幾乎每個(gè)現(xiàn)代美國(guó)家庭都有一個(gè)冰柜，很可能連接到冰箱。但為什么我們要冷凍食物呢？如果我們沒(méi)將它放入冰箱，我們將在幾天后無(wú)法存放食物。

它可以追溯到文明本身。數(shù)千年前，古代美索不達(dá)米亞人發(fā)現(xiàn)冷食比外面的食物腐爛得慢。因此，他們將大坑挖到地上，用稻草或沙子隔絕，然后從最近的山上用冰雪覆蓋它們。這些坑或冰洞一次用于保存食物兩到三周。美索不達(dá)米亞人明白，來(lái)自外面的暖空氣可以阻止積雪冷卻食物，因此入口保持小而窄，以防止空氣滲漏。

細(xì)菌通常是食物腐爛的原因，但它們不能在溫度達(dá)到0攝氏度或更低的冰點(diǎn)溫度下生長(zhǎng)或完全生長(zhǎng)。因此，如果將食物中的液體（水分子）降低到冰點(diǎn)溫度，食物會(huì)變得更慢。

19世紀(jì)早期的科學(xué)家們對(duì)溫度的本質(zhì)和熱力學(xué)定律進(jìn)行了相關(guān)的發(fā)現(xiàn)，然后人工溫度調(diào)節(jié)的框架就此落實(shí)到位。

美國(guó)發(fā)明家Jacob Perkins建立在發(fā)明家Oliver Evans在19世紀(jì)早期提出的蒸氣吸收思想的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造了一個(gè)依靠蒸汽壓縮的冷卻裝置，珀金斯確定，用作制冷劑的物質(zhì)在經(jīng)歷壓力變化時(shí)會(huì)吸收和釋放熱量，并從液體轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝⒎祷亍Q句話說(shuō)，珀金斯發(fā)現(xiàn)某些化學(xué)物質(zhì)可以通過(guò)吸收所有熱量來(lái)降低空氣溫度。他獲得了第一個(gè)已知的制冷設(shè)備zhuanli，但他的發(fā)明從未取得過(guò)商業(yè)上的成功。

在19世紀(jì)40年代后期，來(lái)自佛羅里達(dá)州的一名醫(yī)生申請(qǐng)了一種裝置，該裝置對(duì)制冷劑加壓然后減壓，足以產(chǎn)生冰，盡管它泄漏并且并不總能正常工作。1860年，法國(guó)發(fā)明家Ferdinand Carre通過(guò)使用更穩(wěn)定和有效（但有毒）的制冷劑 氨改進(jìn)了蒸汽壓縮技術(shù)，而不是Perkins使用的醚。

到20世紀(jì)20年代，這項(xiàng)技術(shù)得到了充分的改進(jìn)，并且電力可以廣泛使用，原價(jià)格昂貴的冰柜在美國(guó)和歐洲都可以買到，盡管它們的效率仍然很低。外面的空氣會(huì)滲入冷凍室，因此必須將它們存放在冰室中以便更好地控制溫度。

從那時(shí)起，冷凍機(jī)得到了很大的改進(jìn)，機(jī)器更精細(xì)，化學(xué)品更好，更有效地保持冷空氣。

所以現(xiàn)在你知道蒸汽壓縮是冰箱背后的原理。但它究竟是如何運(yùn)作的呢？核心是快速移動(dòng)的汽化制冷劑流，其經(jīng)歷冷凍室內(nèi)的循環(huán)。

今天，一些最常用的制冷劑是氫氟碳化合物（氫氟碳化合物）。其他制冷劑，如氟氯化碳（氯氟烴）和氟氯烴（氫氯氟烴）在美國(guó)受到高度管制，并禁止在許多產(chǎn)品中使用，因?yàn)樗鼈冇兄谙拇髿獬粞鯇印?/p>

制冷劑在低壓下作為蒸汽開(kāi)始冷卻過(guò)程。它進(jìn)入的第一個(gè)冷凍機(jī)組件是壓縮機(jī)（通常位于冷凍機(jī)的下部后部）。壓縮機(jī)擠壓蒸汽的顆粒，將其加熱并將其轉(zhuǎn)化為高壓狀態(tài)。

如果你曾經(jīng)接觸過(guò)冷凍室的外部并感受到溫暖，那就是從冷凝器盤管中散發(fā)的熱量，冷凝器盤管通常位于冷凍機(jī)的底部或底部，在那里它們可以暴露在室溫空氣中并冷卻下來(lái)。當(dāng)蒸汽通過(guò)冷凝器盤管時(shí)，它會(huì)失去熱量但保持其高壓。它也被轉(zhuǎn)換成適度溫暖的溫度。

現(xiàn)在液體制冷劑的固有壓力將其推入下一個(gè)組件：計(jì)量管。這種小結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)蒸汽的壓力，因此它可以進(jìn)入下一個(gè)組件。

當(dāng)液態(tài)制冷劑從小型計(jì)量管流入較大的蒸發(fā)器時(shí)，其壓力突然下降，導(dǎo)致其轉(zhuǎn)換回低壓蒸汽。蒸發(fā)器還會(huì)吸收熱量，從而產(chǎn)生冷凍的冷蒸汽，使設(shè)備的溫度保持足夠冷，以凍結(jié)食物。然后蒸汽返回壓縮機(jī)以重新開(kāi)始該過(guò)程。

蒸汽壓縮不是創(chuàng)建超冷食品儲(chǔ)存環(huán)境的唯一方法。

在你家里，你可能有一個(gè)冰箱或冷藏展示柜。頂部有冷凍機(jī)的那種，或者底部有冷凍機(jī)的那種，差別很小。每個(gè)冷凍機(jī)都是一個(gè)單元，所以它們都使用前面描述的相同的機(jī)器來(lái)追求蒸汽壓縮。關(guān)于唯一的區(qū)別是能源效率。底部安裝使用最少的功率。為什么？如果壓縮機(jī)在底部，則不必將蒸汽推得很遠(yuǎn)。在并排或頂部冷凍機(jī)型中，壓縮機(jī)必須迫使制冷劑通過(guò)管道到達(dá)冷凍室。

另一種冷凍機(jī)是獨(dú)立的，也稱為“深度冷凍”或“零度以下”，盡管后者是特定品牌冷凍機(jī)的商標(biāo)名稱。它們也是基于蒸汽壓縮的基本原理。