우리가 어렸을 때는 냉장고가 없기 때문에 서늘한 동굴이나, 땅에 음식을 묻어서 보관했습니다. 또 얼음과 같은 차가운 물질은 깊은 동굴이나 짚을 활용해서 보관을 했습니다. 하지만 현대로 오면서 간편하게 음식, 음료, 고기, 생선등을 냉장고에 보관하면서 우리는 신선한 음식을 보다 자유롭게 먹을 수 있게 됐습니다.
냉장고 발명가
냉장고의 발명가로는 윌리엄 쿨리지(William Cullen)와 칼 폰 린데(Carl von Linde) 등 여러 명의 과학자와 엔지니어가 기여했으며, 아래에서 이들의 역사적인 역할을 살펴보겠습니다.
윌리엄 쿨리지 (William Cullen): 1755년, 스코틀랜드의 생리학자이자 화학자인 윌리엄 쿨리지가 “냉각 기계”를 개발했습니다. 그는 환기와 냉각을 위해 에탄과 아세트와 같은 액체를 사용했으며, 이것은 초기 냉장고 개념의 선구적인 모델 중 하나였습니다.
칼 폰 린데 (Carl von Linde): 19세기 후반에 독일의 엔지니어 칼 폰 린데가 냉동 원리와 관련된 많은 연구와 개발을 수행했습니다. 그의 냉동기 설계는 증류 과정을 통해 압축 공기를 냉각시키는 방식으로 작동했습니다.
앹리 베에르 (Émile Béchamp): 1855년, 프랑스의 화학자 앹리 베에르는 압축 냉동 원리를 개발하였고, 이러한 개념은 후에 냉장고의 발전에 영향을 미쳤습니다.
앨버트 이븐스: 1879년, 미국의 엔지니어 앨버트 이븐스는 “냉동 제빙기”를 개발하였으며, 이 기계는 냉장고의 이전 버전으로 볼 수 있습니다. 냉장고의 현대적인 형태와 작동 원리는 이러한 선행 연구와 개발의 결과로 나타났으며, 그 후에는 여러 엔지니어와 기업들이 냉장고 기술을 향상시키고 대중에게 보급시키는 데 기여하였습니다. 냉장고는 음식의 신선도를 유지하고 보존하는 데 큰 역할을 하며, 현대 생활의 필수품 중 하나입니다.
냉장고 작동원리
냉장고는 열 역학 법칙에 따라 작동하며, 그 원리는 다음과 같습니다:
압축 (Compression): 냉장고 작동의 핵심은 가스 냉매의 압축과 팽창 과정을 이용하며, 작동을 시작할 때, 냉장고의 압축기(컴프레서)가 가스 냉매를 압축하면, 가스의 온도와 압력이 상승합니다.
방열 (Condensation): 압축된 가스는 냉각코일이나 냉각기(컨덴서)를 통해 흐릅니다. 이 때 가스는 열을 방출하면서 액체로 변하게 되면, 이 액체 상태의 냉매는 여전히 고압 상태입니다.
팽창 (Expansion): 냉각된 액체 냉매는 팽창 장치(놓기 밸브 또는 확장 밸브)를 통과하여 낮은 압력 지역으로 이동하며, 이 과정에서 가스 냉매가 급속하게 팽창하면서 온도가 급감합니다.
증발 (Evaporation): 팽창 과정으로 인해 가스 냉매는 냉장고 내부에서 열을 흡수하며 기기 내부 온도를 낮출 수 있으며, 이 가스는 다시 기기 내에서 순환되어 냉장고 내의 공간을 냉각합니다.
냉장고는 이렇게 반복적인 과정을 통해 내부 공간을 냉각하고 음식 및 신선식품을 보존할 수 있습니다. 냉장고 내부에서 열을 흡수한 가스 냉매는 다시 압축기로 이동하여 고압 상태로 압축되고, 이러한 과정이 지속되면서 냉장고 내부를 시원하게 유지하기 때문에 식품을 오랫동안 신선하게 보존하고 음식물을 빠르게 냉각할 수 있습니다.