Ледяные сейфы: Все по камерам

В античные времена в Средиземноморье существовала огромная отрасль, занятая добыванием льда на горных ледниках, упаковкой его в термоизолирующую оболочку, проще говоря, в солому, и транспортировкой к платежеспособным покупателям. В доме практически каждого свободного грека или римлянина были специальные хранилища такого скоропортящегося товара, как лед, представляющие собой надежно защищенные от солнца подземные емкости, теплоизолированные при помощи дерева и соломы. По части сохранения льда в жарком средиземноморском климате античные торговцы прохладой добивались фантастических результатов — дорога от ледника до конечного покупателя занимала порой недели, и это под палящим средиземноморским солнцем. Правда, лед оказывался настолько дорогим, что его использовали не столько для хранения продуктов, сколько для охлаждения вина и приготовления шербета — замороженного фруктового сока.

Средневековая Европа унаследовала от Древнего Рима многое, включая летнюю страсть к прохладному вину. Практически все европейские замки и усадьбы в обязательном порядке оборудовались специальными хранилищами для льда, часто представлявшие великолепные образцы средневекового дизайна, — летом лед ценился не меньше золота, и знатность и богатство хозяина замка должны были подтверждаться не только наличием золота в сокровищнице, но и льда в хранилище. Часто туда приглашали гостей полюбоваться на холодную красоту и пропустить пару бокальчиков прохладного вина.

Все это так и оставалось бы аристократической прихотью, если бы за океаном не появилась новая страна с нечеловеческой жаждой предпринимательства — Соединенные Штаты. Зимой 1799 года там начался коммерческий сбор льда с поверхности озер и рек. Бизнес развивался лавинообразно — к 1890 году только на экспорт США поставляли около 25 млн. тонн льда! С стране появились «ледяные короли» — миллионеры, сколотившие гигантские состояния на поставках льда. Один из них, Фредерик Тюдор, стал знаменит тем, что в 1805 году отправил 130 тонн льда в тропическую Мартинику. Но из-за отсутствия складов, подходящих для хранения такого непривычного для тропиков груза, почти весь дорогостоящий товар растаял. Тюдор понес убытки в размере $3500, огромную по тем временам сумму. Однако уже через год были подготовлены склады с необходимой теплоизоляцией. Впрочем, чтобы сделать торговлю льдом прибыльной, ему пришлось потратить целых 15 лет, проведя некоторое время даже в долговой тюрьме.

Во времена «ледяных королей» в Америке не было практически ни одного водоема, с которого зимой не снимали бы «урожай» льда. Конечно, в Австралии или на Карибских островах, куда лед доставлялся за тысячи километров, его покупали лишь богатые люди, но в США к середине XIX века многие семьи каждое утро получали свежий лед.

Название refrigerator было впервые предложено в 1800 году Томасом Муром, инженером и личным другом президента Джефферсона. Холодильник Мура имел корпус из кедра, внутри которого располагался контейнер из металлических листов, изолированных от корпуса кроличьим мехом. В XIX веке такие устройства, быстро распространившиеся с развитием «ледяной» индустрии, чаще называли «айс-боксами» (ледяными ящиками). Как правило, они представляли собой деревянные ящики, обшитые внутри свинцом или оловом и имевшие два изолированных с помощью пробкового дерева, опилок или сушеных водорослей отсека: один — для охлаждаемых продуктов, другой — для льда, заменяемого по мере необходимости. Устройство было снабжено сборником талой воды, который необходимо было каждый день опорожнять. А служащих, занимавшихся доставкой льда, называли «айс-менами» (ледяными людьми). В 1851 году айс-боксы пересекли океан, став хитом Всемирной выставки. Для народившейся европейской буржуазии был срочно налажен выпуск подобных устройств, получивших название «ледяных сейфов», который продолжался вплоть до пятидесятых годов XX века!

Тем не менее, насколько бы изящны ни были «ледяные сейфы», функцию сохранности продуктов они решали условно. Домашние ледники не замораживали, а охлаждали продукты. К тому же владелец был постоянно привязан к продавцам льда. Загрязнение рек и озер промышленными отходами, ставшее следствием промышленной революции, значительно сократило «ледовые» угодья. А теплая зима 1889−1890 годов окончательно поставила крест на льдоуборочной индустрии в США.

В XIX веке на университетских кафедрах физики вовсю преподавали термодинамику — теоретический фундамент машин для охлаждения. Дело оставалось за практической реализацией. В 1805 году американец Оливер Эванс разрабатывает первый в мире холодильник, использующий для охлаждения пар. А в 1844 году другой американский физик, Джон Горри, конструирует первый рефрижератор, использующий эффект понижения температуры при расширении газа. По этому принципу работают до сих пор все домашние холодильники.

От появления первого прототипа до серийного бытового холодильника прошло полвека. Первый коммерческий домашний холодильник выпустила 17 августа 1916 года Guardian Refrigerator Company. Правда, за два года было выпущено всего 40 холодильников, после чего компания обанкротилась. Ее выкупил президент General Electric В. Дюран и дал ей имя Frigidaire. Финансовая и технологическая поддержка гиганта быстро вывела компанию в лидеры холодильного бизнеса.

В первых бытовых холодильниках компрессор приводился в действие ременным приводом от двигателя, расположенного в подвале или соседней комнате. Только в 1927 году появилась модель General Electric, все части которой размещались в одном корпусе. В 1930 году началось массовое производство фреона — инертного вещества, вытеснившего из бытовых холодильников ядовитые аммиак и диоксид серы, что позволило производителям сильно упростить и удешевить конструкцию. К 1939 году все та же General Electric выпустила двухкамерную модель с холодильным и морозильным отделением. Чуть позже Electrolux затолкала все это в металлический вертикальный шкаф, выкрасила его в белый цвет и создала канонический образ домашнего рефрижератора. Как бы ни старались дизайнеры за последние полвека, четыре из пяти покупателей холодильников во всем мире выбирают белый вертикальный брикет.

Первые холодильники были однокамерными, то есть имели всего один испаритель, который служил заодно и морозилкой. Если у кого на дачах сохранились старые советские холодильники «ЗИЛ», «Саратов» или «Север», они поймут. Морозильное отделение в таких холодильниках располагалось сверху, и холод от него постепенно опускался вниз в «общую» камеру. О точном поддержании нужной температуры в разных отделениях речи быть не могло — или мясо в морозилке оттаивало, или молоко превращалось в лед.

Современные холодильники, как правило, двухкамерные — то есть имеют собственный испаритель как в холодильной, так и в морозильной камерах, позволяя более эффективно регулировать температуру внутри холодильника. После включения компрессора жидкий фреон поступает на испаритель морозильной камеры, начиная охлаждать ее — до обычной же холодильной камеры он не доходит, полностью испаряясь по пути.

Очередь «обычной» холодильной камеры наступает только тогда, когда «морозильник» полностью охладится — фреон перестанет испаряться и попадет на испаритель холодильной камеры. После того как испаритель этой камеры охладится до -14оС (температура может варьировать в зависимости от марки фреона), компрессор отключается и воздух в холодильнике начинает постепенно нагреваться. После достижения определенной температуры датчик-термостат снова включает компрессор. Возникает вопрос: почему температура испарителя в холодильной камере -14оС, а в самой камере, как правило, +4оС? Дело в том, что испаритель в этой камере делают небольшого размера, и он просто не успевает столь сильно охладить всю камеру. Так как испарители в такой системе жестко связаны, то, понижая или повышая температуру в холодильной камере, мы автоматически меняем температуру в морозилке, хотим мы того или нет. Например, если температура в холодильной камере понизится с +4оС до +2оС, температура в морозильной камере также упадет с -20оС до -22оС.

Этого недостатка лишены холодильники с двумя компрессорами и двумя независимыми испарителями. По сути, это два холодильника, поставленные друг на друга, только заключенные в общий корпус. Такая конструкция позволяют поддерживать точную температуру в разных отделениях холодильника. Существуют и компромиссные варианты, когда компрессор один, но на входе испарителей устанавливается один или два клапана, перекрывающих по мере надобности поток фреона к испарителям.

В этом режиме мотор-компрессор работает непрерывно (пока его не отключит автоматика или человек), поддерживая максимально низкую температуру в морозилке. Установлено, что длительная работа холодильника в таком режиме сильно снижает его ресурс.

Если заглянуть внутрь обычного холодильника, можно обнаружить очень холодную металлическую полочку или пластину. Это как раз и есть тот самый испаритель, внутри которого испаряется фреон. Когда компрессор работает, температура испарителя падает значительно ниже нуля и на нем начинает оседать иней. В старых холодильниках он быстро превращался в могучую ледяную рубашку, которую нужно было раз в неделю размораживать. Избавить домохозяек от этой неприятной операции помогли «плачущие» испарители. Так как температура в холодильной камере всегда выше нуля (обычно +4оС), то если сделать испаритель с одной стороны из хорошо теплопроводника, а с другой — из достаточно тонкого металла, то в период, когда компрессор не работает, охладитель успеет нагреться почти до температуры холодильной камеры. Иней оттает и стечет в специальный лоток на тыльной, «горячей» стороне холодильника, где и испарится. Только для того, чтобы такой холодильник «плакал» исправно, температура в холодильной камере не должна опускаться слишком низко. При установке термостата на самую низкую отметку начинают обледеневать и «плачущие» испарители.

А что если, заглянув в холодильник, вы эту самую металлическую пластину не обнаружили? Поздравляем, вы обладатель холодильника системы No Frost («без инея»). Испаритель, сильно смахивающий на автомобильный радиатор, располагается вне холодильной и морозильной камер. Специальный вентилятор прогоняет через испаритель-радиатор воздух, который охлаждается и по системе каналов поступает на охлаждаемые продукты. Вопреки названию, иней в такой системе все-таки образуется, только мы его не видим. Раз в сутки он оттаивается специальными нагревательными элементами. Температура в камерах регулируется либо заслонками, либо включением-выключением вентиляторов, либо тем и другим вместе.

Нулевая зона, она же зона свежести — специальный отсек или выдвижной ящик с температурой около 0оС и определенной влажностью. Считается, что в таких условиях дольше хранится свежее мясо, птица и рыба. Раньше эта зона располагалась между морозильной и холодильной камерами, обеспечивая некоторую среднюю температуру. Однако гарантировано нулевую температуру могут поддерживать только специальные камеры либо со своим испарителем (что уже вчерашний день), либо со своим каналом подачи охлажденного воздуха (система No Frost). Обычные выдвижные ящички с надписью «нулевая зона» — не более чем профанация.

В статье использованы материалы из журнала «Покупка».