מקרר

מְקָרֵר הוא מכשיר ביתי העושה שימוש בקירור כדי לסייע בשימור מזון או מוצרים רגישים אחרים. מרבית המקררים פועלים על חשמל ומשתמשים במשאבת חום העובדת במעגל קירור. מקרר עשוי להכיל תא קירור או תא הקפאה, או את שניהם יחדיו.

קיבולת המקרר נמדדת בליטרים. ערכי הקיבולת למקררים ביתיים רגילים נעים בין 400 לבין 800 ליטר. כאשר בדרך כלל היחס בין תא הקפאה לתא הקירור הוא אחד לשלוש. מקרר הוא אחד ממוצרי החשמל הביתיים הנפוצים ביותר בעולם. בישראל כ-99.8% ממשקי הבית מחזיקים במקרר. השיעור דומה בקרב משקי הבית האמריקאיים.

מקרר תעשייתי הוא מקרר המשמש לצורך מסחרי, כגון במסעדה או מרכול, לעיתים קרובות עם קיבולת גדולה יותר מאלו הביתיים.

היסטוריה
שמאל|ממוזער|200px|מקרר בו תא המקפיא נמצא בתוך יחידת המקרר הגדולה
שמאל|ממוזער|200px|מקררים מודרניים
ממוזער|מקרר ג'נרל אלקטריק 1942, מדחס חיצוני עליון. צולם בבית הנשיא חיים ויצמן, מכון ויצמן, רחובות 2013
בתי קרח היו קיימים במשך אלפי שנים ונועדו לספק קרח לשם קירור מזון בחודשי הקיץ. רק בשנים האחרונות של המאה ה-19 החל השימוש בארונות קרח כאמצעי ביתי לקירור. את הקרח היו רוכשים מיצרני קרח מסחריים.

המצאת המקרר הייתה תוצאה של תהליך של הבנה ופיתוח.

בשנת 1720 רופא סקוטי בשם ויליאם קאלן הציג את אפקט הקירור של ההתאיידות.

בשנת 1805 ממציא אמריקאי בשם אוליבר אוונס תכנן מכונת קירור באמצעות אדים במקום נוזלים.

בשנת 1835 ממציא בשם ג'ייקוב פרקינס רשם פטנט על מחזור דחיסת אדים באמצעות אמוניה נוזלית, המכונה לעיתים קרובות "אבי המקרר".

בשנת 1842 רופא אמריקאי בשם ג'ון גורי בנה מכונה דומה לזו שתכנן אוליבר אוונס.

בשנת 1856 יצר ג'יימס האריסון האוסטרלי את המקרר השימושי הראשון שפעל על עקרון דחיסת גזים. מבשלת שיכר שכרה את שירותיו כדי שיבנה מכונה לקירור בירה. ב-1857 הציגה תעשיית אריזת הבשר בשיקגו את הרכב המקורר הראשון, שנועד למנוע קלקול הבשר בזמן העברתו. ב-1866 הוצג באילינוי קרון רכבת מקורר ראשון, שנועד להובלת פירות. הקרון שימש להובלת תותי שדה.

המקרר הביתי הראשון יוצר כפי הנראה בשנת 1913 בידי פרד ו. וולף ג'וניור בשיקגו, תחת השם DOMELRE (ראשי תבות של DOMestic ELectric REfrigerator). המכשיר לא רשם לזכותו הצלחה מסחרית. הצלחה גדולה יותר נרשמה בשנת 1916, עת הציגה חברת Kelvinator של אדמונד קופלנד וארנולד גרוס מקרר, שמנגנון פעולתו מבוסס על משאבת חום, כמו מקררים בני ימינו. המקררים הראשונים היו למעשה שדרוגים של ארונות קרח, אשר עליהם התקינו יחידת קירור. המנוע, המדחס והמעבה הותקנו לצד הארון או במרתף הבית. מקררים שיחידות הקירור שלהם מוכלות בתוכם יוצרו החל מ-1925.

היחידות הראשונות השתמשו בחומרים רעילים, בייחוד אמוניה, גפרית ומתיל כלורי כחומרים המשמשים לקירור. המקרר הראשון שהייתה לו תפוצה רחבה היה דגם "Monitor-Top" של ג'נרל אלקטריק מ-1927. מעל 1,000,000 יחידות שלו יוצרו, וחלקן שרדו ופועלות עד היום. רק ב-1931 יצרה חברת "דופונט" את המקרר הראשון שלא הכיל חומרים רעילים או דליקים. בעשרות השנים שחלפו מאז נותר מנגנון הפעולה של המקרר ללא שינויים משמעותיים. המקררים נבדלים לאורך הזמן זה מזה בעיקר בעיצוביהם, בחלוקת התאים שבהם, ובבקרות שונות אשר השתכללו בהם. בחלק מהמקררים יש תוספות כמו בר חיצוני, קיוסק, ופיקוד שבת.

מקרר בעל שני תאים - לקירור והקפאה, הוצג לראשונה לשוק בשנת 1939 על ידי ג'נרל אלקטריק. כיום ישנם מקררים המחולקים לארבעה תאים שונים: תא הקפאה (18°C-), תא בשרים (0°C), תא קירור (4°C), ותא ירקות (10°C).

אופן פעולה

הקירור נעשה על ידי ניצול התופעה הפיזיקלית שמתוארת במשוואת הגזים, לפיה ככל שגז נמצא בלחץ גבוה יותר כך הטמפרטורה שלו גבוהה יותר, ולהפך:

, כאשר P הוא הלחץ ו-T הטמפרטורה.

קרר מוזרם בצינורות בתוך המקרר במעגל סגור, ועובר ארבע תחנות:
 המדחס - המדחס יונק את הקרר במצב גז ודוחס אותו לנפח קטן יותר בלחץ גבוה, וכתוצאה מכך טמפרטורה גבוהה. מהמדחס הגז החם עובר למעבה.
 המעבה - הוא רשת של צינורות בגב המקרר, שחשופים לטמפרטורת החדר. הגז המגיע מהמדחס נמצא בלחץ גבוה ולכן טמפרטורת הרתיחה שלו (שהיא גם טמפרטורת העיבוי) גבוהה יותר מטמפרטורת החדר. לכן במעבר בצינורות המעבה הגז הופך בהדרגה לנוזל. מהמעבה יוצאת תערובת של נוזל וגז אל הצינור הנימי.
 הצינור הנימי (capillary tube) - צינור דק וארוך שמגולגל לסליל, ותפקידיו:
 להאט ולווסת את זרימת הקרר.
 להקטין את לחץ הקרר
 לקרר את הקרר.
 הצינור הנימי הוא בקוטר של פחות ממילימטר ואורכו כ-4 מטרים. ירידת טמפרטורה גדולה נוספת מתרחשת כשהקרר יוצא מהצינור הנימי אל הצינור הרחב המחבר למאייד. עקב ההתרחבות הקרר מתאדה, ומעבר הפאזה דורש השקעה של חום כמוס רב. זהו שלב הקירור במקרר. הקרר נכנס לצינור הנימי בטמפרטורה אופיינית של 30 עד 50 מעלות צלזיוס, ויוצא בטמפרטורה של בין מינוס 20 לפלוס 10 מעלות צלזיוס.
 המאייד - הקרר הקר עובר מהצינור הנימי למאייד, שהוא רשת צינורות בתא המקרר. הקרר נמצא בטמפרטורה נמוכה ורובו במצב של גז. פנים המקרר הוא בטמפרטורה גבוהה יותר, וחום עובר מהמזון שבמקרר אל המאייד. קרר שנותר במאייד מתאדה.

במקרר אל-כפור (No Frost), מאווררים מפזרים את האוויר הקר לתאים השונים. במקרר רגיל, האוויר הקר מתפזר באופן טבעי. כשהטמפרטורה במקרר עולה מעבר לסף שנקבע, התרמוסטט מפעיל שוב את המדחס ומתחיל פעולת קירור.

קררים הם גזים שטמפרטורת העיבוי שלהם בלחץ אטמוספירי 1 היא נמוכה. לאחר הירידה בשימוש בפריאונים היה נוזל הקירור הנפוץ במקררים ביתיים , שטמפרטורת הרתיחה שלו היא 26.3°- מעלות צלזיוס. כיום משימוש באיזובוטאן או פרופאן שההשפעה שלהם על אפקט החממה נמוך מאוד בהשוואה לפריאונים ול-R-134a, אבל הם גזים דליקים כך שצריך לנקוט זהירות במקרה של דליפה או דליקה.

היבטים אנרגטיים
המקרר פועל באופן קבוע, אך במשטרי עבודה שונים (כגון: קירור והפשרה). הספקו הנקוב של המקרר הביתי משתנה בהתאם לאופן פעולתו וניפחו. ככלל הספקם הנקוב של מקררי "No Frost" גדול יותר מהספקם של מקררים רגילים ולמשטרי העבודה השונים השלכה על צריכת החשמל של המקרר.

יעילות צריכת האנרגיה של המקררים מדורגת בין A (חסכוני) ל-G (בזבזני). מקרר רגיל פועל בהספק שנע בין 70 ל-270 ואט וצורך בין 0.18 ל-2.67 קילוואט-שעה במשך יממה. במהלך קירור פועל מקרר "No Frost" בהספק שנע בין 145 ל-420 ואט, במהלך הפשרה בהספק שנע בין 310 ל-775 ואט וצורך בין 0.55 ל-4.1 קילוואט-שעה במשך יממה. צריכת החשמל של המקרר בזמן הפשרה, נובעת משימוש בגוף חימום למטרה זו.

לרמת האיטום של המקרר ולמיקומו בבית במקום מוצל או חשוף לאור השמש, השלכה על יעילות עבודתו וכפועל יוצא מכך על עלות צריכת החשמל.

המקרר בישראל
המקרר החשמלי החל לחדור באופן משמעותי לארץ ישראל בשנות ה-30 של המאה ה-20. באביב החם של שנת 1935 נרכשו בחודשיים כ-2000 מקררים חשמליים, דבר שהעלה תקוות להתבססות תעשיית ייצור המקררים החשמליים שהיה בחיתוליו. כניסת המקררים החשמליים גם היווה איום על תעשיית הקרח והכריח את מוכרי הקרח להוריד מחירים, אך המקרר החשמלי עדיין נותר מוצר לאמידים. במפקד שנערך בתל אביב בשנת 1946 נמצאו מקררים חשמליים בכ-10% מהבתים. מחסור בקרח בתקופות חמות הוביל לעיתים לעימותים אלימים בהם נדרשה התערבות משטרתית.

המקרר החשמלי הפך נפוץ בישראל בשנות ה-50 וה-60 של המאה ה-20. בשנת 1956 היו ל-37% מהמשפחות היהודיות של שכירים בישראל ובשנת 1960 עלה השיעור ל-54%.
בשנת 2010 היה מקרר ב-99.8% ממשקי הבית בישראל.

בטיחות
כיום למקררים בעלי תו תקן ישראלי, הדלת ניתנת לפתיחה מבפנים, זאת כלקח ממקרים בהם ילדים נלכדו במקררים שהושלכו ונחנקו למוות. מכיוון שבמקררים ישנים לא ניתן לפתוח את הדלת מבפנים, על פי סעיף 3 לחוק למניעת מפגעים (בטיחות מקררים), תשכ"ה-1965 לא יפקיר אדם מקרר, ולא יזניחנו, אלא לאחר שהוריד דלתו של המקרר.

ראו גם
 ארון קרח
 המקרר של איינשטיין
 מזגן
 מקרר יין

קישורים חיצוניים

תקני מקררים בישראל, באתר מכון התקנים הישראלי
 מידע לצרכן: המלצות לרכישה ושימוש במקרר או במקפיא, באתר מכון התקנים הישראלי


 "המקרר של איינשטיין" - פרק על המצאת המקרר של אלברט איינשטיין ולאו סילארד בפודקאסט "מינהר הזמן", באתר כאן - תאגיד השידור הישראלי
 מה בין התחממות גלובאלית ולמקרר שבמטבח ?- כיצד ממחזרים מקרר - תאגיד מ.א.י למיחזור פסולת אלקטרונית מטעם המשרד להגנת הסביבה
 השוואת מקררים תעשייתיים וביתיים
 Who invented the fridge?, Google Arts & Culture, 2019

 הערות שוליים 

קטגוריה:קירור ומיזוג אוויר
קטגוריה:קירור חשמלי
קטגוריה:מכשירי חשמל ביתיים
קטגוריה:מכשירי מטבח
קטגוריה:כלי קיבול
קטגוריה:אחסון מזון