¿Cómo funciona el circuito de refrigeración en un refrigerador?

Antes de principios del siglo XX, casi todos los hogares usaban una nevera para almacenar alimentos perecederos. La nevera usaba bloques de hielo para mantener los alimentos frescos, como un refrigerador aislado. En la década de 1940, la nevera se reemplazó por el refrigerador que usaba un compresor eléctrico para mantener los alimentos fríos con la ayuda de un refrigerante. Los refrigeradores modernos incluyen controles de botón pulsador y dispensadores de hielo automáticos, pero el sistema de enfriamiento aún funciona con los mismos principios básicos que los de sus predecesores.

La ciencia

Su refrigerador utiliza la segunda ley de la termodinámica, donde el calor se usa para enfriar el aire. Básicamente, su refrigerador es un motor de calor cíclico que opera en sentido inverso: fluye de frío a caliente cuando es forzado por el sistema de refrigeración. Su refrigerador comprime y calienta el gas refrigerante convirtiéndolo en un líquido: el líquido se vaporiza y extrae el calor del aire. Para tener una idea de cómo funciona la segunda ley de la termodinámica, piense en nadar en el calor del verano. Cuando saliste de la piscina y te encontraste en temperaturas superiores a los 90, inmediatamente sentiste frío. El agua en su piel comenzó a evaporarse cuando salió de la piscina, y cuando se evaporó en el aire, el vapor de agua se llevó parte del calor de su cuerpo.

El ciclo

El motor del compresor del refrigerador actúa como el corazón del artefacto y el refrigerante de tetrafluoroetano se comporta como su elemento vital. El compresor usa electricidad para exprimir el refrigerante hasta que se vuelva altamente presurizado y caliente. A medida que el gas caliente a alta presión fluye a través de las bobinas del compresor debajo del refrigerador o detrás de él, el gas comienza a enfriarse y transformarse en un líquido. El gas, en su estado líquido, viaja a través de una válvula de expansión donde se expande y hierve antes de entrar en los serpentines del evaporador como un gas frío de baja presión. El refrigerante en su estado de baja presión es lo que crea el aire frío dentro del refrigerador.

Enfriar

El compartimiento congelador del refrigerador contiene las bobinas del evaporador escondidas detrás de una pared delgada, y aquí es donde ocurre la magia de la termodinámica. Las bobinas frías extraen calor del compartimiento del congelador y lo absorben, enfriando el aire a medida que pasa sobre las bobinas. Este proceso también provoca que la humedad dentro del compartimiento se congele en el exterior de las bobinas a medida que el gas vuelve al compresor para comenzar nuevamente el ciclo. Un ventilador del evaporador ubicado arriba o debajo de las bobinas del evaporador expulsa el aire frío y lo hace circular a través del congelador para mantener los alimentos congelados. Un pequeño respiradero en la pared del congelador permite que el aire frío pase al compartimiento del refrigerador, manteniendo fresco el compartimento de alimentos frescos.

Poniéndolo en total

Los termostatos instalados dentro del refrigerador detectan la temperatura ambiente del aire circundante en el compartimiento de alimentos frescos del refrigerador y en el congelador. Una vez que la temperatura dentro del refrigerador se eleva por encima del ajuste del termostato, un relé envía un mensaje al compresor para iniciar el ciclo de enfriamiento. La mayoría de los refrigeradores modernos vienen equipados con un temporizador de descongelación o un termostato de descongelación que completa el circuito de enfriamiento. Un temporizador de descongelamiento se enciende y apaga automáticamente cada 12 horas, enviando una señal al calentador de descongelación para derretir el hielo en la bobina del evaporador. Un sensor del termostato de descongelamiento apaga y enciende el calentador de descongelación varias veces durante un período de 24 horas una vez que detecta que las bobinas del evaporador han caído por debajo de una temperatura preestablecida.

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