Che cos'è un ciclo di refrigerazione?
Il ciclo di refrigerazione è un motore termico che funziona al contrario, noto come pompa di calore a cambiamento di fase. L'uso di un refrigerante che bolle a bassa temperatura produce una freddezza relativa, abbassando la temperatura del frigorifero a un livello che impedisce ai batteri di moltiplicarsi e rovinare il cibo. Un ciclo di refrigerazione funziona essenzialmente con lo stesso principio che fa sentire le mani fredde quando l'acqua ne evapora. Altri liquidi, compresi alcuni noti come refrigeranti, producono temperature ancora più basse quando evaporano.
Il ciclo di refrigerazione è un circuito chiuso di gas che subisce quattro fasi. Il primo stadio è il compressore, che comprime il refrigerante per aumentarne la temperatura. Il gas viene quindi instradato attraverso bobine di dissipazione del calore che rilasciano calore all'esterno del frigorifero. Mentre dissipa il calore, il refrigerante si raffredda e si ricondensa in un liquido. Questo liquido passa quindi attraverso una soglia di alta / bassa pressione, chiamata valvola di espansione, che provoca l'espansione e la modifica delle fasi in un gas. Il gas freddo circola di nuovo nel frigorifero, assorbendo il calore dall'interno, prima di essere reindirizzato nel compressore. Lo scopo del ciclo di refrigerazione è di prendere calore dall'interno del frigorifero e trasferirlo all'esterno.
Per comprendere meglio il ciclo di refrigerazione, è necessario conoscere l'idea di un cambiamento di fase. Un liquido in evaporazione rimane a temperatura costante fino a quando non trasforma la fase in gas. L'acqua bollente, ad esempio, rimane sempre alla temperatura del suo punto di ebollizione, 212 ° F (100 ° C). Se un frigorifero potesse mantenere gli alimenti freschi assicurandosi che rimanga al di sotto di 148 ° C (300 ° F), ad esempio invece di 4 ° C (40 ° F), l'acqua potrebbe essere utilizzata come refrigerante perché il punto di ebollizione dell'acqua essere freddo rispetto alla soglia di refrigerazione di 300 ° F.
Il refrigerante tradizionale utilizzato in un ciclo di refrigerazione è l'ammoniaca, ma è tossico per l'uomo. L'ammoniaca fu sostituita negli anni Trenta da clorofluorocarburi (CFC), ma si scoprì che questo composto danneggiò lo strato di ozono e si ritirò gradualmente negli anni Settanta. I composti più recenti, come gli idrofluorocarburi (HFC), refrigerano efficacemente, non sono tossici e non danneggiano lo strato di ozono. L'invenzione della refrigerazione è probabilmente una delle invenzioni più importanti del 20 ° secolo, consentendo agli alimenti di essere trasportati per lunghe distanze o conservati per lunghi periodi senza rovinarsi.