De koelkast is zo'n belangrijk onderdeel van het moderne leven dat het moeilijk voor te stellen is hoe de wereld er zonder was. Voordat mechanische koelsystemen werden geïntroduceerd, moesten mensen hun voedsel koelen met ijs en sneeuw, ofwel lokaal gevonden of uit de bergen gehaald. De eerste kelders om voedsel koud en vers te houden, waren gaten die in de grond werden gegraven en bekleed met hout of stro en vol met sneeuw en ijs. Dit was het enige koelmiddel gedurende het grootste deel van de menselijke geschiedenis.
Koeling
De komst van moderne koelkasten veranderde alles, waardoor ijshuizen en andere ruwe middelen om voedsel koel te houden overbodig werden. Hoe werken de machines? Koeling is het proces waarbij warmte uit een afgesloten ruimte of uit een stof wordt verwijderd om de temperatuur te verlagen. Om voedsel te koelen, gebruikt een koelkast de verdamping van een vloeistof om warmte op te nemen. De vloeistof of het koelmiddel verdampt bij een extreem lage temperatuur, waardoor koele temperaturen in de koelkast ontstaan.
Meer technisch gezien produceert een koelkast koele temperaturen door een vloeistof snel te verdampen door compressie. De snel expanderende damp vereist kinetische energie en haalt de benodigde energie uit de directe omgeving, die vervolgens energie verliest en koeler wordt. Koeling die wordt gegenereerd door de snelle expansie van gassen is tegenwoordig het belangrijkste koelmiddel.
Vroege koelkasten
De eerste bekende kunstmatige vorm van koeling werd in 1748 aangetoond door William Cullen aan de Universiteit van Glasgow. Cullen's uitvinding, hoewel ingenieus, werd niet gebruikt voor praktische doeleinden. In 1805 ontwierp een Amerikaanse uitvinder, Oliver Evans, een blauwdruk voor de eerste koelmachine. Maar het was pas in 1834 dat de eerste praktische koelmachine werd gebouwd door Jacob Perkins. De koelkast creëerde koele temperaturen met behulp van een dampcompressiecyclus.
Tien jaar later bouwde een Amerikaanse arts genaamd John Gorrie een koelkast op basis van het ontwerp van Oliver Evans. Gorrie gebruikte het apparaat om de lucht te koelen voor zijn patiënten met gele koorts. In 1876 patenteerde de Duitse ingenieur Carl von Linden het proces van vloeibaar maken van gas dat onderdeel is geworden van de basiskoelingstechnologie.
Verbeterde koelkastontwerpen werden later gepatenteerd door Afro-Amerikaanse uitvinders Thomas Elkins en John Standard.
De moderne koelkast
Koelkasten van eind 1800 tot 1929 gebruikten giftige gassen zoals ammoniak, methylchloride en zwaveldioxide als koelmiddelen. Dit leidde in de jaren twintig tot verschillende dodelijke ongevallen als gevolg van het lekken van methylchloride uit koelkasten. Als reactie hierop lanceerden drie Amerikaanse bedrijven gezamenlijk onderzoek om een minder gevaarlijke koelmethode te ontwikkelen, wat leidde tot de ontdekking van Freon. Binnen een paar jaar zouden compressorkoelkasten met Freon de standaard worden voor bijna alle thuiskeukens. Pas tientallen jaren later zouden mensen zich realiseren dat deze chloorfluorkoolwaterstoffen de ozonlaag van de hele planeet in gevaar brengen.
Vanaf 2018 waren compressorkoelkasten nog steeds de meest voorkomende, hoewel sommige landen zich hebben ingespannen om het gebruik van chloorfluorkoolwaterstoffen geleidelijk af te schaffen. Sommige machines gebruiken nu alternatieve koelmiddelen zoals HFO-1234yf die niet zo schadelijk zijn voor de atmosfeer. Er bestaan zelfs koelkasten die werken op zonne-, magnetische en akoestische energie.