Alternativ till kylskåp

Det första absorptionskylskåpet för hushållsbruk visades på världsutställningen i Paris 1887. Det var ett skrymmande skåp med ett kylskåpsfack som var pyttelitet med dagens mått mätt. Maten håller sig fräsch i varmt väder i upp till två eller till och med tre dagar! Det skulle ha varit ett mirakel på den tiden, även om man ännu inte hade lärt sig hur man håller temperaturen i kylskåpet konstant.

Mellan det förflutna och framtiden

Åren gick, omständigheterna förändrades och sensationskåpet blev en av våra viktigaste saker.

Men under decennier efter detta har kylskåpet bara lärt sig att hålla mer i sin livmoder. Det var en milstolpe när Candys utvecklare för första gången utrustade den inre dörrpanelen på sitt kylskåp med hyllor. Årtionden senare finns det nu en automatisk avfrostning av förångaren och en frostfri förångarspiral som tillval.

De dramatiska förändringarna inom kylning i hemmet sker så snabbt att vi knappt kan hänga med.

Och det är inte långt borta när det troligen inte längre finns något behov av att köpa eller lagra mat. Och kylskåp kan försvinna helt från vår vardag. För i varje ”smart hem” i en inte alltför avlägsen framtid kommer det att finnas nanoteknik för att odla alla proteiner och andra färska näringsämnen direkt till middagsbordet.

Detta gäller särskilt eftersom nanotekniken, som har utvecklats sedan 1970-talet, nu har fått sällskap av kloningstekniken. Våra smakpreferenser, vårt kaloriinnehåll, vårt innehåll av vitaminer och spårämnen kan enkelt programmeras in i biogeneratorn. Hur biogeneratorn kommer att se ut? Blir du inte nostalgisk efter ett fett och bra kylskåp som mullrar??

Den finns fortfarande kvar i dag. I dag är det fortfarande den viktigaste produkten i varje kök. Och det känns bra.

Magnetisk kraft fryser allting

Energidepartementets Ames Laboratory i USA har byggt världens första magnetiska kylskåp. Dess funktionsprincip bygger på vissa legeringars förmåga att värmas upp när magnetfältets styrka ökar och kylas när den minskar.

Trots att fenomenet upptäcktes för över åttio år sedan har det inte börjat tillämpas i praktiken förrän nu. Ingenjörerna är övertygade om att kylskåp och luftkonditioneringssystem som bygger på denna teknik kan komma ut på marknaden under de närmaste åren. Det finns redan fungerande prototyper av en ny typ av magnetiskt kylsystem.

Det är möjligt att maten inom en snar framtid kommer att kylas med hjälp av en roterande metallskiva, en permanentmagnet och en liten mängd vatten. Hur det kommer att fungera?

En platt metallskiva roterar mellan polerna på en permanentmagnet så att endast en del av skivan går in i magnetfältet varje gång, resten är utanför fältet. När den här delen skjuts in i magnetfältet ställer små bipolära magneter i skivmaterialet upp sig längs fältlinjerna och skivans temperatur stiger i det området. Den värme som alstras avges av det vatten som cirkulerar i området.

När denna del av skivan försvinner ur magnetfältet hålls magneterna i detta område inte längre kvar av kraftledningarna och de vänder sig slumpmässigt om igen, vilket förbrukar värmeenergi och kyler skivan under omgivningstemperaturen. Den kyler också vattnet som sköljer över den i den sekundära kretsen. Detta kylvatten används som kylmedel i det nya magnetiska kylskåpet.

För att öka effektiviteten hos magnetkylning söker forskarna efter det optimala materialet för skivan. I den modell som nu används används en gadoliniumskiva, en sällsynt jordartsmetall som numera ingår i inspelningshuvudena i videobandspelare. Billigare material hittas.

Magnetiska kylskåp är under alla omständigheter billigare i drift, miljövänliga köldmediet är vanligt vatten och praktiskt taget tysta. Tiden får utvisa om de är formade som en låda, en cylinder eller en sfär. Kommer snart.

Kylan kommer från solen?!

Förutom den klassiska kompressionskylningsmetoden har den termoelektriska kylningseffekten länge använts över hela världen parallellt med den klassiska kompressionskylningsmetoden. Redan på 1800-talet blev det känt att förbindelsepunkten mellan ledare av olika material kyls eller värms upp beroende på strömriktningen ”Peltier-effekten” när en elektrisk likström flyter. Effekten var dock svag och endast av vetenskapligt intresse.

Det var först när användningen av halvledarmaterial blev allmänt utbredd som det blev möjligt att anpassa denna fysikaliska effekt för praktisk användning.

Termoelektriska kylskåp har funnits i flera decennier, men även idag finns det många som aldrig har hört talas om dem. Eftersom dessa kylare används i ett smalt område. Det är nämligen ännu inte möjligt att uppnå samma användbara volym i kylkammaren som i kompressionskylskåp.

Därför finns termoelektriska kylare huvudsakligen i form av anordningar av blygsam storlek som drivs av ett bilbatteri. De kan ibland drivas av solpaneler. Här är en intressant paradox: solen skapar kyla!

Bärbara termoelektriska kylskåp är också små, men de har möjlighet att anslutas både till ett batteri 12 V och 220 V. De kallas kylare hemma. De flesta kylboxar har formen av en isolerad kista byrå med ett gångjärnslock. De är utrustade med handtag eller hjul för transport.

Den lilla volymen på kylarna kan dock också presenteras som en platsbesparande egenskap. Den termoelektriska principen gör det möjligt att konstruera kylare som lätt ryms i fickan t.ex. för kylning av mediciner . Vår försvarsindustri erbjuder kompakta kylare för att kyla t.ex. en enda ölburk. De monteras nära förarens instrumentpanel i bilen.

Kylarna är tillförlitliga och tysta eftersom de inte har några rörliga delar, har en nästan obegränsad livslängd och är miljövänliga ingen köldmediegas behövs . De kan placeras i sidled eller upp och ner – oavsett vilket sätt du föredrar kommer de att fungera tillförlitligt och klara en resa över grov terräng. Ett kylskåp utan komprimering kommer inte att klara av en sådan frihandsbehandling.

Nackdelarna är den låga verkningsgraden endast 16-17 % och den instabila temperaturen i kylaren, som är direkt beroende av omgivningstemperaturen. De kan vara något underkylda i varmt väder.

Men det finns en ny variant på den termoelektriska konstruktionen. Som nämnts kan den termoelektriska effekten orsaka inte bara kylning utan även uppvärmning. Det beror på strömriktningen. Med en knapptryckning förvandlas kylaren till en värmare för kylda måltider eller flaskor med barnmat, till exempel . Mycket praktisk på vägen eller på en picknick.

Transparenta dörrar släpper inte in värme

Nya kylskåpsmodeller med glasdörr finns nu tillgängliga. Kylskåp med glasdörrar har länge använts inom kommersiell kylning, vilket inte verkar vara något nytt. Men det är just det som är grejen, det är inte bara en glasdörr, det är en glasdörr med trippelvakuum. Som den typ som finns i moderna förseglade fönster.

Detta har visat sig ge en märkbart bättre värmeisolering av dörren än traditionella porösa isoleringsmaterial. Ett sådant kylskåp förbrukar därför mindre el än en 60 W glödlampa!

Öppenhet i dörren förbättrar kostnadseffektiviteten. Om vi vanligtvis ägnar lite tid åt att leta efter det vi behöver när vi öppnar kylskåpet, är det med glasdörren möjligt att ”förutse” det önskade paketet i förväg och sedan öppna kylskåpet. Den tid som dörren förblir öppen förkortas med flera gånger.

På den Svenska marknaden presenteras kylskåp med glasdörrar med glaspanel redan av det tyska företaget Gaggenau.

Mer in, mindre slöseri

I början av utvecklingen av kylskåp för hushållsbruk diskuterades seriöst kroppens cylindriska form. Många människor blev bara roade av detta, men i själva verket är idén mycket praktiskt meningsfull.

För det första: Ju mer energieffektivt kylskåpet är, desto mindre är förhållandet mellan ytan och den effektiva volymen. Det vill säga, ju mindre yta med samma volym, desto mindre genererad kyla går förlorad genom strålning från ytan och desto mindre energi krävs för att driva den, allt annat lika.

Om man till exempel tar kubens volym som enhet och dess yta som 100 %, kommer parallelepiped med samma volym men med sidoförhållandet 0,7×0,7×2,1 mycket utbredda proportioner av ett kylskåp att ha en villkorlig yta 114. En parallelepiped förlorar alltså 14 % mer kyla än en kub.

En cylinder med ett förhållande mellan diameter och höjd på 0,9-1,58 vilket också är ett acceptabelt förhållande för ett kylskåp har en villkorlig yta på 96 % och förlorar kyla 4 % mindre än en kub och 18 % mindre än en parallelepiped. Du kanske inte tror att det är så mycket, men när du arbetar dygnet runt och året runt kan du göra en mycket stor besparing.

Dessutom finns det kylskåp i form av en kub, en cylinder eller en sfär och varför inte?? kommer att vara lättare och använda mindre material vid tillverkningen än parallelepipediska kylskåp med samma användbara volym.

Och klotet kommer att ha minsta möjliga yta som motsvarar 81 % av kubens yta…

Varför bygger eskimåerna sina ishus på en halvkula??

Denna matematiska slutsats är uppenbar i naturen och i formen på många naturliga formationer runt omkring oss, från planeter, stjärnor och vår sol till äpplen, vattenmeloner och andra sfäriska frukter. Eskimåerna bygger intuitivt sina is-och-is-hus halvklotformiga, så att de förlorar så lite värme som möjligt från den eldstad som brinner inuti…

Den mest förnuftiga kylskåpsdesignen ur termisk fysik synvinkel är alltså den sfäriska kylskåpsdesignen! Men ingen har ännu kommit på hur man på bästa sätt kan utnyttja den inre volymen i ett sådant kylskåp, eller var dörren i ett sådant kylskåp skulle vara…

Nästa mycket ekonomiska konstruktion är en cylinder med elliptiskt eller cirkulärt tvärsnitt. Du måste hålla med om att det är ganska acceptabelt för hushållsbruk, men under lång tid har det cylindriska kylskåpets utseende hållits tillbaka av den konservativa utformningen av våra kök, där allt är föremål för raka linjer. Därför har modeller av ett rektangulärt parallelepiped av den mest förlorande formen ur energisynpunkt, lika i två riktningar, kopierats och fortsätter att kopieras.

”Lazy Susan är på väg till massorna

Och så, inte hundra år efter att ha tänkt på detta, finns cylindriska kylskåp nu på massmarknaden! I dag tillverkas de till exempel av det amerikanska Equator Corporation.

Den är 170 cm hög och 75 cm i diameter, med dörren öppen på vid gavel och mäter 97,5 cm. Denna modell har en användbar volym på 242,3 l i kylrummet och 83,1 l i frysrummet. Inte dåligt! Detta traditionellt rektangulära kylskåp har måtten 186x60x60 cm.

Cylindriska kylskåp är inte bara mer energieffektiva, de är också lättare och billigare de använder mindre material . Den cylindriska kroppen är tekniskt mer avancerad och billigare än en rektangulär kropp.

Frysfacket är monterat i botten av kyl- och frysfacket och har en separat kompressor. Läget ”quick freeze” ger iskuber på mindre än en timme.

Det cylindriska kylskåpet har glashyllor av typen ”Lazy Susan” som kan vridas och skjutas ut. Det är ett namn som varje amerikansk saloon- och barbesökare känner till. Det är namnet på den roterande anordning som ersätter den långsamma tallriksautomaten.

De roterande hyllorna på den cylindriska frysen ser till att du lätt kan komma åt den mat du behöver och det härdade glaset som de är tillverkade av ger en tydlig överblick över allt i kylskåpet.

Konceptet med biokylskåp

Den ovanliga frysen fungerar helt annorlunda än konventionella modeller – den är fyra gånger mindre än en konventionell frys och kyls med hjälp av en gel av biopolymer. Istället för hyllor omsluter den luktfria, icke-klibbiga gelen maten som om den vore inkapslad.

Fyra gånger mindre än ett konventionellt kylskåp och kyls med hjälp av en gel av biopolymer. Istället för hyllor omsluter den luktfria, icke-klibbiga gelen maten som om den vore inkapslad.

Inga dörrar, inga hyllor och ingen motor: upp till 90 % av kyl- och frysskåpets volym används för att förvara mat. Alla produkter behåller sin naturliga smak och arom. Inget konvektionssystem förhindrar att maten torkar ut.

Biokylskåpets funktionsprincip: omvandling av osynlig infraröd strålning till synligt ljus. Den svalnar genom att absorbera värmeenergi och avger den i ett annat våglängdsområde. Det är samma princip som används på rymdfärjans foder.

Ingen energiförbrukning för kylning. Maten sjunker i gel. Den starka ytspänningen skapar en separat kapsel för varje produkt. Kylskåpets form kan variera beroende på innehållet. Ju mer mat den rymmer, desto mer utrymme tar den i anspråk. Den användbara volymen kan ökas med upp till 300 %.

Kylskåpet kan installeras antingen horisontellt eller vertikalt och kan till och med hängas från taket. De justerbara dimensionerna gör att den passar för alla livsmiljöer. Det behövs inte heller något utrymme för att öppna dörren, skåpet behöver inte rengöras och, viktigast av allt, det förbrukar mindre energi. Flera gånger mindre utrymme jämfört med sina föregångare. Till och med namnet ”kylskåp” passar inte längre – det är mer som ett kylbad.

Kylningsprocessen åtföljs av en självlysande gel som glöder. En hushållsapparat blir ett fascinerande skådespel.

Sammanfattning:

– Ingen energi behövs för att kyla maten;

– En speciell designfunktion – 4 gånger mindre än ett konventionellt kylskåp och ändrar form beroende på belastningen;

– Den har inga hyllor eller dörrar och kan installeras både vertikalt och horisontellt;

– Gelen är icke klibbig och luktfri;

– Större lagringstäthet: Volymen används så effektivt som möjligt;

– Produkterna är alltid synliga och lättillgängliga;

– Helt tyst drift, inga rörliga delar.