ตู้เย็นถูกคิดค้นและประดิษฐ์โดยนักวิศวกรชาวอเมริกัน นามว่า William Cullen ในปี 1748
หลักการทำงานนั้น หากพูดเฉพาะแค่แนวคิดในการออกแบบ ก็คือ ทำอย่างไรก็ได้ให้ความร้อนในตู้เย็นถูกถ่ายโอนออกไปภายนอก เพื่อให้อุณหภูมิภายในน้อยกว่าภายนอก และป้องกันไม่ให้ความร้อนจากภายนอกเข้ามายังในตู้เย็นเร็วเกินไป (สังเกตว่ามียางเป็นฉนวนกั้นบริเวณขอบประตูของตู้เย็น)
หลักการถ่ายโอนความร้อนของตู้เย็น
โดยธรรมชาติสสารที่มีอุณหภูมิสูงกว่าจะถ่ายโอนพลังงานไปยังบริเวณที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า หากเราต้องการให้อุณหภูมิในตู้เย็นลดลงเรื่อยๆ ต้องถ่ายโอนความร้อนภายในตู้เย็นออกไปข้างนอก ซึ่งเป็นกระบวนที่ไม่สามารถเกิดขึ้นเองตามธรรมชาติได้ จึงได้มีการประดิษฐ์ส่วนประกอบหนึ่งของตู้เย็นที่เรียกว่า Compressor ขึ้นมา ทำหน้าที่ เพิ่มความดันให้กับสารทำความเย็นให้เคลื่อนที่ออกไปยังด้านหลังตู้เย็น เนื่องจากสสารหากได้รับความดันจะทำให้มีอุณหภูมิสูงขึ้นและเปลี่ยนสถานะ
เมื่อสารทำความเย็นมีอุณหภูมิสูงจะเคลื่อนที่ไปยังด้านหลังตู้เย็นที่มีแผงโลหะ หรือตะแกรงโลหะเป็นบริเวณกว้าง เพื่อเพิ่มพื้นที่ในการถ่ายโอนพลังงานความร้อนไปยังสภาพแวดล้อมภายนอก (ดังนั้น Compressor ต้องสร้างแรงดันมากพอที่จะทำให้อุณหภูมิของสารทำความเย็นสูงกว่าอุณหภูมิสภาพแวดล้อมภายนอก)
เมื่อความร้อนถ่ายโอนออกสู่สภาพแวดล้อมภายนอก สารทำความเย็นจะถูกนำเข้าสู่ภายในตู้เย็นด้วยอุปกรณ์ที่เรียกว่า Expansion Valve โดยทำหน้าที่ให้ความดันของสารทำความเย็นลดต่ำลง จึงเป็นผลให้สารทำความเย็นมีอุณหภูมิลดต่ำลงด้วย
จากนั้นอากาศที่อยู่ภายในตู้เย็นที่มีอุณหภูมิสูงกว่าสารทำความเย็น (ที่กำลังจะเข้ามา) ก็จะถ่ายโอนความร้อนไปยังสารทำความเย็น แล้วถูกขับความร้อนออกไปยังภายนอกด้วย Compressor อีกครั้ง วนเป็นวัฏจักรไปเรื่อยๆ (ให้เปรียบเทียบว่า สารทำความเย็น คือ ยานพาหนะที่บรรจุความร้อนไปยังภายนอกตู้เย็น) เมื่อใดที่สารทำความเย็นกลับเข้ามาในตู้เย็น และมีอุณหภูมิเท่ากับ อากาศภายในตู้เย็น Compressor ก็จะหยุดทำงาน (เพราะไม่จำเป็นต้องนำความร้อนออกไปภายนอกอีก)
Original Article and More Detail & Media
“Refrigerator.”. [Online]. via : 2016.
“William Cullen.” [Online]. via : 2016.
