Ο κύκλος ψύξης είναι ένας θερμικός κινητήρας που λειτουργεί αντίστροφα, γνωστός ως αντλία θερμότητας αλλαγής φάσης. Η χρήση ψυκτικού που βράζει σε χαμηλή θερμοκρασία παράγει μια σχετική ψυχρότητα, μειώνοντας τη θερμοκρασία του ψυγείου σε ένα επίπεδο που εμποδίζει τα βακτήρια να πολλαπλασιαστούν και να καταστρέψουν τα τρόφιμα. Ένας κύκλος ψύξης λειτουργεί ουσιαστικά με την ίδια αρχή που κάνει το χέρι σας να αισθάνεστε κρύο όταν το νερό εξατμίζεται από αυτό. Άλλα υγρά, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων γνωστών ως ψυκτικών, παράγουν ακόμη χαμηλότερες θερμοκρασίες όταν εξατμίζονται.
Ο κύκλος ψύξης είναι ένας κλειστός βρόχος αερίου που υφίσταται τέσσερα στάδια. Το πρώτο στάδιο είναι ο συμπιεστής, ο οποίος συμπιέζει το ψυκτικό για να αυξήσει τη θερμοκρασία του. Στη συνέχεια, το αέριο διοχετεύεται μέσω πηνίων απαγωγής θερμότητας που απελευθερώνουν θερμότητα έξω από το ψυγείο. Καθώς διαχέει τη θερμότητα, το ψυκτικό ψύχεται και επανασυμπυκνώνεται σε υγρό. Αυτό το υγρό στη συνέχεια περνά μέσα από ένα κατώφλι υψηλής πίεσης/χαμηλής πίεσης, που ονομάζεται βαλβίδα εκτόνωσης, το οποίο αναγκάζει να διαστέλλεται και να αλλάζει φάσεις σε αέριο. Το κρύο αέριο κυκλοφορεί ξανά στο ψυγείο, απορροφώντας θερμότητα από το εσωτερικό, πριν δρομολογηθεί ξανά στον συμπιεστή. Ο σκοπός του κύκλου ψύξης είναι η λήψη θερμότητας από το εσωτερικό του ψυγείου και η μεταφορά της προς τα έξω.
Για να κατανοήσει κανείς καλύτερα τον κύκλο ψύξης, πρέπει να είναι εξοικειωμένος με την ιδέα της αλλαγής φάσης. Ένα εξατμιζόμενο υγρό παραμένει σε σταθερή θερμοκρασία μέχρι να μετατρέψει τη φάση σε αέριο. Το βραστό νερό, για παράδειγμα, παραμένει πάντα στη θερμοκρασία του σημείου βρασμού του, 212°F (100°C). Εάν ένα ψυγείο μπορούσε να διατηρήσει τα τρόφιμα φρέσκα διασφαλίζοντας ότι παραμένουν κάτω από τους 300°F (148°C), για παράδειγμα, αντί για 40°F (4°C), το νερό θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως ψυκτικό επειδή το σημείο βρασμού του νερού θα να είναι κρύο σε σχέση με το κατώφλι ψύξης των 300°F.
Το παραδοσιακό ψυκτικό που χρησιμοποιείται σε έναν κύκλο ψύξης είναι η αμμωνία, αλλά είναι τοξικό για τον άνθρωπο. Η αμμωνία αντικαταστάθηκε στη δεκαετία του ’20 από χλωροφθοράνθρακες (CFC), αλλά αυτή η ένωση βρέθηκε να βλάπτει το στρώμα του όζοντος και καταργήθηκε σταδιακά τη δεκαετία του ‘XNUMX. Οι νεότερες ενώσεις, όπως οι υδροφθοράνθρακες (HFC), ψύχονται αποτελεσματικά, είναι μη τοξικές και δεν καταστρέφουν το στρώμα του όζοντος. Η εφεύρεση της ψύξης είναι ίσως μια από τις σημαντικότερες εφευρέσεις του XNUMXου αιώνα, που επιτρέπει στα τρόφιμα να μεταφέρονται σε μεγάλες αποστάσεις ή να διατηρούνται για μεγάλες χρονικές περιόδους χωρίς να αλλοιώνονται.