תפקידן של מערכות קירור הוא לסלק חום מאזור מסוים תוך העברתו לאזור אחר, כך מתאפשרת שליטה בתנאי טמפרטורה וברוב המקרים גם באחוזי הלחות. מערכות קירור משמשות לצרכי מיזוג אוויר, במקררים ביתיים, מקררים תעשייתיים, חדרי קירור, משאיות שינוע בקור ועוד.
יש לציין כי גם במנועים ומכונות רבות מותקנות מערכות קירור שתפקידן הגנה מפני התחממות יתר אולם מאמר זה אינו עוסק במערכות מעין אלה הפועלות על עיקרון של הסעת החום החוצה תוך שימוש בנוזל קירור.
מערכות קירור בעבר הרחוק
למעשה לא ניתן לציין תאריך או תקופה היסטורית בה עשה האדם שימוש ראשון במערכות קירור. כמעט בכל תרבות ישנן עדויות לשימוש במיני טכניקות לצרכי שימור מזון בתנאי קור יחסי. כך למשל באזורים בהם הטמפרטורות בעונת החורף יורדות אל מתחת לאפס מעלות צלזיוס נהגו בני המקום לכרות גושי קרח (מאגם קפוא למשל) ולשנע אותם אל מערות או מבנים בהם יישמר הקור לאורך זמן, במקומות אלה אוכסן בשר צייד, גבינות שיוצרו מחלב צאן או בקר, ירקות, פירות וכד’.
מערכות קירור מבוססות על אידוי
כשנוזל רותח והופך לגז הוא מסיע עימו כמות מסוימת של חום מפני השטח אותם הוא עוזב, כך למעשה מקרר גופנו את עצמו כשאנו מזיעים (המים בזיעה מתאדים אל האוויר ונושאים עימם חום מן העור אותו הם עוזבים). באמצע המאה ה-18 נעשו ניסיונות בפיתוח מערכות קירור על בסיס עיקרון זה, הנוזלים בהם נעשה שימוש היו נדיפים מאוד (כגון אלכוהול ואתר), והמערכות היו מסוגלות לייצר גושי קרח קטנים. מיותר לציין שעוד רחוקה הייתה הדרך אל חדר קירור של ממש.
מערכת קירור במעגל סגור הפועלת בדחיסה ושחרור לחץ גז
פריצת הדרך שאפשרה את פיתוחן של מערכות הקירור המשמשות כיום במזגנים, חדרי קירור, מקררים ביתיים וכד’ התרחשה בתחילת המאה ה-19 כאשר הממציא האמריקני אוליבר אוונס (Oliver Evans) פיתח מערכת המבוססת על תופעה של נפילת טמפרטורה המתרחשת כאשר מתירים לגז דחוס להתפשט.
כשדוחסים גז, הטמפרטורה שלו עולה. זה קורה בגלל שמולקולות הגז מתנגשות זו בזו בתכיפות הולכת וגדלה (ככל שהגז נדחס) והחיכוך גורם לפליטת חום. תופעה הפוכה מתרחשת כאשר מניחים לגז דחוס להשתחרר, לחץ הגז נופל והטמפרטורה שלו צונחת. עקרון זה הוא המשמש עד היום כמעט בכל חדר קירור, מקרר ביתי, מקרר תעשייתי ומערכת מיזוג אוויר.
בתחילת המאה העשרים הופיעו מקררים ביתיים, חדרי קירור, קרונות רכבת מקוררים ואפילו אוניות מטען עליהן חללים בהם הטמפרטורה נמוכה ומבוקרת. ככל שאספקת חשמל סדירה התפשטה למקומות מרוחקים יותר כך הגיעו עימה מערכות קירור אל כל רחבי העולם. כיום קשה לדמיין את חיינו ללא חדרי קירור ומקררים, למדנו לקחת כמובן מאליו את האפשרות לאחסן שלל מוצרים בתנאי טמפרטורה מבוקרת, כולל כאלה הנמוכות בעשרות מעלות מתמחת לאפס. בין היתר מאוחסנים בחדרי קירור מוצרי מזון, תרופות, פרחים וחומרים שונים המשמשים בתעשייה.
