Jääkaappi

Wikipedia

Jääkaappi on yksi yleisimpiä sähköisiä kodinkoneita maailmassa. Jääkaapin tehtävä on pitää ruoka viileänä, jotta se säilyisi paremmin. Jääkaapin toiminta perustuu lämpöpumppukoneistoon, joka luovuttaa lämpimän ilman jääkaapin sisältä huoneilmaan ja samalla jäähdyttää jääkaappia. Samalla periaatteella toimii ilmastointilaite.

Sisällysluettelo 1 Historia 1.1 Huonoa suunnittelutyötä 1.2 Kilpajuoksu pohjalle 2 Toimintaperiaate 3 Jäähdytysaineet 4 Lähteet 5 Aiheesta muualla

[muokkaa] Historia

Historiassa jäähdyttäminen on tapahtunut ensiksi kastelluilla vaatteilla, joista haihtuva neste on sitonut lämpöä tai jäällä, jota on tuotu pitkienkin matkojen takaa ja oli kannattava liiketoiminta tuohon aikaan. Jääkaappi-nimityskin on peräisin tuosta jään suurkulutuksesta. Jäätä saatettiin sahata talvella järvistä ja säilyttää sitä suuria määriä kesäksi sahanpurukasan suojassa. Suomessa tätä jäätä käytettiin maidon jäähdyttämiseen maitotiloilla ennen sähköistyksen etenemistä syrjäseuduille.^[1]

Ensimmäinen tunnettu jäähdytyskoe tehtiin vuonna 1748, jonka suoritti keksijä nimeltä William Cullen Glasgow'n yliopistossa, mutta hän ei keksinyt tälle mitään käytännön hyötyä. 1805 amerikkalainen keksijä Oliver Evans suunnitteli ensimmäisen jäähdytyskoneen ja vuonna 1834 Jacob Perkins rakensi ensimmäisen jäähdytyskoneen, joka käytti eetteriä höyryn tiivistymisjärjestelmässä. Saksalainen insinööri Carl von Linden patentoi vuonna 1876 menetelmän jolla höyrystetään kaasu, mikä on osa perinteistä jäähdytysteknologiaa.

Jääkaapit myöhäiseltä 1800-luvulta aina vuoteen 1929 käyttivät myrkyllisiä kaasuja ammoniakkia (NH₃), metyylikloridia (CH₃Cl) ja rikkidioksidia (SO₂) jäähdytysaineina. Useita kuolemaan johtaneita onnettomuuksia sattui 1920-luvulla kun metyylikloridia vuosi jääkaapeista. Kolme amerikkalaista yritystä aloitti yhteistyötutkimuksen kehittääkseen vähemmän vaarallisen tavan jäähdyttämiseen, joka johti freonien keksimiseen. Pian freonikäyttöiset kompressorijääkaapit olivat osa lähes jokaista kotikeittiötä.

[muokkaa] Huonoa suunnittelutyötä

Ennen toista maailmansotaa jääkaapin moottori sijaitsi kaapin päällä. Sen aikaiset moottorit olivat teholtaan lähes 90%. Mutta vuonna 1984 moottoreiden teho oli enää 60%. Vuonna 1984 moottori oli siirtynyt kaapin alapuolelle. Kun sen tuottama lämpö nousi ylös, moottorin oli tehtävä työtä poistaakseen itse tuottamaansa lämpöä. Tähän kului jopa puolet käytetystä energiasta.^[2]

Vuosien kuluessa jääkaappien valmistajat ovat yrittäneet kasvattaa kaapin sisätilavuutta vähentämällä sen lämpöeristystä. Useimmiten jääkaappi on suunniteltu niin, että kun sen oven avaa, jäähdytetty ilma valuu ulos. Samalla jääkaappi huurtuu, ja huurteen poistamiseksi joihinkin jääkaappeihin on rakennettu sisäpuolelle sähkölämmitys. Joissakin malleissa on ollut sähkölämmitin ovessa, jottei sen tiiviste tarttuisi kiinni. On valmistettu malleja, joiden ulkoseinissäkin on sähkölämmitys estämään huoneilman kosteuden tiivistymistä.^[2]

[muokkaa] Kilpajuoksu pohjalle

Vuonna 1975 amerikkalaisen jääkaapin vuosittainen sähkönkulutus oli 1800 kwh. Kiristettyjen säädösten ansiosta vuoteen 1980 mennessä jääkaappien vuosittainen sähkönkulutus laski 1400 kilowattituntiin. Tuolloin parhaat mallit ylsivät noin 933 kwh:iin. Mutta alemmas voitiin päästä. Vuonna 1981 tavallinen japanilainen jääkaappi käytti 700 kwh – parhaat enää 550 kwh vuodessa. Teoriassa voitiin päästä sitäkin alemmas, ja se myös kannattaisi rahallisesti ainakin 260 kwh:iin asti. Vuonna 1984 kalifornialainen suunnittelija Larry Schlussler rakensi jääkaapin prototyypin, joka käytti vain 15 kwh vuodessa. Jopa sekin voitaisiin ehkä alittaa käyttämällä passiivista jäähdytystä.^[2]

[muokkaa] Toimintaperiaate

Nykyaikaiset jääkaapit perustuvat höyrypuristusprosessiin. Höyrystynyt kiertoaine puristetaan sähköllä toimivan kompressorin avulla korkeampaan paineeseen, jolloin höyry lämpenee. Tulistunut höyry jäähtyy lauhduttimessa jääkaappia ympäröivän ilman avulla ensin kylläiseksi höyryksi ja tiivistyy sitten nesteeksi. Neste paisutetaan paisuntaventtiilissä takaisin kompressoria edeltäneeseen paineeseen. Paisunnan jälkeen nesteen lämpötila on jääkaapin sisälämpötilaa alhaisempi, jolloin kiertoaine höyrystyy kiertäessään jääkaapin höyrystimessä. Tätä kiertoa jatketaan ja saadaan aikaan suljettu systeemi joka luovuttaa energiaa.

Sellaisissa käyttökohteissa, missä sähkön käyttäminen ei ole mahdollista voidaan jääkaappi toteuttaa absorptio-periaatteella.

[muokkaa] Jäähdytysaineet

Freonit eli CFC-yhdistekaasut vahingoittavat kuitenkin otsonikerrosta voimakkaasti. Tämä huomattiin vasta vuosikymmenien jälkeen ja freonien käyttö lopetettiin kokonaan. Nykyään kylmäaineina käytetään luonnon hiilivetyjä esimerkiksi HFC-134a, jotka ovat vähemmän haitallisia luonnolle ja lisäksi jääkaappien energiatehokkuus on kasvanut selvästi.

[muokkaa] Lähteet

1. http://home.howstuffworks.com/refrigerator.htm
2. http://inventors.about.com/library/inventors/blrefrigerator.htm
3. http://www.mustaporssi.fi/index/ostoopas/isotkodinkoneet/kylmalinja.html

[muokkaa] Aiheesta muualla

• Kodinkonevalmistajien informaatiota kylmälaitteista
• Suomen jäähdytystekniikan museo Ylöjärvellä esittelee kylmätekniikan kehitystä Suomessa