|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
Kühlschrank. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum Ein Kühlschrank ist ein Gerät, das in einer wärmeisolierten Kammer eine niedrige Temperatur aufrechterhält. Wird normalerweise zum Aufbewahren von Lebensmitteln oder Gegenständen verwendet, die an einem kühlen Ort gelagert werden müssen. Der Betrieb eines Kühlschranks basiert auf der Verwendung einer Kältemaschine, die Wärme aus dem Arbeitsraum des Kühlschranks nach außen überträgt, wo sie an die Außenumgebung abgegeben wird. Es gibt auch gewerbliche Kühlschränke mit größerer Kühlleistung, die in Gastronomiebetrieben und Geschäften eingesetzt werden, sowie Industriekühlschränke, deren Arbeitsraumvolumen mehrere Dutzend und Hunderte Kubikmeter erreichen kann; sie werden beispielsweise in der Fleischverarbeitung eingesetzt Pflanzen und industrielle Produktion.
Im Norden wurde und wird Permafrost seit jeher zum Einfrieren und Lagern von Fleisch, Fisch, Fett und anderen Produkten genutzt. Wo es keinen Permafrost gab, wurde im Winter Eis gesammelt und bis zum Sommer in in den Boden gegrabenen Löchern, Höhlen oder Haufen gelagert, die oben mit Erde bedeckt waren. In heißen Ländern, in denen es weder Eis noch Schnee gab, war es schwieriger, Kälte zu erhalten und aufrechtzuerhalten. Sie konnten nur in den Bergen in großen Höhen gewonnen werden. Trotz großer Entfernungen – Hunderte von Kilometern – wurde das Eis an den Verbraucher geliefert. Alexander der Große befahl während des Perserfeldzugs (330 v. Chr.), während der Belagerung der Stadt Petra, die Anlage von 30 Kellern mit Schnee, in denen gekühlter Wein für seine Soldaten gelagert wurde. Im antiken Rom wurden in großem Umfang Schnee und Eis aus den Alpen genutzt. Kaiser Nero befahl, abgekochtes Wasser abzukühlen, indem man die Gefäße in den Schnee stellte. Gewöhnliche Römer mixten Getränke einfach mit Schnee. Römischer Kaiser Heliogabalus, der im 1500. Jahrhundert regierte. N. h., befahl, große Schneeberge in seinen Garten zu schütten, damit der Wind bei heißem Wetter Kühle trug. Somit war Heliogabalus der erste, der die Klimaanlage in die Praxis umsetzte. Auf diese Idee wurde nach über XNUMX Jahren zurückgegriffen – im XNUMX. Jahrhundert, allerdings nur in geschlossenen Räumen. Im Mittelalter war der Transport von Eis über weite Strecken trotz der Schwierigkeiten beliebt. Kalif Mahdi im XNUMX. Jahrhundert. organisierte regelmäßige Eislieferungen per Kamel aus dem Libanon und aus den Bergen Armeniens nach Mekka. Einer seiner Erben sorgte für Kühlung seiner Residenz, indem er Eis zwischen die Doppelwände legte. Um Schmelzverluste beim Transport von Eis und Schnee zu reduzieren, erfanden die Araber spezielle doppelwandige Kisten: Der Spalt zwischen den Wänden wurde mit Filz gefüllt. Dies waren im Wesentlichen die ersten Beispiele für Wärmedämmung bei niedrigen Temperaturen. Über viele Jahrhunderte hinweg war natürliches Eis in allen Ländern, in denen es Reserven bilden konnte, die Grundlage für die Kältegewinnung in der warmen Jahreszeit. Eis hat trotz der späteren Entwicklung von Kühlmitteln bis heute nicht an Bedeutung verloren.
Zu Beginn des XNUMX. Jahrhunderts. Thomas Moore, ein Ingenieur aus dem amerikanischen Bundesstaat Maryland, baute persönlich einen Prototyp eines Küchen-Eisfachs. Thomas Moore lieferte Butter nach Washington. Dafür gab es keinen Sondertransport und das Öl musste frisch in die Hauptstadt geliefert werden. Also baute Moore aus dünnen Stahlblechen ein Gefäß für sein Produkt, wickelte es in Kaninchenfelle und legte es in ein Fass aus Zedernholzstäben. Er goss Eis darüber. Er nannte seine Erfindung „Kühlschrank“ und meldete sie beim Patentamt an. In der zweiten Hälfte des XNUMX. Jahrhunderts. In vielen Häusern in Amerika, Europa und Australien tauchten Hausgletscher auf, die wie Küchenschränke aussahen. Die Wärmedämmung bestand nicht mehr aus Fell, sondern aus Kork und Sägemehl. Über oder unter dem Lebensmittelfach befand sich ein Eisfach. Schmelzwasser wurde durch den Wasserhahn in die Pfanne abgelassen. Das Problem bestand darin, dass die Schmelztemperatur von Eis etwa °C beträgt. Dies reicht für die Lagerung der meisten Produkte, insbesondere verderblicher Produkte, nicht aus. Nach einem alten Rezept wurde dem Eis Salz zugesetzt. Der Eisverbrauch ist deutlich gestiegen. Mehrmals pro Woche musste es in heimische Gletscher nachgefüllt werden. Heutzutage ist die Verwendung von Natureis aufgrund der starken Konkurrenz durch moderne Kältetechnik nahezu verschwunden. In Ländern, in denen es im Winter viel Eis gibt, ist die alte Technologie jedoch noch am Leben und wird sogar noch ausgeweitet, da die Gewinnung, Lagerung und Nutzung von natürlichem Eis kostengünstiger und vor allem umweltfreundlicher ist. Parallel zum „Passiven“ entstand eine neue, „aktive“ Richtung der Kältegewinnung. Aus den ersten erfolgreichen Lösungen entstand im Laufe einer langen Entwicklung die moderne Niedertemperaturtechnologie. Die Versorgung mit Schnee und Eis über weite Strecken war zu teuer und nur einem sehr engen Kreis reicher Leute zugänglich. Wichtiger, insbesondere in heißen Ländern, war der Bedarf an gekühltem Wasser, das vor Ort und kostengünstig erhältlich war. Die passive Kühlung mit Außenkälte war hierfür aufgrund ihres Fehlens nicht geeignet. Benötigt wurde eine andere, aktive Kühlmethode – ohne den Einsatz von Schnee oder Eis. Und es wurde erfunden. Seine Idee war, das Wasser selbst kühl zu machen. Die alten Ägypter taten dies bereits 2500 v. Chr. e. Die erhaltenen Fresken aus dieser Zeit zeigen Sklaven, die mit großen Fächern Gefäße mit Trinkwasser befächeln. Wenn Sie hierfür normale Kannen verwenden, kann das Wasser nicht kälter sein als die Umgebungsluft. Allerdings waren die Gefäße porös. Ein Teil des Wassers, das durch die Poren sickerte, verdunstete auf der Oberfläche der Krüge und kühlte sie ab. Das Anblasen mit trockener Luft beschleunigte diesen Vorgang. Dadurch wurde das in den Gefäßen verbleibende Wasser unter die Ausgangstemperatur abgekühlt. Diese Methode wurde offenbar durch die Alltagserfahrung nahegelegt: Die befeuchtete Körperoberfläche kühlt im Wind ab. In Indien bis ins XNUMX. Jahrhundert. Es kam Verdunstungskühlung zum Einsatz, jedoch in Kombination mit einem anderen Verfahren, das die Effizienz noch steigerte. Flache offene Keramikgefäße in Form großer Bratpfannen wurden mit Wasser gefüllt und auf Strohmatten gestellt, die am Boden flacher, in den Boden gegrabener Gräben gelegt wurden. Nachts, bei klarem Himmel, kühlte das Wasser in flachen Gefäßen so stark ab, dass es manchmal mit einer Eiskruste bedeckt war. Ein Teil der Abkühlung war auf die Verdunstung von Wasser zurückzuführen, der Hauptgrund war jedoch die Wärmestrahlung von der Wasseroberfläche. Etwas später als die Verdunstungskühlung wurde eine andere Kühlmethode erfunden – durch Mischen, genauer gesagt als Auflösung. Die erste kurze Erwähnung der ihr zugrunde liegenden Entdeckung findet sich im indischen Manuskript „Pankatantram“. Es heißt: „Wasser kühlt ab, wenn man ihm Salz hinzufügt.“ Eine darauf basierende Methode zur Herstellung von Eis wurde im XNUMX. Jahrhundert vom arabischen Schriftsteller Ibn Abi Usabiya beschrieben. Bis zum 1550. Jahrhundert In Europa war es bereits weithin bekannt, Nitrat in Wasser aufzulösen, um Getränke zu kühlen. Insbesondere Rudersklaven auf Galeeren erhielten auf diese Weise gekühltes Wasser. Im Jahr 1589 wurde sogar ein besonderes wissenschaftliches Werk des spanischen Arztes Blasius Villafranca veröffentlicht. Dies ist das erste bekannte Praxishandbuch zur Kältetechnik. Sein Name enthielt die Worte „Methodus refrigerandi“ (Methoden der Kühlung). Dort heißt es insbesondere, dass diese Methode der Wasser- und Weinkühlung weithin bekannt sei und von Stadtbewohnern in ihren Haushalten genutzt werde. Bald wurde der nächste Schritt getan: Es stellte sich heraus, dass durch das Mischen von Salpeter mit Schnee deutlich niedrigere Temperaturen erzielt werden konnten. Diese Methode wurde erstmals im Werk des neapolitanischen Baptisten Porta „Madia Naturalis“ (1607) beschrieben. Der neapolitanische Arzt Latinus Tancredus schrieb XNUMX über das schnelle Gefrieren von Wasser in einem Gefäß, das in eine solche Mischung gestellt wurde. Kühlmischungen spielten in der Folgezeit eine bedeutende Rolle bei der Entwicklung der Forschung auf dem Gebiet der Tieftemperaturphysik und -technologie. Im Wesentlichen bis zur Mitte des XNUMX. Jahrhunderts. blieb das Hauptkühlmittel in experimentellen Arbeiten. Wenn man über die Entwicklung der Kühltechnik spricht, muss man sich daran erinnern, wie die Menschen gelernt haben, künstliches Eis zu gewinnen. Die ersten historisch verlässlichen Nachrichten über die völlig künstliche Herstellung von Eis aus Wasser stammen aus dem Jahr 1775, als V. Güllen, indem er Dampf unter einem Glasdeckel abpumpte, in dem sich ein Gefäß mit Wasser befand, in diesem Eis gewann. Im 60. Jahrhundert Es wurden zwei verschiedene Methoden zur Erzielung niedriger Temperaturen entdeckt – zunächst zum Gefrieren von Wasser und später für Allzweck-Kühlmaschinen. Die erste davon ist mit der Verdunstung von Flüssigkeit verbunden, die zweite mit der Ausdehnung von Luft, begleitet von der Erzeugung äußerer Wärme. Beide Methoden entwickelten sich zunächst unabhängig voneinander. Dies war etwa bis in die XNUMXer Jahre des XNUMX. Jahrhunderts der Fall, als mit der Massenproduktion von Kühlmaschinen für vielfältige Zwecke begonnen wurde. Über die ersten Versuche, mit Druckluft betriebene Luftkältemaschinen zu bauen, sind nur fragmentarische Informationen erhalten. So erhielt das Deutsche Hoel in Chemnitz (Österreich-Ungarn) im Jahr 1755 durch seinen Ausbau gekühlte Luft. Etwa die gleiche Forschung wurde 1771 in Schweden von dem aus Mecklenburg stammenden Wilke durchgeführt. Gleichzeitig wurde die Abkühlung von Luft und anderen Gasen während der Expansion untersucht. Dieses Thema wurde von Erasmus Darwin (dem Großvater von Charles Darwin), D. Dalton und Gay-Lussac behandelt. Schließlich führte Sadi Carnot 1824 das Konzept des umgekehrten (Kühl-)Gaskreislaufs ein. Die Untersuchung dieser Frage wurde 1834 von D. Herschel und dann in den 50-60er Jahren des XNUMX. Jahrhunderts von W. Siemens und A. Kirk fortgesetzt. In der Zwischenzeit wurde die Arbeit an der Erstellung funktionsfähiger Modelle von Luftkältemaschinen fortgesetzt und erreichte ein Niveau, das ihren praktischen Einsatz ermöglichte. Es gibt Informationen, dass der Erfinder der Dampfmaschinen Ende der 20er Jahre des XNUMX. Jahrhunderts der Engländer R. Trevithick war. stellte mehrere Muster von Maschinen her, die Wasser kühlen und in Eis verwandeln sollen. Ihr Funktionsprinzip bestand darin, dass komprimierte und dann auf Umgebungstemperatur abgekühlte Luft in das Wasser abgegeben wurde und es dort durch Ausdehnung abkühlte, bis Eis freigesetzt wurde. Über Experimente hinaus blieb es jedoch nicht. Die erste funktionierende Kühlanlage wurde vom amerikanischen Arzt J. Gorrie geschaffen. Er arbeitete als Arzt in Apalachicola (Florida). Das heiße Klima der Gegend veranlasste Gorrie, sich dem Kühlgeschäft zuzuwenden. Als er sah, wie seine Patienten unter der Hitze auf dem Krankenhausgelände litten, überlegte er, wie er ihnen helfen könnte. Durch Eis wäre es möglich gewesen, auf den Stationen ein völlig anderes Klima zu schaffen, aber das gab es nicht. Gorry beschloss, eine Kühlmaschine zu entwickeln, die für diesen Zweck ausreichend Eis produzieren würde. 1845 gelang ihm dies. Gorries Modell der Installation wird immer noch im US-Patentamt aufbewahrt. Die „Eismaschine“ bestand aus einem Zylinder mit einem Durchmesser von etwa 200 mm, dessen Luft mittels eines Kolbens auf 0,2 MPa komprimiert wurde. Die beim Komprimieren entstehende Wärme wurde durch Einspritzen von Wasser abgeführt. Druckluft gelangte in einen zylindrischen horizontalen Empfänger, der ebenfalls durch Wasser gekühlt wurde, das durch darin verlegte Rohre geleitet wurde. Bei der anschließenden Luftexpansion im Kolbenexpander wurde Salzwasser in seinen Zylinder eingespritzt, der durch die expandierende Luft gekühlt wurde. Es wurde zur Herstellung von Eis verwendet. Die Maschine funktionierte einwandfrei und Gorrie wollte seine Erfindung allen zugänglich machen, die sie brauchten. Im Mai 1851 erhielt er ein Patent für seine Maschine. Aus der Patentanmeldung geht hervor, dass Gorrie seine Maschine verbessert hat, indem er die Salzwassereinspritzung durch das Eintauchen in Salzwasser ersetzt hat. Aus moderner Sicht ist das Design der Maschine nahezu makellos. Der Kompressor und der Expander in dieser Maschine sind strukturell unvollkommen, aber zu dieser Zeit gab es fast keine Erfahrung mit der Herstellung von Luftkompressoren, geschweige denn mit Expansionsmaschinen – Expandern. Es konnten ausschließlich Ideen und Gestaltungselemente aus der Erfahrung beim Bau von Dampfmaschinen verwendet werden. Dennoch gelang es Gorry, der weder über eine Ingenieurausbildung noch über Praxis verfügte, diese Maschinen zu entwickeln und darauf basierend eine voll funktionsfähige Einheit zu schaffen. Von seinen Zeitgenossen missverstanden und durch eine Reihe von Misserfolgen desillusioniert, erkrankte Gorrie und starb im Alter von 52 Jahren. Seine Pläne wurden nicht wahr. Seine Landsleute würdigten schließlich seine Verdienste: 44 Jahre nach Gorries Tod errichtete ein Unternehmen, das Kühlmaschinen herstellte, in der Stadt, in der er arbeitete, ein Denkmal. In der Gedenkhalle des Kapitols in Washington (der „Hall of Fame“), in der jeder Staat seinem angesehensten Bürger ein Denkmal errichtet, wird Florida durch Gorrie vertreten. Gorries Idee diente als Grundlage für die Weiterentwicklung von Kühlschränken. Im Jahr 1857 veröffentlichte W. Siemens, ein deutscher Techniker, der nach England zog, ein Werk, in dem er Gorrys Maschinen kritisch untersuchte. Siemens würdigte zwar die Vorteile, wies aber auch auf die Nachteile hin. Doch während er kritisierte, suchte er auch nach Möglichkeiten, diese Mängel zu beseitigen. In den Ausführungen von Siemens heißt es, dass die Luft, die aus dem Expanderzylinder austritt und zur Kühlung des Salzwassers verwendet wird, nicht ausreichend gekühlt wird, wenn sie wie bei Gorrie direkt in das Wasser eingeleitet wird. Er schlug vor, diese Luft nicht abzulassen, sondern im Gegenstrom zur in den Expander gelangenden Druckluft in eine spezielle Wärmeaustauschvorrichtung zu leiten. Dieser Vorschlag wurde von ihm patentiert. Die Entdeckung der Wärmerückgewinnung löste eine echte Revolution aus und fand in der Folge nicht nur in der Niedertemperaturtechnik, sondern auch in vielen Bereichen der Energie breite Anwendung. Eine weitere Errungenschaft war die Luftmaschine des schottischen Ingenieurs A. Kirk. Für den industriellen Einsatz war es bereits recht geeignet, viele seiner Proben wurden in verschiedenen Kältegeräten eingesetzt. Kirks Kühlaggregat unterschied sich von den Maschinen seiner Vorgänger vor allem dadurch, dass es in einem geschlossenen Kreislauf mit Wärmerückgewinnung arbeitete. Darin zirkulierte ständig ein Teil der Luft. Die in diesem Patent beschriebene Idee der Wärmerückgewinnung bot enorme Vorteile. Kalte Abluft, die eine ausreichend niedrige Temperatur beibehalten hat, wird nicht nutzlos weggeworfen, sondern in das System zurückgeführt und zur Vorkühlung der zur Expansion geschickten Druckluft verwendet. In diesem Fall gelangt kältere Luft in den Expander und senkt am Auslass ebenfalls die Temperatur. Somit wird mehr Kühlung bei gleichen Kosten erreicht. Im Wesentlichen wurden mit der Einführung des regenerativen Wärmeaustauschs endgültig die „drei Säulen“ etabliert, auf denen die gesamte klassische Niedertemperaturtechnik steht: ein Expander (oder Choke), ein regenerativer Wärmetauscher und ein Kompressor. Die Wärmeregeneration wurde erstmals vom schottischen Pfarrer R. Stirling in die Technik eingeführt, als er 1816 seine Luftwärmemaschine herstellte und patentieren ließ. Die darin enthaltene Luft wurde mithilfe eines Gefäßes mit konzentrierter Schwefelsäure getrocknet, die in der Ableitung verdrängt wurde. Im Kompressor wurde die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit von der Säure aufgenommen. Zukünftig wurde Säure nur noch benötigt, um Feuchtigkeit zu entfernen, die durch Lecks in der Kommunikation mit der Außenluft gelangte. Neben dem Übergang zu einem geschlossenen Prozess führte Kirk eine weitere Neuheit ein: Die Wärmerückgewinnung in seiner Anlage erfolgte nicht in einem Wärmetauscher, bei dem sich zwei Gasströme aufeinander zu bewegen (Gegenstromwärmetauscher), sondern in einem Regenerator. Es war ein mit Metallspänen oder kleinen Steinfragmenten gefülltes Rohr, durch das die Luft ungehindert strömen konnte. Wenn warme Luft durch den Regenerator geleitet wurde, erwärmte sich die Düse. Dann wurde die warme Luft abgeschaltet und kalte Luft in die entgegengesetzte Richtung geleitet, die sich beim Abkühlen der Düse selbst erwärmte. Dann wurde wieder warme Luft durchgeleitet, die sich abkühlte, die Düse erwärmte usw. Dadurch wurde Wärme, genau wie im Wärmetauscher, vom warmen Strom auf den kalten übertragen, jedoch nicht durch die Wand, sondern durch die Düse. Ein Regenerator ist einfacher aufgebaut als ein Wärmetauscher und kann mehr Wärme pro Volumeneinheit übertragen als ein Wärmetauscher. Die von Kirk vorgenommenen Verbesserungen führten zu Erfolgen, die die seiner Vorgänger weit übertrafen. Zunächst sorgte er dafür, dass die Temperatur am Ausgang des Expanders -13 °C betrug, und nach der Modifikation gelang es ihm sogar, Quecksilber einzufrieren. Damit war es erstmals möglich, in einer Kältemaschine dauerhaft Temperaturen unter -40 °C zu erreichen. Es ist erwähnenswert, dass Kirk bereits über die Grenzen des rein kognitiven Denkens hinausgegangen war und seine Maschine in einem ziemlich weiten Bereich niedriger Temperaturen von -3 bis -40 °C Kälte erzeugen konnte. Autos dieser Zeit benötigten 1,5 bis 1,75 kg Treibstoff (Kohle) und eine Leistung in Höhe von PS pro Stunde. Die auf Kohle und nicht auf Strom basierende Berechnung ist durchaus verständlich, wenn man bedenkt, dass es damals weder Kraftwerke noch Stromnetze gab. Jede Kühleinheit verfügte über einen eigenen Antrieb durch eine Dampfmaschine und war eine Einheit bestehend aus zwei Maschinen: Kälte und Dampf. Der relativ geringe Wirkungsgrad von Kirks Kältemaschine war deutlich höher als der der Dampfmaschine, die sie antreibt. Anschließend entwickelte Kirk weitere, noch fortschrittlichere Versionen seiner Maschine. Betrug der Luftdruck bei Kirks erster Maschine gerade einmal 0,2 MPa, so erreichte er bei den neuen Maschinen bereits 0,6-0,8 MPa. Eine der ersten großen Maschinen der neuen Modifikation wurde 1864 in der Butterfabrik Young, Meldrum und Winnie installiert. Es funktionierte 10 Jahre lang rund um die Uhr und wurde alle 1-2 Monate nur für 6-8 Tage wegen routinemäßiger Reparaturen unterbrochen. Die Anzahl der von Kirk hergestellten Maschinen war gering, sie spielten jedoch nicht nur bei der Entwicklung, sondern auch bei der Verbreitung der Kältetechnik eine wichtige Rolle. Luftkältemaschinen wurden von dem Amerikaner L. Allen und dem Deutschen F. Windhausen weiter verbessert. So in den 60er Jahren des XNUMX. Jahrhunderts. Schemata von Luftkühleinheiten sind bereits vollständig entwickelt. In den 70er Jahren des 1877. Jahrhunderts. Luftkältemaschinen waren weit verbreitet. P. Gifford präsentierte eine solche Maschine 1880 auf der Pariser Ausstellung. Seit XNUMX wurden sie in England hergestellt und häufig für den Transport von gekühltem Fisch eingesetzt. Fortschrittlicher war die von J. Goleman entwickelte Maschine. Es unterschied sich von anderen durch sein durchdachtes Design, die höhere Betriebssicherheit und war zu dieser Zeit weit verbreitet. Bei Golemans Maschine wurden erstmals eine Drossel an der Dampfleitung einer Dampfmaschine und ein in einem Kühlraum installierter Thermostat zur Regelung genutzt. Die Maschine nutzte ein regeneratives Gegenstrom-Wärmeverfahren, bei dem aus der Kühlkammer zurückkehrende Luft die im Kompressor komprimierte und zum Expander geleitete Luft kühlte. Diese Maschinen waren bereits recht groß, ihre Leistung erreichte 221 kW. Viele englische Unternehmen produzierten diese Maschinen auch in Zukunft weiter. Trotzdem gab es in den 70er und 80er Jahren des XNUMX. Jahrhunderts Luftkühlanlagen. fast vollständig von der Bildfläche verschwunden. Die Idee einer Dampfkompressionskältemaschine entstand im Wesentlichen, als Wasser zunächst unter einer Haube gekühlt wurde, indem Luft mit einer Pumpe abgepumpt wurde. Von einer Maschine als solcher war sie jedoch noch weit entfernt, da nur eine einmalige und nicht kontinuierliche Kühlung erfolgte. Die Entfernung großer Mengen Wasserdampf bei niedrigem Druck bereitete jedoch Schwierigkeiten. Um es zu reduzieren, griffen sie sogar auf die Wasserdampfabsorption mit Schwefelsäure anstelle einer mechanischen Pumpe zurück. Eine systematische Untersuchung der Kälteerzeugung durch Verdunstung nicht nur von Wasser, sondern auch von niedrigsiedenden Flüssigkeiten wurde zuerst von T. Cavallo im Jahr 1781 und später von A. Mare im Jahr 1813 durchgeführt. Im Jahr 1805 veröffentlichte O. Evans eine Beschreibung einer Maschine „zum Kühlen von Flüssigkeiten“, in der vorgeschlagen wurde, zu diesem Zweck die Verdampfung von Ethylalkohol zu nutzen. Die von ihm beschriebene Idee umfasste fast alle Prozesse, die für eine Kältemaschine grundsätzlich wichtig sind: die Verdampfung des Äthers bei niedrigem Druck (im Vakuum), das Abpumpen des Dampfes mit einer Pumpe (z. B. Kompressor) in ein anderes Gefäß und die Kondensation dieses Dampfes mit kaltem Wasser und entziehen ihm dabei die Wärme. Hier fehlte nur ein wichtiges Element, das es ermöglichen würde, den Kreislauf zu schließen und den flüssigen Äther in das Gefäß zurückzuführen, wo er verdampfen und das Wasser abkühlen oder gefrieren lassen könnte. Dafür gab es nur einen Weg: den Äther in einem geschlossenen Kreislauf zirkulieren zu lassen. In dieser zunächst wenig erfolgversprechenden Idee steckte auch ein rationaler Grundgedanke, aus dem später Absorptionskältemaschinen hervorgingen. Der Engländer Ya. Perkins war der erste, der diesen Weg untersuchte und alle Voraussetzungen für die Umsetzung dieser Idee schuf. Im August 1834 erhielt Perkins ein Patent für eine „Vorrichtung zur Erzeugung von Kälte und Kühlflüssigkeiten“. In dem Patent schlug er vor, die verdampfte Substanz zu sammeln, sie dann mit einer Gaspumpe (Kompressor) zu komprimieren und die Kälte anschließend wieder zu kondensieren, d. h. einen vollständigen Zyklus durchzuführen und dabei kontinuierlich die gleiche Menge flüchtigen Äthers zu erhalten. Perkins beschränkte sich nicht darauf, die Idee zu beschreiben, sondern machte eine technische Entwicklung. Die zu kühlende Flüssigkeit befindet sich in einem isolierten Gefäß. Ein Tank wurde mit einer niedrigsiedenden verdampfenden Substanz versehen (Perkins empfahl Ethylether als solche Substanz, da dieser billig ist und einen niedrigen Dampfdruck hat). Der Dampf wird zu einer Dampfpumpe (d. h. einem Kompressor) geleitet und nach der Komprimierung zu einem Kondensator geleitet, der sich in einem Kaltwasserbad befindet (Tauchkondensator). Hier kondensiert der Dampf bei einem Druck nahe dem Atmosphärendruck und die Flüssigkeit kehrt über das Drosselventil zum Verdampfer zurück. Hier wurden alle Teile der Dampfkompressionskälteanlage vollständig bereitgestellt. Es funktionierte ordnungsgemäß, sofern die Luft vollständig aus dem System entfernt wurde. Perkins musste sein Auto nicht „im Metall“ sehen. Nach seinem Tod entstand eine eher unvollkommene Versuchsmaschine, die auf seiner Idee basierte. Ihr Gerät wiederholte vollständig die Skizze von Perkins, allerdings wurde die Handpumpe durch einen mechanischen Kompressor ersetzt. Der Verdampfer besteht aus zwei verbundenen Halbkugeln. Oben wurde das zu gefrierende Wasser und in den Zwischenraum zwischen den Wänden verdampfendes Kältemittel eingefüllt. A. Durch Twinning wurde die Idee von Perkins praktisch umgesetzt. Seit 1848 begann er, Äther als Kühlmittel zu verwenden. 1850 erhielt er ein englisches und dann ein amerikanisches Patent. Eine dieser Maschinen war in Cleveland in Betrieb und produzierte 50 kg Eis pro Stunde. Der Engländer J. Harrison erzielte große Erfolge bei der Entwicklung von Dampfkältemaschinen. 1837 zog er nach Australien und begann 1850 mit der Erkältung. Damals bestand ein großer Bedarf an gefrorenem Fleisch, das von Australien nach England exportiert wurde. 1856-1857 Harrison erhielt zwei englische Patente für Maschinen, die Ethylether als Kältemittel verwenden. Zu diesem Zeitpunkt dachte er bereits über die Möglichkeit nach, andere Arbeitsstoffe, insbesondere Ammoniak, einzusetzen. Im Jahr 1875 besuchte Harrison London, wo er mit Faraday und Tyndall über Kühlprobleme diskutierte. Nachdem er die Produktion von Kühlmaschinen etabliert hatte, begann Harrison, Fleisch für den Export nach England direkt einzufrieren. Allerdings versuchte er zunächst, Fleisch an Land unter stationären Bedingungen einzufrieren. 1873 führte er in Melbourne ein Experiment durch, bei dem er mit seiner Maschine Fleisch-, Fisch- und Geflügelkadaver einfrierte. Nach 6 Monaten Es wurden Inspektionen und Qualitätskontrollen durchgeführt. Nach dem erfolgreichen Abschluss des Experiments im Jahr 1873 entschied sich Harrison für ein groß angelegtes Experiment. Er belud das mit seiner Kühlanlage ausgestattete Norfolk-Schiff mit 20 Tonnen Lamm- und Rindfleisch, fror die Ladung an Bord ein, woraufhin das Schiff nach England in See stach. Harrison scheiterte jedoch: Unterwegs hatte das Auto eine Panne und bei der Ankunft in London gab es keinen Käufer für das mitgebrachte Fleisch. Harrison erlitt Verluste, musste kommerzielle Aktivitäten aufgeben und nahm wissenschaftliche Arbeiten auf. Er starb 1893. Harrisons ätherbetriebene Maschinen wurden noch mehrere Jahre in London hergestellt. Unabhängig von Harrison entwickelte der Franzose F. Caret 1857 Dampfkältemaschinen, die nicht nur mit Ethylether, sondern auch mit Schwefeldioxid betrieben wurden. Eine der nach diesem Patent errichteten Anlagen wurde in Südfrankreich in einer Salzfabrik installiert und diente zur Herstellung von Natriumsulfat (Glaubersalz) aus Meerwasser. Darüber hinaus entwickelte Kare eine Möglichkeit, durch die Absorption von Ammoniak künstliche Kälte zu erzeugen. Es war eine geistreiche Methode, die jedoch vierzig Jahre lang in Vergessenheit geriet. Zu Beginn des XNUMX. Jahrhunderts. Die Firma von P. Wortman erschien in Moskau. Der Geschäftsmann bot den Moskauern eine riesige Einheit namens „Eskimo“ an, die das Prinzip von Fernand Kare nutzte. Es war still und vielseitig. Der Brennstoff dafür könnte Brennholz, Kohle, Alkohol oder Kerosin sein. Während eines Betriebszyklus fror „Eskimo“ 12 kg Eis ein. Nur vermögende Käufer oder Unternehmer, die Eis beispielsweise im Handel mit Speiseeis, Süßwaren, Fleisch, Fisch, Bier und anderen Produkten verwendeten, konnten sich eine solche Eismaschine leisten. K. von Linde war maßgeblich an der Beschaffung von Haushalts- und Industriekälteanlagen beteiligt. Er erfand eine industrielle Methode zur Verflüssigung von Gasen. 1879 entwickelte von Linde eine Kältemaschine mit einem mit Ammoniak betriebenen Kompressor. Dank ihr begann die Eisproduktion im großen Stil. Linde-Kältemaschinen wurden in Fleischschlachthöfen und Lebensmittelfabriken installiert. Sie waren mit Kutschen, Fluss- und Seeschiffen ausgestattet. Später wurde die kleinere Maschine von Linde zum Herzstück der Haushaltskühlschränke. Bei Lindes Erfindung zirkulierte kalte Sole oder Ammoniak durch ein ausgedehntes Rohrsystem und kühlte so die Lebensmittelbereiche. Es entstanden große gewerbliche und industrielle Kühllager. Im Jahr 1893 rüstete der Amerikaner Elijah Thomson einen Kompressionskühlschrank mit Elektroantrieb aus. Aber ein solches Gerät war alles andere als perfekt. Es hatte Antriebsriemen und machte viel Lärm. Aufgrund von Gaslecks – Ammoniak oder Schwefeldioxid – herrschte ein unangenehmer Geruch im Raum. Kühlschränke wurden üblicherweise in Kellern aufgestellt, um Lärm und Gestank zu vermeiden. Der dänische Ingenieur Steenstrup kann als Vater der modernen Kühlschränke gelten. 1926 deckte er den Kompressor und seinen Elektromotor mit einer versiegelten Haube ab. Dadurch wurde der Haushaltskühlschrank leise, ungefährlich und langlebig. Das Patent für Steenstrups Einheit wurde von der General Electric Corporation erworben. Nun musste ein anderer Kälteträger gefunden werden, um Ammoniak und Schwefeldioxid loszuwerden. Sie wurden durch Freon ersetzt, das vom belgischen Swart entdeckt und untersucht wurde. Im flüssigen Zustand siedet Freon bei -32,8 °C, ist chemisch passiv und ungiftig.
Mittlerweile gibt es in jedem Haus und jeder Wohnung Kühlschränke. Sie sind alltäglich geworden, und es ist unwahrscheinlich, dass ihre Besitzer etwas über die Arbeit Tausender Erfinder und Ingenieure wissen, die an der Idee gearbeitet haben, ein gewöhnliches Haushaltsgerät zu entwickeln. Autor: Pristinsky V.L.
Maschine zum Ausdünnen von Blumen im Garten
02.05.2024 Fortschrittliches Infrarot-Mikroskop
02.05.2024 Luftfalle für Insekten
01.05.2024
▪ Miniatur-SMD-Infrarotschalter ▪ Handschriftliche SMS PenPhone ▪ Das am weitesten entfernte Objekt im Sonnensystem entdeckt ▪ Wissenschaftliche Unternehmen Russlands
▪ Standortabschnitt Messgeräte. Artikelauswahl ▪ Artikel von Ivana, die sich nicht an Verwandte erinnert. Populärer Ausdruck ▪ Artikel Woher kommen Grapefruits? Ausführliche Antwort ▪ Artikel Staub- und Gasbelastung von Industrieanlagen ▪ Artikel Universeller Digitalfilter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen
www.diagramm.com.ua |
Wir empfehlen interessante Artikel Abschnitt 
Siehe andere Artikel Abschnitt 
Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:
Alle Sprachen dieser Seite