhindre is-maker tilstopning; En afkøling zone i køleskabet dør hylder. Air fra fryseren sektion er flyttet til køleskabsdøren, at køle mælk eller juice er gemt i døren hylden. Tidlig fryser enheder akkumulerede iskrystaller omkring indefrysning enheder. Dette var et resultat af fugtighed ind i de enheder, når dørene til fryseren blev åbnet. Denne frost oprustning krævede periodiske optøning ("afrimning") af enhederne for at bevare deres effektivitet. Fremskridt inden for automatisk afrimning fjerne optøning opgave blev indført i 1950'erne, men er ikke universelle, på grund af energimæssige ydeevne og omkostninger. Også tidligt enheder featured fryserumsarrangementet beliggende inden for større køleskab, og adgang til ved at åbne køleskabsdøren, og derefter de mindre indre fryser døren enheder ligner en helt separat frostboks blev indført i begyndelsen af 1960'erne, bliver branchens standard i midten af dette årti. Senere forskud inkluderet automatisk is enheder og selvstændige opdelte frysning enheder. En stadig store miljømæssige problem er bortskaffelse af gamle køleskabe - i første omgang på grund af freon kølervæske beskadige ozonlaget, men som den ældre generation af køleskabe forsvinder det er ødelæggelsen af CFC-bærende isolering der vækker bekymring. Moderne køleskabe bruger normalt en kaldet kølemiddel HFC-134a (1,1,1,2-tetrafluorethan), som ikke nedbryder ozonlaget, i stedet for freon. Bortskaffelse af kasserede køleskabe er reguleret, ofte mandat fjernelse af døre: børn, der leger skjul-og søge blevet kvalt, mens gemmer inde kasseret køleskab, især ældre modeller med låsefunktion døre. Mere moderne enheder bruger en magnetisk dør tætningsmateriale, som er indehaver af lukkede døren, men kan skubbes åbne indefra. Denne pakning blev opfundet af Herman C. Alen Sr Men børn kan stadig komme til skade, hvis de skjule sig i en kasseret køleskab [7].

Generelle tekniske forklaring

Generelle tekniske forklaring

En dampe kompression cyklus anvendes i de fleste køleskabe, køle-/fryseskabe og frysere. I denne cyklus. Et cirkulerende kølemiddel som R134a går ind i en kompressor så lavt tryk damp på eller lidt over stuetemperatur Dampen er så komprimeret og forlader kompressoren så højt tryk overophedet damp. Den overophedet damp rejser under pres gennem bredbånd eller rør, hvori "kondensatoren", som er passivt kølet ved kontakt med luften i rummet. (I varmt vejr kan selv det rum, eller "ambient" luft blevet nedkølet af et klimaanlæg. A køler omgivende temperatur kræver mindre arbejde fra køleskabet.) Tilbagesvaleren køler dampen, og det i sidste ende blive flydende. Det er derefter stadig under pres. På det tidspunkt kølemiddel forlader kondensatoren er det kun lidt over stuetemperatur. Dette varme væske kølemiddel tvunget af sit pres gennem en måling eller kvæle enhed, også kendt som en ekspansionsventil (hovedsagelig en konstriktion) til et område med meget lavere tryk. Den pludselige fald i trykket resultater i eksplosiv-lignende flash fordampning af en del (typisk omkring halvdelen) af den væske. Den latente varme, der absorberes af denne flash fordampningen er trukket det meste fra tilstødende stadig likvide kølemiddel, et fænomen kendt som "auto-kølemiddel". Den kolde og delvist fordampet kølemiddel fortsætter gennem bredbånd eller rør af fordampningsenheden. En ventilator blæser luft ud af køleskabet eller fryseren ("box luft") på tværs af disse spiraler eller rør og kølemiddel helt fordamper, der drages yderligere latent varme fra boksen luften, og så holder den boks luften kold. Dette afkøles luften er tilbage i køleskabet eller fryseren. Den kølige luft i køleskabet eller fryseren er stadig varmere end kølemiddel i fordamperen. Kølemiddel forlader fordamperen, nu helt fordampet og let opvarmet, og vender tilbage til kompressorindsugning at fortsætte cyklus. En absorption køleskab fungerer anderledes fra en kompressor køleskab ved hjælp af en varmekilde, såsom forbrænding af flydende gas, solvarme eller en elektrisk varmeelement. Disse varme kilder er meget roligere end kompressoren motor i en typisk køleskab. En ventilator eller pumpe kan være den eneste mekaniske bevægelige dele, afhængig af konvektion betragtes upraktisk. Den Peltier effekt bruger elektricitet til at pumpe varme direkte; denne type køleskab bruges undertiden til camping, eller hvor støj er ikke acceptabelt. De kan være helt tavs (hvis de ikke omfatter en fan til luftcirkulation), men er mindre energieffektive end andre metoder. Andre anvendelser af en absorption køleskab (eller "chiller") omfatter store systemer, der anvendes i kontorbygninger eller komplekser, såsom hospitaler og universiteter. Disse store systemer anvendes til køling en saltlage, der er rundsendt gennem bygningen. Andre alternativer til damp-kompression cyklus, men ikke er i brug omfatter thermionic, Vortex rør, luft cyklus, magnetisk køling, Stirling cyklus, Malone køling, akustisk køling, puls rør og vandkredsløbet systemer.

Kommercielle og husholdningskøleskabe

Kommercielle og husholdningskøleskabe

Kommercielle køle-og fryseskab enheder, der går af mange andre navne, der var i brug i næsten 40 år forud for fælles hjem modeller. De brugte giftige gas-systemer, som lejlighedsvis lækket, hvilket gør dem uegnet til brug i hjemmet. Praktiske køleskabe blev indført i 1915 og fik en bredere accept i USA i 1930'erne, da priserne faldt og ikke-giftige, ikke-brændbare syntetiske kølemidler såsom freon eller R-12 blev indført. Det er bemærkelsesværdigt, at mens 60% af husstandene i USA ejet et køleskab i 1930'erne, var det først 40 år senere, i 1970'erne, at køleskabet er opnået et tilsvarende niveau for udbredelse i Det Forenede Kongerige. [1]

History

Før opfindelsen af køleskabet, var icehouses anvendes til at levere cool lager for det meste af året. Placeret i nærheden af ferskvandssøer eller fyldt med sne og is om vinteren, de engang var meget almindeligt. Naturlige midler stadig bruges til at afkøle fødevarer i dag. På fjeldsiderne, fra smeltende sne afstrømning er en praktisk måde at køle drikkevarer, og om vinteren kan man opbevare mælken frisk meget længere blot ved at holde det udendørs. I det 11. århundrede opfandt den persiske fysiker og kemiker Ibn Sina (Avicenna) de kølede spole, som kondenserer aromatiske dampe. [2] [3] Det var et gennembrud i destillation teknologi, og han gjorde brug af den i hans dampdestillation processen, som kræver kølet slanger, til at producere essentielle olier. [4] Den første kendte kunstige køle blev demonstreret af William Cullen på University of Glasgow i 1748. Mellem 1805, da Oliver Evans designet den første køle maskine, der anvendes damp i stedet for væske, og 1902 da Willis Haviland Carrier viste de første air condition, vurdering af opfindere bidraget med mange små fremskridt i køle maskiner. I 1850 eller 1851, viste Dr. John Gorrie en ismaskine. I 1857 indførte australske James Harrison damp-kompression køling til brygning og kød pakning industrier. Ferdinand Carré i Frankrig udviklet en noget mere kompliceret system i 1859. I modsætning til tidligere kompressions-kompression maskiner, der anvendes luft som kølemiddel, Carré's udstyr, der er indeholdt hurtigt ekspanderende ammoniak. Absorptionen køleskab blev opfundet af Baltzar von Platen og Carl Munters i 1922, mens de stadig var studerende på Royal Institute of Technology i Stockholm. Det blev en verdensomspændende succes og blev kommercialiseret af Electrolux. Andre pionerer inkluderet Charles Tellier, David Boyle, og Raoul Pictet. Carl von Linde var den første til patent og gøre en praktisk og kompakt køleskab. I begyndelsen af det 20. århundrede, omkring halvdelen af husstandene i USA har påberåbt sig smeltende is (i en køleboks) til at holde mad koldt, mens den resterende halvdel havde ingen afkølet opbevaring på alle, måske med undtagelse af en "root kælderen". Isen, der anvendes til husholdningsbrug opbevaring var dyrt, fordi isen var nødt til at være skåret fra vinter damme (eller mekanisk produceret), opbevares centralt indtil der er brug, og leveres regelmæssigt. Fra kort efter 1900 nedkøling af transport, generelt for de lange transporter af fødevarer, blev langsomt indført. Jernbanerne i USA indførte Køleskab bilen på den lange hale, over flere dage, af frugt og grøntsager fra Californien til øst. Special fragt biler blev bygget med store is kamre nedenunder, som var fyldt med tonsvis af is med mellemrum på "icing stationer" langs jernbanen. Intern ventilation fans fordrevet fra hjulene på bilen rettet afkølet luft op gennem kanaler blandt køretøjers indhold. Salt blev tilføjet til isen for at gøre det smelte hurtigere, og dermed absorbere latent varme hurtigere, hvilket øger kølende effekt. I mellemtiden kølet skibe blev bygget til langdistance bevægelser, såsom kød og mejeriprodukter fra New Zealand til Storbritannien. Disse skibe brugte strøm fra hovedmaskinen, og kølemiddel cirkulerer var saltlage, en salt og vand blanding med et lavt frysepunkt. I nogle få undtagelsestilfælde, havde mekaniske køleanlæg blevet tilpasset ved starten af det 20. århundrede til brug i private hjem af de meget velhavende, og kan anvendes til køling såvel levende foderoplagringsrum. En tidlig systemet blev installeret på gården af Walter Pierce, en olieselskab udøvende [5]. Marcel Audiffren af Frankrig støttet tanken om en køle maskine til køling og konservering fødevarer derhjemme. Hans amerikanske patenter, der er udstedt i 1895 og 1908, blev købt af den amerikanske Audiffren Køle Machine Company. Maskiner baseret på Audiffren's svovldioxid proces blev fremstillet af General Electric i Fort Wayne, Indiana og markedsføres af Johns-Manville selskab. Den første enhed blev solgt i 1911. Audiffren maskiner var dyre, sælger for omkring $ 1.000 (US) - omkring dobbelt så meget som prisen på en bil på det tidspunkt. General Electric søgt at udvikle køleskabe af sine egne, og i 1915 den første Guardian enhed var samlet i en baggård hylde som en forgænger til Frigidaire. I 1916 Kelvinator og Servel introduceret to enheder blandt et felt af konkurrerende modeller. Dette var steget til 200 i 1920. I 1918 havde Kelvinator en model med automatisk kontrol. Disse hjem enheder, der normalt kræves installation af mekaniske dele, motor og kompressor, i kælderen eller et tilstødende værelse, mens den kolde boks blev placeret i køkkenet. Der var en 1922 model, som bestod af et træ koldt boks, vandkølede kompressor, en isterning bakken og en 9 kubikfod rum, og omkostninger 714 $. (A 1922 Model-T Ford koste omkring 450 dollar.) I 1923 Frigidaire introducerede første selvbærende enhed. Om dette samme tid porcelæns-dækket metalskabe begyndte at dukke op. Ice Cube bakker blev indført mere og mere i løbet af 1920'erne, op til dette tidspunkt frysning var ikke en ekstra funktion i den moderne køleskab. Den første køleskab for at se udbredt anvendelse var General Electric "Monitor-Top" køleskab blev indført i 1927. Kompressoren samling, som udsendes en stor varme, var placeret oven på kabinettet, og omgivet med en dekorativ ring. Over 1.000.000 enheder blev produceret. Som køle medium, brugt disse køleskabe enten svovldioxid, som er ætsende for øjnene og kan forårsage tab af synet, smertefulde forbrændinger af huden og læsioner, eller methyl formate, som er meget brandfarligt, skadelige for øjnene, og giftige ved indånding eller indtages. Mange af disse enheder er stadig funktionelle dag. Disse kølesystemer loven ikke kan genoplades med de farlige oprindelige kølemidler, hvis de lække eller nedbrud. Ældre amerikanske køleskab model, med frostboks Indførelsen af freon udvidet markedet for køleskabe i 1930'erne. Separate frysere blev almindelig i 1940'erne, den populære sigt på det tidspunkt for den enhed var en "dybfryser". Men disse anordninger eller "apparater" ikke gå i masseproduktion til brug i hjemmet indtil efter World War 2. 1950'erne og 60'erne oplevede tekniske fremskridt som automatisk afrimning og automatisk is gøre. Mere effektive køleskabe blev udviklet i 1970'erne og 80'erne, selv om miljøspørgsmål har ført til forbud mod meget effektive (freon) kølemidler. Tidlig køleskab modeller (fra 1916) havde en kold rum til isterning bakker. Fra slutningen af 1920'erne friske grøntsager blev med held behandlet gennem indefrysning af Postum Company (forløberen for General Foods), som havde erhvervet den teknologi, når det købte rettighederne til Clarence Birdseye succesfulde frisk frysemetoders. Den første vellykkede anvendelse af frosne fødevarer opstod, da General Foods arving Marjorie Merriweather Post (dengang gift med Joseph E. Davies, USA-ambassadør i Sovjetunionen) udstationeret kommercielle-grade frysere i Spaso House, den amerikanske ambassade i Moskva, forud for Det Davies 'ankomst. Post, bange for USSR's fødevareforarbejdning sikkerhedsstandarder, fuldt lager af frysere med produkter fra General Foods 'Birdseye enhed. Den frosne mad butikker tillod Davies at underholde overdådigt og serverer friske frosne fødevarer, der ellers ville være uden for sæsonen. Efter vender hjem fra Moskva, Post (som genoptog sit pigenavn efter skilsmisse Davies) rettet General Foods til at markedsføre frosset produkt at opskalere restauranter. Home frysere som separate segmenter (større end nødvendigt bare for isterninger), eller som separate enheder, blev indført i USA i 1940. Frosne fødevarer, tidligere en luksus punkt, begyndte at blive almindeligt.

FRYSEANLÆG

Køleskab

Et køleskab (ofte kaldet en "køleskab" for korte) er en kølende apparat bestående af en varmeisoleret rum og en varmepumpe-kemiske eller mekaniske midler til overfører varme fra det ydre miljø, køling indholdet til en temperatur på under rumtemperatur. Køling er en populær foderopbevaring teknik i de udviklede lande og fungerer ved at mindske reproducton sats af bakterier. Enheden er således anvendes til at reducere antallet af fordærv af fødevarer. En enhed, der beskrives som en "køleskab" fastholder en temperatur et par grader over frysepunktet for vand, en lignende anordning, som fastholder en temperatur under frysepunktet for vand kaldes en "fryser". Køleskabet er en forholdsvis moderne opfindelse blandt køkkenmaskiner. Den erstattede den køleboks, der havde været en fælles husholdningsapparat i næsten et århundrede og et halvt før. Af denne grund er et køleskab undertiden benævnt en "køleboks".


Fryser

Fryser enheder, der anvendes i private husholdninger og i industri og handel. De fleste frysere operere omkring 0 ° F (-18 ° C). Indenlandske frysere kan indgå som et separat rum i køleskab, eller kan være et separat apparat. Indenlandske frysere er normalt oprejst enheder ligner køleskabe eller kister ligner opretstående enheder, der på ryggen. Mange oprejst moderne fryseskabe komme med en is dispenser indbygget i deres dør.

Impact on lifestyle

Impact on lifestyle

The refrigerator allows the modern family to keep food fresh for much longer than before. This, along with the modern supermarket, allows most families, without a sizeable garden in which to grow vegetables and raise animals, a vastly more varied diet and improved health resulting from improved nutrition.[citation needed] Dairy products, meats, fish, poultry and vegetables can be kept refrigerated in the same space within the kitchen (although raw meat should be kept separate from other foodstuffs for reasons of hygiene).
The refrigerator lets people eat more salads, fresh fruits and vegetables, without having to own a garden or an orchard. Exotic foodstuffs from far-off countries that have been imported by means of refrigeration can be enjoyed in the home because of domestic refrigeration.
Freezers allow households to buy food in bulk: it can be eaten at leisure, and bulk purchase saves money (see economies of scale). Ice cream, a popular commodity of the 20th century, could previously only be obtained by traveling long distances to where the product was made fresh, and had to be eaten on the spot. Now it is a common food item. Ice on demand not only adds to the enjoyment of cold drinks, but is useful for first-aid, and for cold packs that can be kept frozen for picnics or in case of emergency.

Energy efficiency

An auto-defrost unit uses a blower fan to keep moisture out of the unit. It also has a heating coil beneath the evaporator that periodically heats the freezer compartment and melts any ice buildup. Some units also have heaters in the side of the door to keep the unit from "weeping." Manual defrost units are available in used-appliance shops or by special order.
Refrigerators used to consume more energy than any other home appliance, but in the last twenty years great strides have been made to make refrigerators more energy efficient. In the early 1990s a competition was held among the major manufacturers to encourage energy efficiency. Current models that are Energy Star qualified use 50 percent less energy than models made before 1993.[11] The most energy-efficient unit made in the US is designed to run on 120 or 110 volts, and consumes about half a kilowatt-hour per day.[12] But even ordinary units are quite efficient; some smaller units use less than 0.5 kilowatt-hour per day. Larger units, especially those with large freezers and icemakers, may use as much as 4 kWh per day.
Among the different styles of refrigerators, top-freezer models are more efficient than bottom-freezer models of the same capacity, which are in turn more efficient than side-freezer models. Models with through-the-door ice units are less efficient than those without.[13] Dr. Tom Chalko in Australia has developed an external thermostat to convert any chest freezer into a chest fridge using only about 0.1kWh per day—the amount of energy used by a 100 watt light bulb in one hour.[14] A similar device is manufactured by Johnson Controls.[15] Scientists at Oxford University have reconstructed a refrigerator invented in 1930 by Albert Einstein in their efforts to replace current technologies with energy efficient green technology. The Einstein refrigerator operates without electricity and uses no moving parts or greenhouse gases.[16]

Types of domestic refrigerators

Types of domestic refrigerators

Domestic refrigerators and freezers for food storage are made in a range of sizes. Among the smallest is a 4 L Peltier fridge advertised as being able to hold 6 cans of beer. A large domestic fridge stands as tall as a person and may be about 1 m wide with a capacity of 600 L. Some models for small households fit under kitchen work surfaces, usually about 86 cm high. Fridges may be combined with freezers, either stacked with fridge or freezer above, below, or side by side. A fridge without a frozen food storage compartment may have a small section just to make ice cubes. Freezers may have drawers to store food in, or they may have no divisions (chest freezers).
Fridges and freezers may be free-standing, or built into a kitchen.
Compressor refrigerators are by far the most common type; they make a noticeable noise.
Absorption refrigerators or thermo-electric Peltier units are used where quiet running is required; Peltier coolers are used in the smallest refrigerators as they have no bulky mechanism.
Compressor and Peltier refrigerators are powered by electricity; absorption units can be designed to be powered by any heat source. A noticeable difference between the two types is the absence of refrigerant with the Peltier coolers (these use a different method of cooling). But Peltier coolers use more electricity because they are thermodynamically inefficient.
Oil, gas (natural gas or propane) and dual power gas/electricity units are also available (typically found in RV's).
Solar refrigerators and Thermal mass refrigerators are designed to reduce electrical consumption. Solar refrigerators have the added advantage that they do not use refrigerants that are harmful to the environment or flammable. Typical solar designs are absorption refrigerators that use ammonia as the working gas, and employ large mirrors to concentrate sufficient sunlight to reach the temperature required to free gaseous ammonia from the solvent.[8][9] Most thermal mass refrigerators are designed to use electricity intermittently. As these units are heavily insulated, cooling load is limited primarily to heat introduced by new items to be refrigerated, and ambient air transfer when the unit is open. Very little power is therefore required if opened infrequently. Refrigeration units for commercial and industrial applications can be made in various size, shape or style to fit customer needs.
Magnetic refrigerators are refrigerators that work on the magnetocaloric effect. The cooling effect is triggered by placing a metal alloy in a magnetic field.[10]

Features

Newer refrigerators may include:
Automatic defrosting;
A power failure warning, alerting the user by flashing a temperature display. The maximum temperature reached during the power failure may be displayed, along with information on whether the frozen food has defrosted or may contain harmful bacteria;
Chilled water and ice available from an in-door station, so that the door need not be opened;
Cabinet rollers that allow the refrigerator to be easily rolled around for easier cleaning;
Adjustable shelves and trays which can be repositioned to suit the user;
A Status Indicator to notify the user when it is time to change the water filter;
An in-door ice caddy, which relocates the ice-maker storage to the freezer door and saves approximately 60 litres (about 2 cubic feet) of usable freezer space. It is also removable, and helps to prevent ice-maker clogging;
A cooling zone in the refrigerator door shelves. Air from the freezer section is diverted to the refrigerator door, to cool milk or juice stored in the door shelf.
Early freezer units accumulated ice crystals around the freezing units. This was a result of humidity introduced into the units when the doors to the freezer were opened. This frost buildup required periodic thawing ("defrosting") of the units to maintain their efficiency. Advances in automatic defrosting eliminating the thawing task were introduced in the 1950s, but are not universal, due to energy performance and cost. Also, early units featured freezer compartments located within the larger refrigerator, and accessed by opening the refrigerator door, and then the smaller internal freezer door; units featuring an entirely separate freezer compartment were introduced in the early 1960s, becoming the industry standard by the middle of that decade.
Later advances included automatic ice units and self compartmentalized freezing units.
An increasingly important environmental concern is the disposal of old refrigerators - initially because of the freon coolant damaging the ozone layer, but as the older generation of refrigerators disappears it is the destruction of CFC-bearing insulation which causes concern. Modern refrigerators usually use a refrigerant called HFC-134a (1,1,1,2-Tetrafluoroethane), which does not deplete the ozone layer, instead of freon.
Disposal of discarded refrigerators is regulated, often mandating the removal of doors: children playing hide-and-seek have been asphyxiated while hiding inside discarded refrigerators, particularly older models with latching doors. More modern units use a magnetic door gasket which holds the door sealed but can be pushed open from the inside. This gasket was invented by Herman C. Ells Sr. But children can still come to harm if they hide in a discarded refrigerator.[7]

General technical explanation

General technical explanation

A vapor compression cycle is used in most household refrigerators, refrigerator–freezers and freezers. In this cycle, a circulating refrigerant such as R134a enters a compressor as low-pressure vapor at or slightly above room temperature. The vapor is then compressed and exits the compressor as high-pressure superheated vapor. The superheated vapor travels under pressure through coils or tubes comprising "the condenser", which are passively cooled by exposure to air in the room. (In hot weather, the room or "ambient" air may itself have been cooled by an air conditioner. A cooler ambient temperature demands less work from the refrigerator.) The condenser cools the vapor, and it eventually liquefies. It is then still under pressure. By the time the refrigerant leaves the condenser it is only slightly above room temperature. This warm liquid refrigerant is forced by its pressure through a metering or throttling device, also known as an expansion valve (essentially a constriction) to an area of much lower pressure. The sudden decrease in pressure results in explosive-like flash evaporation of a portion (typically about half) of the liquid. The latent heat absorbed by this flash evaporation is drawn mostly from adjacent still-liquid refrigerant, a phenomenon known as "auto-refrigeration". The cold and partially vaporized refrigerant continues through coils or tubes of the evaporator unit. A fan blows air from the refrigerator or freezer compartment ("box air") across these coils or tubes and the refrigerant completely vaporizes, drawing further latent heat from the box air, and so keeps the box air cold. This cooled air is returned to the refrigerator or freezer compartment. The cool air in the refrigerator or freezer is still warmer than the refrigerant in the evaporator. Refrigerant leaves the evaporator, now fully vaporized and slightly heated, and returns to the compressor inlet to continue the cycle.
An absorption refrigerator works differently from a compressor refrigerator, using a source of heat, such as combustion of liquefied petroleum gas, solar thermal energy or an electric heating element. These heat sources are much quieter than the compressor motor in a typical refrigerator. A fan or pump might be the only mechanical moving parts; reliance on convection is considered impractical.
The Peltier effect uses electricity to pump heat directly; this type of refrigerator is sometimes used for camping, or where noise is not acceptable. They can be totally silent (if they don't include a fan for air circulation) but are less energy-efficient than other methods.
Other uses of an absorption refrigerator (or "chiller") include large systems used in office buildings or complexes such as hospitals and universities. These large systems are used to chill a brine solution that is circulated through the building.
Other alternatives to the vapor-compression cycle but not in current use include thermionic, vortex tube, air cycle, magnetic cooling, Stirling cycle, Malone refrigeration, acoustic cooling, pulse tube and water cycle systems.[6]

Commercial and domestic refrigerators

Commercial and domestic refrigerators

Commercial fridge and freezer units, which go by many other names, were in use for almost 40 years prior to the common home models. They used toxic gas systems, which occasionally leaked, making them unsafe for home use. Practical household refrigerators were introduced in 1915 and gained wider acceptance in the United States in the 1930s as prices fell and non-toxic, non-flammable synthetic refrigerants such as Freon or R-12 were introduced. It is notable that while 60% of households in the US owned a refrigerator by the 1930s, it was not until 40 years later, in the 1970s, that the refrigerator achieved a similar level of penetration in the United Kingdom.[1]


History

Before the invention of the refrigerator, icehouses were used to provide cool storage for most of the year. Placed near freshwater lakes or packed with snow and ice during the winter, they were once very common. Natural means are still used to cool foods today. On mountainsides, runoff from melting snow is a convenient way to cool drinks, and during the winter one can keep milk fresh much longer just by keeping it outdoors.
In the 11th century, the Persian physicist and chemist Ibn Sina (Avicenna) invented the refrigerated coil, which condenses aromatic vapours.[2][3] This was a breakthrough in distillation technology and he made use of it in his steam distillation process, which requires refrigerated tubing, to produce essential oils.[4]
The first known artificial refrigeration was demonstrated by William Cullen at the University of Glasgow in 1748. Between 1805, when Oliver Evans designed the first refrigeration machine that used vapor instead of liquid, and 1902 when Willis Haviland Carrier demonstrated the first air conditioner, scores of inventors contributed many small advances in cooling machinery. In 1850 or 1851, Dr. John Gorrie demonstrated an ice maker. In 1857, Australian James Harrison introduced vapor-compression refrigeration to the brewing and meat packing industries. Ferdinand Carré of France developed a somewhat more complex system in 1859. Unlike earlier compression-compression machines, which used air as a coolant, Carré's equipment contained rapidly expanding ammonia. The absorption refrigerator was invented by Baltzar von Platen and Carl Munters in 1922, while they were still students at the Royal Institute of Technology in Stockholm. It became a worldwide success and was commercialized by Electrolux. Other pioneers included Charles Tellier, David Boyle, and Raoul Pictet. Carl von Linde was the first to patent and make a practical and compact refrigerator.
At the start of the 20th century, about half of households in the United States relied on melting ice (in an icebox) to keep food cold, while the remaining half had no cooled storage at all, possibly excepting a "root cellar". The ice used for household storage was expensive because ice had to be cut from winter ponds (or mechanically produced), stored centrally until needed, and delivered regularly.
From shortly after 1900 refrigeration of transportation, generally for the long distance transport of food, was slowly introduced. The railways in the USA introduced the Refrigerator car on the long haul, over several days, of fruit and vegetables from California to the East. Special freight cars were built with big ice chambers underneath, which were filled with tons of ice at intervals at "icing stations" along the railroad. Internal ventilation fans driven from the wheels of the car directed cooled air up through ducting among the vehicle contents. Salt was added to the ice to make it melt faster, and thus absorb latent heat faster, increasing the cooling effect. Meanwhile refrigerated ships were constructed for long distance movements, such as meat and dairy products from New Zealand to Britain. These ships used the power from the main engine, and the refrigerant circulated was brine, a salt and water mixture with a low freezing point.
In a few exceptional cases, mechanical refrigeration systems had been adapted by the start of the 20th century for use in the homes of the very wealthy, and might be used for cooling both living and food storage areas. One early system was installed at the mansion of Walter Pierce, an oil company executive.[5]
Marcel Audiffren of France championed the idea of a refrigerating machine for cooling and preserving foods at home. His U.S. patents, issued in 1895 and 1908, were purchased by the American Audiffren Refrigerating Machine Company. Machines based on Audiffren's sulfur dioxide process were manufactured by General Electric in Fort Wayne, Indiana and marketed by the Johns-Manville company. The first unit was sold in 1911. Audiffren machines were expensive, selling for about $1,000 (U.S.) — about twice as much as the cost of an automobile at that time.
General Electric sought to develop refrigerators of its own, and in 1915 the first Guardian unit was assembled in a backyard washhouse as a predecessor to the Frigidaire. In 1916 Kelvinator and Servel introduced two units among a field of competing models. This had increased to 200 by 1920. In 1918, Kelvinator had a model with automatic controls.
These home units usually required the installation of the mechanical parts, motor and compressor, in the basement or an adjacent room while the cold box was located in the kitchen. There was a 1922 model that consisted of a wooden cold box, water-cooled compressor, an ice cube tray and a 9 cubic feet compartment, and cost $714. (A 1922 Model-T Ford cost about $450.) In 1923 Frigidaire introduced the first self-contained unit. About this same time porcelain-covered metal cabinets began to appear. Ice cube trays were introduced more and more during the 1920s; up to this time freezing was not an auxiliary function of the modern refrigerator.
The first refrigerator to see widespread use was the General Electric "Monitor-Top" refrigerator introduced in 1927. The compressor assembly, which emitted a great deal of heat, was placed above the cabinet, and surrounded with a decorative ring. Over 1,000,000 units were produced. As the refrigerating medium, these refrigerators used either sulfur dioxide, which is corrosive to the eyes and may cause loss of vision, painful skin burns and lesions, or methyl formate, which is highly flammable, harmful to the eyes, and toxic if inhaled or ingested. Many of these units are still functional today. These cooling systems cannot legally be recharged with the hazardous original refrigerants if they leak or break down.

Older U.S. refrigerator model, with freezer compartment
The introduction of Freon expanded the refrigerator market during the 1930s. Separate freezers became common during the 1940s, the popular term at the time for the unit was a "deep freeze". But these devices or "appliances" did not go into mass production for use in the home until after World War 2. The 1950s and 60s saw technical advances like automatic defrosting and automatic ice making. More efficient refrigerators were developed in the 1970s and 80s, even though environmental issues led to the banning of very effective (Freon) refrigerants. Early refrigerator models (from 1916) had a cold compartment for ice cube trays. From the late 1920s fresh vegetables were successfully processed through freezing by the Postum Company (the forerunner of General Foods) which had acquired the technology when it bought the rights to Clarence Birdseye's successful fresh freezing methods.
The first successful application of frozen foods occurred when General Foods heiress Marjorie Merriweather Post (then wife of Joseph E. Davies, United States Ambassador to the Soviet Union) deployed commercial-grade freezers in Spaso House, the US Embassy in Moscow, in advance of the Davies’ arrival. Post, fearful of the USSR's food processing safety standards, fully stocked the freezers with products from General Foods' Birdseye unit. The frozen food stores allowed the Davies to entertain lavishly and serve fresh frozen foods that would otherwise be out of season. Upon returning from Moscow, Post (who resumed her maiden name after divorcing Davies) directed General Foods to market frozen product to upscale restaurants.
Home freezers as separate compartments (larger than necessary just for ice cubes), or as separate units, were introduced in the United States in 1940. Frozen foods, previously a luxury item, began to be commonplace.

FREEZER

Refrigerator

A refrigerator (often called a "fridge" for short) is a cooling appliance comprising a thermally insulated compartment and a heat pump—chemical or mechanical means—to transfer heat from it to the external environment, cooling the contents to a temperature below ambient. Cooling is a popular food storage technique in developed countries and works by decreasing the reproducton rate of bacteria. The device is thus used to reduce the rate of spoilage of foodstuffs. A device described as a "refrigerator" maintains a temperature a few degrees above the freezing point of water; a similar device which maintains a temperature below the freezing point of water is called a "freezer." The refrigerator is a relatively modern invention among kitchen appliances. It replaced the icebox, which had been a common household appliance for almost a century and a half prior. For this reason, a refrigerator is sometimes referred to as an "icebox".


Freezer

Freezer units are used in households and in industry and commerce. Most freezers operate around 0 °F (−18 °C). Domestic freezers can be included as a separate compartment in a refrigerator, or can be a separate appliance. Domestic freezers are generally upright units resembling refrigerators, or chests resembling upright units laid on their backs. Many upright modern freezers come with an ice dispenser built into their door.