המצאת המקרר

מבוא

עד להמצאת המקרר הדרך היחידה לשמור על דברי מזון בקירור הייתה בעזרת שלג או קרח הנלקח ישירות וחינם מהטבע. בימים עברו היו נוהגים לקבור באדמה דברי מזון כשהם מכוסים בשכבת קרח ובקש כחומר מבודד ומגן מפני הבוץ. הקור המקפיא שמר על המזון מפני רקבון ומפני התפתחות של חיידקים. מאוחר יותר התפתחה השיטה והמזון היה מאוחסן בתוך ארגזי עץ יחד עם קוביות קרח מסותתות וערמות קש. את קוביות הקרח היה ניתן לקנות מסוחר קרח שעבר ביישוב והציע את סחורתו בקול –

"קרח! קרח!"
לעשירים היו בקתות מיוחדות בהם היה מרתף תת-קרקעי. בחדר המרתף הקריר אוכסנו דברי מזון על גבי קוביות קרח גדולות. כך יכלו העשירים גם לשמור על דברי מזון לאורך זמן וגם להנות מקרח בתקופת הקיץ החמה.

המצאת מערכת הקירור

שיטה זו של שמירת טריות המזון בעזרת קוביות קרח שנחצבו מהטבע לא הייתה יעילה, נוחה או זולה. בתקופת מהפיכת הקיטור, בתקופה בה המיכון החל להופיע במקומות שונים, הייתה ציפייה וכמיהה לייצור קור וקרח על-ידי מכונה. מערכת הקירור הראשונה הוצגה בשנת 1748 על-ידי ווִילִיאַם קוּלֵן (William Cullen). אך, הוא לא ידע לנצל את המערכת ליישום שימושי כלשהו. היה זה ממציא אמריקאי בשם אוֹלִיבֵר אֶבַנְס (Oliver Evans) שתכנן את מערכת הקירור הראשונה בשנת 1805. אך אבנס הוקסם מהמצאה אחרת – מנוע הקיטור. הוא הקדיש את כל זמנו ומרצו לפיתוח המצאות הקשורות למנוע הקיטור, וזנח את פיתוח מערכת הקירור שתכנן. אך תוכניותיו ושרטוטיו לגבי מערכת קירור לא נזרקו לפח. ידידו של אבנס, גֶ'ייְקוֹב פֶּרְקִינְס (Jacob Perkins), זיהה את הפוטנציאל הגלום בתוכניותיו של אבנס ורכש ממנו את שרטוטיו. הוא אף ייעל את תוכניתו של פרקינס והוציא בשנת 1834 פטנט על התכנון החדש והמשופר שהגיע אליו בעצמו.

פרקינס אף בנה מכונת קירור לפי תוכניתו, אך זו, כמו אחרות בתקופתו, הייתה לא יעילה, לא אמינה בביצועיה ובסיכום לא מוצלחת ביותר. נדרש שיפור משמעותי בתהליך הקירור אשר יבטיח יעילות המערכת ואמינותה. לשם כך תידרש עוד מעט יותר מחצי מאה עד שהשיפור המיוחל יגיע.

קַארְל פוֹן לִינְדֶה (Carl von Linde) הגרמני למד הנדסת מכונות באוניברסיטה הטכנולוגית המובילה באירופה לזמנו, הפוליטכניקום של ציריך. את כישוריו הטכניים הוא הפגין לראשונה במפעל טכסטיל כשחזר לגרמניה לאחר סיום לימודיו. משם הוא עבר לעבוד במפעל לייצור קטרי קיטור. התשוקה ללמד בערה בו והוא הצטרף בסופו של דבר לצוות ההוראה באוניברסיטה הטכנולוגית של מינכן. עבודתו באוניברסיטה הטכנולוגית של מינכן כללה גם את ניהול המעבדה המכאנית החדשה שהוקמה בה. במהלך עבודת ההוראה שלו התוודע פון לינדה לרעיונות שהיו קיימים בתקופתו לגבי מערכות קירור. המעבדה החדשה של האוניברסיטה אפשרה לו להתנסות ברעיונות החדשים שהיו לו לגבי תהליך הקירור. בשנת 1878 הוא פרש מהוראה והקדיש את כל זמנו לפיתוח וייצור של מערכות קירור.

מערכות הקירור של פון לינדה שימשו בעיקר את מבשלות הבירה שבסביבה. אך המערכות שהוא בנה היו אמינות לשימוש ומוצלחות מאוד כך שבמהרה הוא קיבל הזמנות מכל רחבי אירופה. בשנת 1894 הוא הגה שיטה יעילה יותר לקירור. בבסיס שיטה זו עומד התהליך בו גז הופך לנוזל בתנאי לחץ משתנים. שיטה יעילה ואמינה זו היא שיטת הקירור הנמצאת עד היום בכל מערכות הקירור המודרניות.

אופן הפעולה של מערכת הקירור

אז כיצד בדיוק פועלת מערכת הקירור של המקרר?

מערכת הקירור של המקרר מורכבת משלושה חלקים עיקריים: מדחס, מעבה ומאייד. בתוך הצנרת של מערכת הקירור נע גז קירור מיוחד. תפקידו של המדחס הוא לדחוס גז זה לרמת לחץ גבוהה. כאשר הגז נדחס לרמת לחץ גבוהה הטמפרטורה שלו עולה. הגז הדחוס והלוהט נע דרך הצנרת המסועפת של המעבה, הנמצא בגב המקרר, מחוץ לחלל המקרר הממוזג. במעבר הגז דרך הצנרת המסועפת של המעבה הוא מאבד חום אל החלל הפתוח שבגב המקרר. כדי לזרז ולייעל את איבוד החום המעבה הוא בצורת צנרת ארוכה ומסועפת לה שטח פנים גדול, כך שיותר צינור מתכת יהיה במגע חשוף לאוויר שבטמפרטורת החדר. איבוד החום גורם לגז הקירור הדחוס להתעבות לכדי נוזל - נוזל קירור.

מערכת קירור

נוזל הקירור הדחוס עובר מהמעבה הנמצא חיצונית למקרר אל המאייד הפנימי. שסתום מיוחד מאפשר את מעבר הנוזל הדחוס רק בכיוון אחד – אל עבר המאייד. הצנרת של המאייד מאפשרת ירידת לחץ ברמת הדחיסות של נוזל הקירור. כך נוזל הקירור מאבד מדחיסותו, כלומר מאבד אנרגיה. כדי לאזן את אובדן האנרגיה "שואב" אליו נוזל הקירור אנרגיית חום מסביבתו. שאיבת אנרגיית החום מהסביבה גורמת לקירור האזור בו נמצא המאייד. האוויר הקר שהתקבל סביב המאייד מתפזר לאטו בחלל המקרר הקטן.

כאשר נוזל הקירור מאבד מלחץ דחיסותו הוא הופך חזרה להיות במצב צבירה של גז. הגז יוצא בצנרת מהמאייד הנמצא במקרר אל המדחס החיצוני ושם הוא שוב נדחס וכל התהליך מתחיל מחדש.

המקרר הביתי

בכל המתקנים הללו השתמשו בנוזלים שונים בתהליך הקירור. נוזלים אלו, כמו אמוניה ותחמוצת גפריתית הינם רעילים. במקרים של דליפות נוזל/גז, כפי שאכן קרה מידי פעם, היו נפגעים אנשים. לכן, בתחילת דרכם היו המקררים בשימוש רק במפעלים תעשייתיים ובמעבדות מחקר שונות. מספרם בעולם היה מצומצם. בשנות ה-20 של המאה העשרים נמצא גז לא רעיל ובטוח לשימוש – גז הפראון ממשפחת CFCs (ChloroFluoroCarbons) . עם הנחלת בטיחות השימוש קמו מייד מפעלים רבים לייצור מקררים עבור השוק הביתי. בתוך זמן קצר הפך השימוש במקרר (ובמקפיא) הביתי לנפוץ בכל מטבח מודרני.

אחת החברות האמריקאיות מיני רבות שקמו בתקופה זו היא חברת פריג'ידר (Frigidair), שנוסדה בשנת 1918. מקרריה הביתיים זכו להצלחה כה רבה עד אשר כל מקרר ביתי נקרא בפי כל בשם פריג'ידר.

לקראת סוף המאה העשרים, נמצא שגז הפראון ממשפחת CFCs פוגע בשכבת האוזון שבאטמוספרה. כשהוא דולף ממערכת הקירור הסגורה החוצה במקרה של תקלה או במקרה של גריטת המכשיר גורם גז זה לפירוק מולקולות בשכבת האוזון. עקב כך החל בהדרגה איסור השימוש בגז זה למערכות קירור. את מקומות מחליפים גזים שונים, ידידותיים יותר לסביבה, כמו HFC-134a וה- R-600a.

המקרר הישראלי

בארץ נוסדה בשנת 1950 חברת אמקור אשר פיתחה וייצרה מכשירי חשמל, כשמוצר הדגל שלה היה המקרר הביתי. מקרריה שווקו בארץ בעזרת חברת ההובלה אמפא. חברת אמקור נוסדה למעשה על-ידי חברת אמפא וחברה ישראלית אחרת - "הארגז". חברת אמפא עצמה נוסדה בארץ עוד לפני קום המדינה. שמה של חברת אמפא מגיע מתרגום ראשי התיבות לעברית של שם החברה באנגלית – AMerican Palestine Automobile Co.. החברה עסקה, בין היתר, בייבוא של מקררים אמריקאיים לארץ. מכאן ההיכרות של החברה עם ענף הקירור.

אך לא לכל בתי האב בארץ היו מקררים ביתיים. בשנות החמישים ואף עד תחילת שנות השישים היה מסתובב ברחובות הערים בארץ מוכר הקרח. עם עגלה וסוס היה מסתובב מוכר הקרח מידי יום ומצלצל בפעמונו. הקרח היה נמכר בבלוקים שלמים או בחלקים ממנו: חצי בלוק, שליש בלוק או רבע בלוק. מוכר הקרח היה שולף בלוק קרח מתוך עגלתו המקורה והקרירה. בזמן שהיה חותך את בלוק הקרח לגודל המבוקש היו ניתזים ועפים באוויר שברי קרח קטנים לשמחתם של הילדים. את מנת הקרח היומית שנקנתה היו מניחים בתוך ארגז עץ ששימש כמקרר. הקרח היה נמס לאיטו ומטפטף מים לתוך קערה שהוצבה מתחתיו.

בשנות השישים קמה מתחרה חדשה לצמד אמקור-אמפא בשוק המקררים המקומי. חברת מוצרי חשמל ישראלית נודעת אחרת, תדיראן, החלה לייצר מקררים בעצמה. מפעל המקררים של החברה הוקם בעפולה. אך המקררים של חברת תדיראן בראשית דרכה בתחום זה סבלו מבעיות בידוד ועקב כך להצלחה מועטה. רק לאחר שיפור האיכות החלו מקררי תדיראן לתפוס נתח שוק הולך וגדל בשוק המקררים הישראלי – עד כשליש מגודלו.

בשנת 2000 חברת אמפא סגרה את שערי המפעל לייצור מקררים ועובדיו פוטרו. סגירת המפעל הותירה בעיית פרנסה לרבים, שבאה לפתרונה החלקי בשנת 2001 עם אישור מיזוג חברת אמפא הקורסת בתוך חברת תדיראן. אך המיזוג שנקרא תדיראן-אמפא לא צלח לאורך זמן ובשנת 2008 מונה כונס נכסים לחברה החדשה. בסוף שנת 2009 נסגרו שערי המפעל שבעפולה באופן סופי.





[ עמוד ראשי - המצאות | מתמטיקה קדומה | מספרים אי-רציונליים | משפט פיתגורס | גיאומטריה אוקלידית | אלגברה | התפתחות הסְפַרוֹת | משוואות קוביות וקווארדיות | מספרים מורכבים | לוגריתם | חשבון דיפרנציאלי ואינטגראלי | עיקרון הציפה | זכוכית מגדלת | משקפיים | מיקרוסקופ | טלסקופ | חוק סְנֵל | חוק בויל | חוקי התנועה | עיקרון ברנולי | שלושת חוקי התרמודינמיקה | טבלה מחזורית | מדידת מהירות האור | כוח לורנץ | קרינת רנטגן | טרנספורמצית לורנץ | תורת היחסות הפרטית | גילוי האטום | תורת היחסות הכללית | חשמל | חוק קולון | חוק אוהם | חוקי קירכהוף | נורת להט | מנוע קיטור | מנפה כותנה | מצלמה | מקרר | מזגן | מחשב | מכבש דפוס | כתב ברייל | טלגרף | טלפון | רדיו | טלוויזיה | כדור פורח | מצנח | רכבת | אופניים | מכונית | אווירון מדחף | מטוס סילון | אבק שריפה | תותח | רובה מוסקט | מרגמה | אקדח | מוקש | מקלע | רובה-מטען | הוביצר | תת-מקלע | רימון-יד | טנק | רובה-סער | פצצת אטום | תורת האבולוציה | פסטור | תיאוריית התורשה | פניצילין ]