1歷史起源
人類從很早的時(shí)候就已懂得,在較低的溫度下保存食品不容易腐敗。公元前2000多年,西亞古巴比倫的幼發(fā)拉底河和底格里斯河流域的古代居民就已開(kāi)始在坑內(nèi)堆壘冰塊以冷藏肉類。中國(guó)在商代(公元前17世紀(jì)初一前11世紀(jì))也已懂得用冰塊制冷保存食品了。在中世紀(jì),許多國(guó)家還出現(xiàn)過(guò)把冰塊放在特制的水柜或石柜內(nèi)以保存食品的原始冰箱。直到19世紀(jì)50年代,美國(guó)還有這種冰箱出售。
1822年,英國(guó)著名物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)了 Th氧化碳、氨、氯等氣體在加壓的條件下會(huì)變成液體,壓力降低時(shí)又會(huì)變成氣體的現(xiàn)象。在由液體變?yōu)闅怏w的過(guò)程中會(huì)大量吸收熱量,使周圍的溫度迅速下降。法拉第的這一發(fā)現(xiàn)為后人發(fā)明壓縮機(jī)等人工制冷技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。第一臺(tái)人工制冷壓縮機(jī)是由哈里森于1851年發(fā)明的。哈里森是澳大利亞《基朗廣告報(bào)》的老板,在一次用醚清洗鉛字時(shí),他發(fā)現(xiàn)醚涂在金屬上有強(qiáng)烈的冷卻作用。醚是一種沸點(diǎn)很低的液體,它很容易發(fā)生蒸發(fā)吸熱現(xiàn)象。哈里森經(jīng)過(guò)研究制出了使用醚和冰箱壓力泵的冷凍機(jī),并把它應(yīng)用在澳大利亞維多利亞的一家釀酒廠,供釀酒時(shí)制冷降溫用。
1873年,德國(guó)化學(xué)家、工程師卡爾.馮.林德發(fā)明了以氨為制冷劑的冷凍機(jī)。林德用一臺(tái)小蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮系,使氨受到反復(fù)的壓縮和蒸發(fā),產(chǎn)生制冷作用。林德首先將他的發(fā)明用于威斯巴登市的塞杜馬爾釀酒廠,設(shè)計(jì)制造了一臺(tái)工業(yè)用冰箱。后來(lái),他將工業(yè)用冰箱加以改進(jìn)。使之小型化,于1879年制造出了世界上第一臺(tái)人工制冷的家用冰箱。這種蒸汽動(dòng)力的冰箱很快就投入了生產(chǎn),到1891年時(shí),已在德國(guó)和美國(guó)售出了12000臺(tái)。
第一臺(tái)用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)壓縮機(jī)工作的冰箱是由瑞典工程師布萊頓和孟德斯于1923年發(fā)明的。后來(lái)一家美國(guó)公司買去了他們的專利,1925年生產(chǎn)出第一批家用電冰箱。最初的電冰箱其電動(dòng)壓縮機(jī)和冷藏箱是分離的,后者通常是放在家庭的地窯或貯藏室內(nèi),通過(guò)管道與電動(dòng)壓縮機(jī)連接,后來(lái)才合二為一。在20世紀(jì)30年代以前,冰箱使用的制冷劑大多不安全,如醚、氨、硫酸等,或易燃,或腐蝕性強(qiáng),或刺激性強(qiáng)等等。后來(lái)開(kāi)始探尋比較安全的致冷劑,結(jié)果找到了氟里昂。氟里昂是無(wú)毒、無(wú)腐蝕、不可燃的氟化合物,很快它就成為各種制冷設(shè)備的制冷劑了,一直沿用了50多年。但人們又發(fā)現(xiàn)氟里昂對(duì)地球大氣的臭氧層有破壞作用。于是人們又開(kāi)始尋找新的、更好的制冷劑了。
2發(fā)展過(guò)程
17世紀(jì)中期,“冰箱”這個(gè)詞才進(jìn)入了美國(guó)語(yǔ)言,在那之前,剛剛開(kāi)始冰箱只是影響到美國(guó)普通市民的飲食。隨著城市的發(fā)展,冰的買賣也逐漸發(fā)展起來(lái)。它漸漸地被旅館、酒店、醫(yī)院以及一些有眼光的城市商人用于肉、魚(yú)和黃油的保鮮。內(nèi)戰(zhàn)(1861-1865)之后,冰被用于冷藏貨車,同時(shí)也進(jìn)入了民用。 到1880年以前, 已經(jīng)有半數(shù)在紐約、費(fèi)城和巴爾的摩銷售的冰箱, 三分之一在波士頓和芝加哥銷售的冰箱開(kāi)始進(jìn)入家庭使用,因?yàn)橐环N新的家庭設(shè)備——冰箱——即現(xiàn)代冰箱的前身,被發(fā)明了。同類產(chǎn)品還有冰柜。
制造一臺(tái)有效率的冰箱不像我們想象得那么簡(jiǎn)單。19世紀(jì)早期,發(fā)明家們關(guān)于對(duì)冷藏科學(xué)至關(guān)重要的熱物理知識(shí)的了解是很淺陋的。人們認(rèn)為最好的冰箱應(yīng)該防止冰的融化,而這樣一個(gè)在當(dāng)時(shí)非常普遍的觀點(diǎn)顯然是錯(cuò)誤的,因?yàn)檎潜娜诨鸬搅酥评渥饔?。早期人們?yōu)楸4姹鞒隽舜罅康呐?,包括用毯子把冰包起?lái),使得冰不能發(fā)揮它的作用。直到近19世紀(jì)末,發(fā)明家們才成功地找到有效率的冰箱所需要的隔熱和循環(huán)的精確平衡。
但早在1800年,一位有發(fā)明天才冰箱的馬里蘭農(nóng)場(chǎng)主——托馬斯·莫爾就找到了正確的方法。他擁有一個(gè)農(nóng)場(chǎng),離華盛頓約20英里,那里的喬治鎮(zhèn)村莊是集市中心。當(dāng)他用自己設(shè)計(jì)的冰箱運(yùn)送黃油去市場(chǎng)時(shí),他發(fā)現(xiàn)顧客們會(huì)走過(guò)裝在競(jìng)爭(zhēng)者桶里那些迅速融化的黃油而給他比市價(jià)更高的價(jià)格買他仍然新鮮堅(jiān)硬,整齊地切成一磅一塊的黃油。莫爾說(shuō)他的冰箱的一個(gè)好處是使得農(nóng)民們不必為了保持他們產(chǎn)品的低溫而在夜里去市場(chǎng)交易。
3工作原理
根據(jù)《2013-2017年中國(guó)冰箱行業(yè)市場(chǎng)前瞻與投資機(jī)會(huì)分析報(bào)告》統(tǒng)計(jì)分析,冰箱按照分類的不同,工作原理有以下9種:
1)壓縮式電冰箱:該種電冰箱由電動(dòng)機(jī)提供機(jī)械能,通過(guò)壓縮機(jī)對(duì)制冷系統(tǒng)作功。制冷系統(tǒng)利用低沸點(diǎn)的制冷劑,蒸發(fā)汽化時(shí)吸收熱量的原理制成的。其優(yōu)點(diǎn)是壽命長(zhǎng),使用方便,世界上91~95%的電冰箱屬于這一類。常用的電冰箱利用了一種叫做R600冰箱a的制冷劑作為熱的“搬運(yùn)工”,把冰箱里的“熱”“搬運(yùn)”到冰箱的外面。
2)吸收式電冰箱:該種電冰箱可以利用熱源(如煤氣、煤油、電等)作為動(dòng)力。利用氨-水-氫混合溶液在連續(xù)吸收-擴(kuò)散過(guò)程中達(dá)到制冷的目的。其缺點(diǎn)是效率低,降溫慢,現(xiàn)已逐漸被淘汰。
3)半導(dǎo)體電冰箱:它是利用對(duì)PN型半導(dǎo)體,通以直流電,在結(jié)點(diǎn)上產(chǎn)生珀?duì)柼?yīng)的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷的電冰箱。
4)化學(xué)冰箱:它是利用某些化學(xué)物質(zhì)溶解于水時(shí)強(qiáng)烈吸熱而獲得制冷效果的冰箱。
5)電磁振動(dòng)式冰箱:它是用電磁振動(dòng)機(jī)作本動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)的冰箱。其原理、結(jié)構(gòu)與壓縮式電冰箱基本相同。
6)太陽(yáng)能電冰箱:它是利用太陽(yáng)能作為制冷能源的電冰箱。
7)絕熱去磁制冷電冰箱。
8)輻射制冷電冰箱。
9)固體制冷電冰箱。
4類型
電冰箱的種類很多,一般按其內(nèi)冷卻、用途、氣候環(huán)境、外形、放置制冷方式分類。
內(nèi)冷卻分類
冷氣強(qiáng)制循環(huán)式:又稱間冷式(風(fēng)冷式)或無(wú)霜冰箱。冰箱內(nèi)有一個(gè)小風(fēng)扇強(qiáng)制箱內(nèi)空氣流動(dòng),因此箱內(nèi)溫度均勻,冷卻速度快,使用方便。但因具有除霜系統(tǒng),耗電量稍大,制造相對(duì)復(fù)雜。
冷氣自然對(duì)流式:又稱直冷式或有霜電冰箱。其冷凍室直接由蒸發(fā)器圍成,或者冷凍室內(nèi)有一個(gè)蒸發(fā)器,另外冷藏室上部再設(shè)有一個(gè)蒸發(fā)器,由蒸發(fā)器直接吸取熱量而進(jìn)
行降溫。此類冰箱結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,耗電量小,但是溫度無(wú)效性稍差,使用相對(duì)不方便。
冷氣強(qiáng)制循環(huán)和自然對(duì)流并用式:此類形式的電冰箱新產(chǎn)品較多采用,主要是同時(shí)兼顧風(fēng)、直冷冰箱的優(yōu)點(diǎn)。
用途分類
冷藏箱:該類型電冰箱至少有一個(gè)間室是冷藏室,用以儲(chǔ)藏不需凍結(jié)的食品,其溫度應(yīng)保持在0℃以上。但該類型電冰箱可以具有冷卻室、制冰室、冷凍食品儲(chǔ)藏室、冰溫室,但是它沒(méi)有冷凍室。
冷藏冷凍箱:該類型電冰箱至少有一個(gè)間室為冷藏室,一個(gè)間室為冷凍室。
冷凍箱:該類型電冰箱至少有一間為冷凍室,并能按規(guī)定儲(chǔ)藏食品,可有冷凍食品儲(chǔ)藏室。