制冷技术发展的历史.doc

制冷技术发展的历史在史前时代，人类已经发现在食物缺少的季节里，如果把猎物保存在冰冷的地窖里或埋在雪里，就能保存更长的时间在中国，早在先秦时代已经懂得了采冰，储冰技术希伯来人，古希腊人和古罗马人把大量的雪埋在储藏室下面的坑中，然后用木板和稻草来隔热，古埃及人在土制的罐子里装满开水，并把这些罐子放在他们上面，这样使罐子抵挡夜里的冷空气在古印度，蒸发制冷技术也得到了应用当一种流体快速蒸发时，它迅速膨胀，升起的蒸汽分子的动能迅速增加，而增加的能量来自周围的环境中，周围环境的温度因此而降低在中世纪时期，冷却食物是通过在水中加入某种化学物质像硝酸钠或硝酸钾，而使温度降低，1550 年记载冷却酒就是通过这种方法这就是制冷工艺的起源在法国冷饮是在 1660 年开始流行的人们用装有溶解的硝石的长颈瓶在水里旋转来使水冷却这个方法可以产生非常低的温度并且可以制冰在 17 世纪末，带冰的酒和结冻的果汁在法国社会已非常流行第一次记载的人工制冷是在 1784 年，威廉库伦在格拉斯各大学作了证明库伦让乙基醚蒸汽进入一个部分真空的容器，但是他没有把这种结果用于任何实际的目的在 1799 年冰第一次被用作商业目的，从纽约市的街道运河运往卡洛林南部的查尔斯顿市，但遗憾的是当时没有足够的冰来装运。

英格兰人 Frederick Tuder和 Nathaniel Wyeth 看到了制冰行业的巨大商机，并且在 18 世纪上半叶，通过自己的努力革新了这个行业Tudor 主要从事热带地区运冰，他尝试着安装隔热材料和修建冰房，从而使冰的融化量从 66%减少到 8%，Wyeth 发明了一种切出相同冰块的方法，即快速又便捷，从而使制冰业发生了革命性变化，同时也减少了仓储业，运输业和销售业由于管理技术所造成的损失在 1805 年，一名美国发明者 Oliver Evans 设计了第一个用蒸汽代替液体的制冷系统，但 Evans 从来没有制造出这种机器不过美国的一位内科医生 John. Gorrie 制造了一个相似的制冷机器在 1842 年，弗洛雷达医院的这名美国内科医生 John. Gorrie 为了给黄热病患者治疗，他设计和制造了一台空气冷却装置给病房降温他的基本原理是：压缩一种气体，通过盘管使它冷却，然后膨胀使其温度进一步降低，这也就是今天用得最多的制冷器后来 John. Gorrie 停止仅在医院的实践，长期的深入到制冰实验中，在 1851 年获得关于机械制冰的第一项专利商业制冷被认为是起源于 1856 年，一名美国商人 Alexander. C. Twinning 最先开创。

不久，一名澳大利亚人 James Harrison 检验了 Gorrie 和 Twinning 所用的制冷机并把蒸汽压缩式制冷机介绍给了酿造和肉类食品公司在 1859 年，法国的 Fredinad. Carre 发明了一种更加复杂的制冷系统不像以前的压缩机用空气做制冷剂，Garre 的设备用快速蒸发的氨做制冷剂 （氨比水液化时的温度低，因此可以吸收更多的热量）Garre 的制冷机得到了广泛应用，并且蒸汽压缩式制冷至今仍是应用最广泛地的制冷方法但是当时这种制冷机成本高，体积大，系统复杂，再加上氨制冷济有毒性，因此阻碍了这种制冷机在家庭中的普遍应用许多家庭的冰柜仍使用当地制冷工厂提供的冰块从 1840 年开始，运输牛奶和黄油用到了空调汽车到 1860 年，制冷技术主要运用在海产品和日常用品的冷藏运输上1876 年底特律市密歇根州的一名叫J.B Sutherland 的人获得了人工制冷汽车专利他设计了一种带有冰室的绝热汽车空气从顶部流过来，通过冰室，利用重力然后在汽车内循环在 1867 年，伊利诺斯州的 Parker Earle 制造了第一辆用来运输水果的空调汽车，通过伊利诺斯州中央铁路运送草莓。

每个箱子里装 100 磅冰和 200 夸脱草莓直到 1949 年 Fred Jones 发明了一种顶置式制冷装置，并获得了专利1870 年，在纽约的布鲁克林镇，S. Liebmanns 的太阳酿造公司开始用吸收式机械，这是美国北部酿造业广泛运用制冷机械的一个开端在 18 世纪 70 年代，商业制冷在啤酒厂中占主要的地位到了 1891 年，几乎所有的啤酒厂都装配有制冷机器天然冰供应本身已发展成为一个行业，许多公司都跻身该行业，导致价格下降并且冷藏用冰已相当普遍，到了 1879 年，在美国有 35 家商业制冰厂，10 年之后就超过了 200 家，到了 1909 年达 2000 家所有因制冰废弃的池塘不再安全，甚至 Thoreaus Walden 池塘， 1847 年每天有 1000 吨的冰从那里抽取但是，随着时间推移，冰不仅作为冷藏的代名词，也变成了健康问题 《热与冷》的合著者，Bern Nagengast 说：“好资源越来越难找到了到了 1890 年代，由于污染物和污水的排放，天然冰成了一个问题 ”这个问题首先出现在酿造行业，然后是肉食和乳制品公司由机械制冰产生的机械制冷为这个问题的解决提供了方法。

卡尔保罗在 1895 年为生产液态空气制定了一个大型的计划，用 6 年时间发明了一种使液态的纯氧从液态空气中分离出来的方法，这导致大量的公司都转而开始使用氧气（例如，在钢铁制造业） 虽然肉食品厂，啤酒厂接受制冷技术要慢，但最后他们也都采用了制冷技术1914 年，美国几乎所有的肉联厂都安装了制冷机械的氨压缩机系统，它每天的制冷能力超过 90000 吨尽管制冷有其固有的优势，但本身也存在问题制冷剂，像二氧化硫和氯甲烷可以使人致死氨一旦泄漏，也同样具有强烈的毒性直到 1920 年，Frigidaire 公司开发了几种人工合成制冷剂交氟氯甲烷或 CFCS，制冷工程师才找到可接受的替代品这就是人们所共知的新的代替物氟利昂在化学上，氟利昂是甲烷(CH 4)里的 4 个氢原子被两个氯原子和两个氟原子所代替除了分子量大之外，无臭无毒不久制冰业，酿造业和肉食业是制冷发展的主要受益者其他企业也深受制冷发展所带来的好处例如，在金属制造也里，机械制冷帮助餐具和工具冷硬成型因为制冷将送进高炉的空气除湿，钢铁产量增加，钢铁业得到了发展纺织厂把制冷用在丝光处理里，漂白，染色制冷对炼油厂来说很重要，同样对造纸厂、制药厂、肥皂厂、胶水厂、明胶厂、照片材料厂一样。

毛皮制品的贮存可以用冷库杀死飞蛾制冷可以帮助花圃和花店，满足季节性的需要，因为，剪掉的花可以持续比较长的花期更有甚者，在医学保存人体上的应用饮食行业，包括酒店、饭店、酒吧，饮料业为冰提供了很大市场空调和冰箱20 世纪，随着空气条调节和制冷系统变得更高效、可控，甚至遥控，人们生活发生了很大的变化，真正地让环境满足于他们的需要，不再依靠天气来工作和娱乐气候控制变得更可靠和廉价，它已从不可见的奢侈品变成平常的必需品到 20 世纪末，美国约 70％的家庭有空调没有人可以在用玻璃围成的房子里或没有窗户的建筑里，在无走廊的房子或在闷热潮湿的地方生活和工作在美国，空调改变了一个世纪之久的北方城市移民的生活方式制冷使得新鲜和易腐烂食品的运输成为可能，使得几天或几个星的家庭贮藏期成为现实到 20 世纪末，美国 99.5％的家庭至少有一台冰箱很多的家庭有独立的冷库因为这种先进的贮存技术，人们享受多样化和高质量的食物时，可以减少购物和节省金钱在一个空调中，空气被类似于家用冰箱的单元冷却和冷凝冷的液体制冷剂在低压下流过空调一面上的线圈，一个离心风扇吸收房间内的热空气，空气掠过线圈，被冷却和调节过的空气回到房间。

被加热的制冷剂蒸发，然后进入压缩机，在压缩机内被压缩高温高压的气体进入房外空调部分的另一组线圈第二个风扇吸收外面冷的空气，让其掠过高温线圈来散去线圈的热在这个过程中，制冷剂被冷却到沸点以下冷凝成液体液态制冷剂通过膨胀阀，压力突然降低，同时温度降低，制冷循环再次开始这听起来很简单，却由 Willis Carrier 首先通过了自己的创造力找出来的最基本的制冷原理和湿度控制在空调变成对平常人来说真正有意义之前，成千上万的工程师使它的技术不断革新Carriers 的发明使很多技术成为可能特别在那些控制要求高的领域里例如，在医疗、科学研究、产品测试，计算机制造和航空Carrier 说在 1920 年的一天夜里，当他站在 Pittsburgh 火车站，他认识到用冷水使空气饱和，有水珠产生，可以干燥空气那一年他制造了第一台空调，它有每天制 108000 磅冰的能力对于 Brooklyn 印刷商来说，因为热量和湿度的改变使纸的尺寸和彩墨排列变化，从而不能印刷出像样的景色画冰箱的运行和空调的一样，它使热量从一个地方转移到另一个地方通过制冷剂在封闭系统内的循环实现持续制冷在制冷系统中制冷剂蒸发成气体，然后在冷凝成液体，完成一个循环。

如果没有泄漏，在整个系统寿命期间，制冷剂会无限地使用至到第一次世界大战不久前，机械制冰得到了应用，自然冰和人工制冰在制冷上应用是非常广泛的1927 年，通用电气公司引进一种带有顶窗使用全封闭压缩机地冰箱，14 立方尺的冰箱售价 525 美元，少数人可以接受的价钱，使得通用电气公司到 1930年成为此行业的龙头到 1920 年，单相电动机已比较完善和可靠1929 年，Frigidaire 使用家用冰箱的技术制造了第一个独立式冷库1928 年由 Thomas Midgley 发明的卤烃相对于以前使用的有毒易燃的制冷剂液体来说，提供了一种安全可靠的选择通用电动机公司的 Frigdaire 部门选择由 Midgley 和 Charles Kettering 发明的 R22作为制冷剂，很多其他的冰箱制造者也紧跟其后，将氨和其他更危险的气体替换掉在 19 世纪 80 年代后期，氯氟烃已表现出破坏地球臭氧层的迹象，当替代物研究开始时，这些化学物质开始被淘汰第一辆空调汽车由 Packard 在 1938 年设计出来，1938 年窗式空调第一次成功地被 Philco－York 推销二战后，像冰箱一样，大量的窗式空调生产使其价格得到了大多数消费者的接受。

从 1920 年到 1930 年，家用冰箱的价格从 600美元降到 300 美元，到 1939 年接近 150 美元制冷技术使食品冷冻行业得到了发展在 1914 年，Clarence Brudseye 在加拿大钓鱼，他发现经过冰冷冻后的鱼在暴露空气中不变形，而且在它们解冻煮熟后尝起来几乎是新鲜的几年后，他从他的食品冷冻发现中追求到了商业利润，学着去在盛有海水的桶里冷冻包心菜到 1925 年，Birdseye 和 Charles Seabrook 发展了冷冻熟食的深冷过程在 1930 年，在美国军队中， Bird Eye 的解冻食物第一次得到了售卖。