125 лет холодильнику: многое ли изменилось за это время?
Предыстория
Альберт Маршал не был первым, кто придумал охлаждающий аппарат парокомпрессионного действия – шотландский физик Уильям Каллен опередил его почти на полтора века. В 1755 году Каллен ради эксперимента соорудил прибор, состоявший из насоса и контейнера с диэтиловым эфиром. Насос создавал почти вакуумное пространство над контейнером, при этом эфир начинал поглощать тепло от прилегающего воздуха и закипал. В ходе эксперимента образовывалось небольшое количество льда.
Усовершенствовать задумку Эванса позволили чудеса, продемонстрированные славным Майклом Фарадеем в 1820 году. Английскому физику удалось получить жидкий аммиак в условиях высокого давления и низкой температуры. Аналогичный трюк работал и с другими газами.
На плечах этих хитроумных титанов стоит Джейкоб Перкинс, которого окрестили «отцом» современных бытовых холодильников. Опираясь на идеи Эванса, Перкинс построил первую действующую автоматическую парокомпрессионную систему охлаждения замкнутого цикла. В последующие годы успех Перкинса неоднократно повторяли другие инженеры – Александр Твининг, Джон Горри, Карл фон Линден и др. – постепенно оптимизировавшие принцип работы этой системы. Заслугу Альберта Маршалла, тем не менее, не стоит недооценивать: получив патент на свой прибор, он приоткрыл дверь в новую эру промышленной и бытовой техники.
Принцип работы этого аппарата основывался на «простом, мощном, недорогом и устойчивом методе поддержания автоматического контроля потока охлаждающего вещества». Он состоял из заменяемого набора частей: насоса или компрессора, через который проходит жидкий аммиак или аналогичное охлаждающее вещество; контейнера, где жидкое охлаждающее вещество конденсируется, а также
Схема изобретения Джона Горри. Источник: U.S. Patent 8080, May 6, 1851
Этот маленький нюанс с расширительным клапаном долгое время оставался краеугольным камнем для умельцев, строивших парокомпрессионные холодильники.
Изобретение Альберта Маршала
Итак, для наиболее эффективной работы всякого холодильного аппарата было необходимо придумать, как правильно настроить расширительный клапан, так чтобы количество охлаждающего вещества, поступающего в расширительные трубы, соответствовало мощности компрессора или насоса. То есть количество жидкого газа, поступающего в расширительные трубы, не должно быть настолько велико, чтобы какая-либо часть этого вещества попадала в компрессор в жидком виде, но, в то же время, его должно быть достаточно, чтобы испарение происходило во всех частях расширительных труб.
Схема парокомпрессионного охлаждающего аппарата Альберта Маршалла
расширяющих трубах.
Спустя 125 лет
За 125 лет запатентованного существования холодильники прошли значительную эволюцию, став намного эффективнее и экологичнее своих предшественников. Так, вместо токсичного аммиака в качестве охлаждающего вещества стали использовать экологически безопасные газы – тетрафторэтан или изобутан. Электронные термостаты и датчики, встроенные в современные холодильники, позволяют очень точно регулировать температуру. Не говоря уже о множестве дополнительных функций – автоматическое размораживание, системы очистки воздуха, умные системы управления и даже подключение к интернету. Но конструкция по—прежнему включает те же элементы: насос, контейнер для конденсирования охлаждающего вещества, расширительный клапан. Не изменился и принцип работы, основанный на
