Ideja izmantot zemas temperatūras vidi, lai novērstu pārtikas bojāšanos, pastāv jau gadsimtiem ilgi. Pazīstamā sadzīves tehnika tika izveidota, pateicoties virknei ķīmiķu, inženieru un izgudrotāju 18. un 19. gadsimta inovāciju. Amerikāņu izgudrotāji Olivers Evanss, Džeikobs Pērkinss un Džons Gorijs tiek uzskatīti par jaunāko modernā ledusskapja versiju izstrādi 1800. gadu sākumā. Vēlāk tajā gadsimtā vācu inženiera Karla fon Lindena darbs ļāva efektīvi uzglabāt ķīmisko aukstumnesēju, paverot ceļu ledusskapju masveida ražošanai.
Agrīnie centieni pārtikas saglabāšanā
Cilvēku kultūras jau sen ir zinājušas, ka aukstā temperatūra var aizsargāt vērtīgus pārtikas produktus no baktērijām un citiem faktoriem, kas var padarīt tos neēdamus. Konservēšanas metodes, piemēram, sālīšana un žāvēšana, arī bija efektīvas, taču tās nebija piemērotas visu veidu ēdieniem. Pirms mehāniskā dzesēšana bija plaši pieejama, daudzās kultūrās pārtikas uzglabāšanai izmantoja labi izolētas ēkas, ko sauc par ledus mājām, kā dabisko dzesēšanas šķidrumu izmantojot ziemas ledu un sniegu. Šīs struktūras Eiropā un Āzijā datētas ar otro gadu tūkstoti pirms mūsu ēras, un to inženieru vārdi ir zuduši vēsturē.
Pirmie ledusskapji
Ledus mājas tika izmantotas arī mūsdienās, īpaši lauku apvidos, kur elektrība un ierīces bija dārgas vai nebija pieejamas. 1800. gadu sākumā amerikāņu inženieris Tomass Mūrs izveidoja ledus nama mājas versiju — pārnēsājamu izolētu kameru, ko dzesē ledus bloki. Mūrs izdomāja terminu “ledusskapis”, lai aprakstītu savu izgudrojumu, lai gan tas kļuva plašāk pazīstams kā “ledusskapis”. Leduskastēm bija tāda pati vispārējā forma un funkcija kā mūsdienu ledusskapjiem, un daži cilvēki joprojām izmanto šo nosaukumu. Daudzos apgabalos vietējais piegādātājs, ko ASV sarunvalodā dēvē par “leduscilvēku”, ar ratiņiem vai kravas automašīnām uz apkārtni atnesa svaigus ledus blokus.
1750. gados skotu fiziķis Viljams Kalens atklāja, ka dažas ķīmiskās reakcijas izvadīs siltumu no noteiktas zonas, radot aukstuma kabatu. Kalens, neraizējoties par sava atklājuma praktisko pielietojumu, neaptvēra, ka ir atradis pamatu modernai dzesēšanai. Aptuveni tajā pašā laikā, kad Tomass Mūrs izgudroja ledusskapi, Olivers Evans izstrādāja, bet neuzbūvēja mašīnu, lai izmantotu Kalena ķīmisko procesu. Tikai 1834. gadā zinātnieks Džeikobs Pērkinss uzbūvēja un patentēja pirmo funkcionējošo ledusskapi. Pērkinss, nozīmīgākais amerikāņu inženierzinātņu darbinieks, arī izstrādāja apkures un dzesēšanas sistēmas mājām un dažreiz tiek saukts par saldēšanas tēvu.
Desmit gadus vēlāk ASV ārsts Džons Gorijs meklēja pastāvīgu ledus avotu, lai pazeminātu ķermeņa temperatūru pacientiem, kuri cieš no dzeltenā drudža. Tolaik izplatītās ledus piegādes metodes nebija pietiekamas viņa mērķiem, tāpēc, strādājot pēc Evansa oriģinālā dizaina, viņš uzbūvēja saldēšanas iekārtu, kas bija praktiskāka un efektīvāka par Pērkinsa radīto. Šis bija modernā ledusskapja modelis. Rezultātā Evans, Perkins un Gorrie var efektīvi dalīties kredītos par šo tagad ļoti svarīgo ierīci.
Saldēšanas process
Mehāniskās dzesēšanas sistēmas ir atkarīgas no ķīmiskām vielām, ko sauc par aukstumaģentiem. Aukstumaģentam pārvietojoties pa ierīci, tas tiek saspiests, kas paaugstina tā temperatūru. Šis siltums tiek atbrīvots no ledusskapja aizmugures; kad siltums tiek izkliedēts, aukstumaģents kondensējas, bet saglabājas augstā spiedienā. Pēc tam aukstumaģents pārvietojas caur izplešanās vārstu, kur spiediens pazeminās un atkal pārvēršas gāzē. Pārejot no šķidruma uz gāzi, tā temperatūra pazeminās, atdzesējot gaisu. Ventilatori un motori cirkulē šo atdzesēto gaisu izolētā zonā.
Pirmajos ledusskapjos tika izmantoti šķidrie aukstumnesēji, piemēram, ēteris, bet 1876. gadā Karls fon Lindens atklāja uzlabotu gāzes sašķidrināšanas metodi. Tas padarīja saldēšanas iekārtu masveida ražošanu praktisku, paverot ceļu to plašai tirdzniecībai un lietošanai 20. gadsimtā.
Tomēr joprojām bija nopietnas problēmas ar dizainu. Agrīnās saldēšanas iekārtās tika izmantotas ļoti toksiskas gāzes, piemēram, amonjaks, sēra dioksīds un metilhlorīds. Kamerās, kurās bija šīs gāzes, dažkārt radās noplūde, kā rezultātā 1900. gadu sākumā notika vairāki letāli negadījumi mājās. Ierīču ražotāji saprata, ka ir nepieciešams drošāks dzesēšanas elements, kā rezultātā tika atklāti sintētiskie aukstumnesēji, ko sauc par hlorfluorogļūdeņražiem (CFC). Kopā pazīstami arī kā Freon®, turpmākajās desmitgadēs tie kļuva par standarta aukstumnesēju visā pasaulē.
Tomēr arī Freon® nebija ideāls risinājums. 1970. gados zinātnieki atklāja, ka CFC veicina Zemes dabiskā ozona slāņa noārdīšanos. Ozona slāņa noārdīšanās, kas palielina saules starojuma kaitīgo ietekmi uz veselību, drīz tika saprasta kā liela vides krīze. Pasaules valdības aizliedza izmantot CFC astoņdesmitajos gados, lai gan paietu gadu desmitiem, pirms visas ierīces, kas tos izmantoja, vairs netiks izmantotas. Mūsdienu ledusskapjos tiek izmantoti drošāki alternatīvi aukstumnesēji, un to ļoti efektīvajām iekārtām parasti ir nepieciešams mazāks ķīmisko vielu daudzums, nekā tas tika izmantots vecākām iekārtām.