Zamisel o uporabi nizkotemperaturnega okolja za preprečevanje kvarjenja hrane obstaja že stoletja. Ustvarjanje znanega gospodinjskega aparata je bilo posledica vrste inovacij kemikov, inženirjev in izumiteljev v razponu od 18. in 19. stoletja. Ameriški izumitelji Oliver Evans, Jacob Perkins in John Gorrie so zaslužni za razvoj najzgodnejših različic sodobnega hladilnika v zgodnjih 1800-ih. Kasneje v tem stoletju je delo nemškega inženirja Carla von Lindena omogočilo učinkovito shranjevanje kemičnega hladilnega sredstva, kar je utrlo pot množični proizvodnji hladilnikov.
Zgodnja prizadevanja pri ohranjanju hrane
Človeške kulture že dolgo vedo, da nizke temperature lahko zaščitijo dragocena živila pred bakterijami in drugimi dejavniki, zaradi katerih so neužitna. Učinkovite so bile tudi metode konzerviranja, kot sta soljenje in sušenje, ki pa niso bile primerne za vse vrste hrane. Preden je bilo mehansko hlajenje široko dostopno, so številne kulture uporabljale dobro izolirane zgradbe, imenovane ledenice, za shranjevanje hrane, uporabljale pa so zimski led in sneg kot naravna hladilna sredstva. Te strukture segajo v drugo tisočletje pred našim štetjem v Evropi in Aziji, imena inženirjev, ki so jih zasnovali, pa so izgubljena v zgodovini.
Prvi hladilniki
Ledene hiše so se uporabljale tudi v sodobnem času, zlasti na podeželju, kjer so bili elektrika in naprave dragi ali nedosegljivi. V zgodnjih 1800-ih je ameriški inženir Thomas Moore ustvaril domačo različico ledene hiše, prenosno izolirano komoro, hlajeno z bloki ledu. Moore je skoval izraz “hladilnik”, da bi opisal svoj izum, čeprav je postal bolj znan kot “zaboj za led”. Zaboji za led so imeli enako splošno obliko in funkcijo kot sodobni hladilniki in nekateri ljudje še vedno uporabljajo to ime. Na mnogih območjih bi lokalni dostavljalec, v ZDA pogovorno znan kot “ledeni mož”, prinesel sveže ledene bloke v soseske z vozičkom ali tovornjakom.
V 1750-ih je škotski fizik William Cullen odkril, da nekatere kemične reakcije odvzamejo toploto iz določenega območja in ustvarijo žep mraza. Cullen, ki ga ni zanimala praktična uporaba svojega odkritja, se ni zavedal, da je našel osnovo za sodobno hlajenje. Približno v istem času, ko je Thomas Moore izumil ledenico, je Oliver Evans zasnoval, a ni izdelal stroja za uporabo Cullenovega kemičnega postopka. Šele leta 1834 je znanstvenik Jacob Perkins zgradil in patentiral prvi delujoči hladilnik. Perkins, pomembna osebnost v ameriškem inženirstvu, se je ukvarjal tudi s sistemi ogrevanja in hlajenja za dom in ga včasih imenujejo oče hlajenja.
Deset let pozneje je ameriški zdravnik John Gorrie iskal stalen vir ledu za znižanje telesne temperature bolnikov z rumeno mrzlico. Metode dostave ledu, ki so bile takrat običajne, niso bile zadostne za njegove namene, zato je na podlagi Evansovega prvotnega dizajna zgradil hladilno enoto, ki je bila bolj praktična in učinkovita od tiste, ki jo je ustvaril Perkins. To je bil model sodobnega hladilnika. Posledično si lahko Evans, Perkins in Gorrie učinkovito delijo zasluge za to zdaj bistveno napravo.
Postopek hlajenja
Mehanski hladilni sistemi so odvisni od kemikalij, imenovanih hladilna sredstva. Ko se hladilno sredstvo premika skozi napravo, se stisne, kar zviša njegovo temperaturo. Ta toplota se sprosti iz zadnje strani hladilnika; ko se toplota odvaja, hladilno sredstvo kondenzira, vendar ostane pri tem visokem tlaku. Hladilno sredstvo se nato premika skozi ekspanzijski ventil, kjer tlak pade in se spremeni nazaj v plin. Ko prehaja iz tekočine v plin, se njegova temperatura zniža in zrak ohladi. Ventilatorji in motorji krožijo ta ohlajen zrak znotraj izoliranega območja.
Prvi hladilniki so uporabljali tekoča hladilna sredstva, kot je eter, leta 1876 pa je Carl von Linden odkril izboljšano metodo utekočinjanja plina. Zaradi tega je bila množična proizvodnja hladilnih naprav praktična, kar je utrlo pot njihovi široki prodaji in uporabi v 20. stoletju.
Kljub temu so bile pri oblikovanju še vedno hude težave. Zgodnje hladilne enote so uporabljale zelo strupene pline, kot so amoniak, žveplov dioksid in metil klorid. Komore, ki so vsebovale te pline, so včasih puščale, kar je povzročilo več smrtnih domačih nesreč v zgodnjih 1900-ih. Proizvajalci naprav so spoznali, da je potreben varnejši hladilni element, kar je pripeljalo do odkritja sintetičnih hladilnih sredstev, imenovanih klorofluoroogljikovodiki (CFC). Znani tudi kot freon®, so postali standardno hladilno sredstvo po vsem svetu v naslednjih desetletjih.
Vendar tudi freon® ni bil popolna rešitev. V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so znanstveniki odkrili, da CFC prispevajo k tanjšanju naravne ozonske plasti Zemlje. Tanjšanje ozona, ki povečuje škodljive učinke sončnega sevanja na zdravje, je bilo kmalu razumljeno kot velika okoljska kriza. Svetovne vlade so v osemdesetih letih prejšnjega stoletja prepovedale uporabo CFC, čeprav bi minila desetletja, preden bodo vse naprave, ki so jih uporabljale, prenehale uporabljati. Sodobni hladilniki uporabljajo varnejša alternativna hladilna sredstva, njihovi visoko učinkoviti stroji pa običajno zahtevajo manjše količine kemikalij, kot so jih uporabljale starejše enote.