Cómo Funciona un Refrigerador

Un refrigerador funciona utilizando el ciclo de refrigeración por compresión de vapor para eliminar el calor del interior del electrodoméstico y transferirlo al entorno que lo rodea. Al mover eficazmente la energía térmica hacia el exterior, este proceso enfría el espacio interior. Este mecanismo se basa en los principios de la termodinámica y en las propiedades de los refrigerantes para transferir el calor de manera eficiente en el sistema.

Para ayudarte a comprender mejor el paso de los diagramas teóricos al refrigerador que tenés en casa, acá hay tres diagramas con los diseños más comunes. Hacé clic en cada uno para verlos ampliados.

El clásico refrigerador con freezer superior

La siguiente evolución: el refrigerador Side-by-Side. Algunos pueden tener doble evaporador.

El refrigerador con puertas francesas, muy común en modelos de gama alta; frecuentemente con dos evaporadores. También podés encontrar otras disposiciones con evaporadores dobles, especialmente en modelos Side-by-Side.

El ciclo de refrigeración involucra cuatro componentes principales: el compresor, el condensador, la válvula de expansión o capilar y el evaporador, los cuales manipulan la presión y la fase (líquido o gas) del refrigerante para absorber calor dentro del compartimiento y liberarlo fuera del mismo. Podés ver estos componentes en los diagramas anteriores, ya que están ubicados en tres refrigeradores diferentes. Todos usan los mismos principios de funcionamiento explicados a continuación.

El ciclo comienza con el compresor, que básicamente es una bomba accionada por un motor eléctrico.

La función principal del compresor es comprimir el gas refrigerante, aumentando su temperatura y presión.

El gas refrigerante caliente y de alta presión sale del compresor y entra en el condensador, una serie de bobinas o tubos ubicados en la parte trasera o inferior del refrigerador.

El gas libera calor al ambiente (aire), mientras el ventilador del condensador sopla aire sobre los tubos del mismo.

A medida que el gas se enfría en el condensador, se condensa, liberando más calor, y se convierte en un líquido tibio, aún a alta presión.

El líquido refrigerante tibio y de alta presión fluye a través de un tubo de pequeño diámetro llamado tubo capilar, que restringe el flujo del líquido refrigerante.

Este capilar hace que el refrigerante pierda presión mientras lo atraviesa.

Al final del capilar, donde se une al evaporador, la baja presión del evaporador permite que el líquido refrigerante se expanda y una pequeña parte se convierta nuevamente en vapor.

Para convertirse en vapor, esta pequeña porción del líquido absorbe calor del líquido refrigerante tibio restante, enfriándolo y convirtiéndose en una mezcla de líquido frío a baja presión con un poco de gas.

Nuestro diagrama muestra una válvula de expansión; el capilar cumple la misma función básica.

La mezcla fría de líquido y gas a baja presión fluye a través del evaporador, un conjunto de bobinas o tubos ubicados dentro del compartimiento del refrigerador o congelador.

El líquido refrigerante de la mezcla se evapora y, para hacerlo, absorbe el calor del aire en el interior del refrigerador, haciendo que el aire se enfríe.

El ventilador del evaporador circula el aire dentro del refrigerador para que pase junto al evaporador frío y enfríe el interior.

Este proceso de enfriamiento del aire continúa hasta que se alcanza la temperatura deseada. Cuando se apaga el compresor, el flujo del refrigerante se detiene y cesa el enfriamiento.

El refrigerante, ya caliente y transformado completamente en un gas frío de baja presión, regresa al compresor, donde el ciclo comienza de nuevo.

La temperatura del refrigerador se mantiene mediante un sistema de control de retroalimentación que incluye sensores de temperatura y termostatos.

Cuando la temperatura dentro de los compartimientos supera un punto establecido, el termostato ordena al compresor que inicie el ciclo de refrigeración.

Una vez alcanzada la temperatura deseada, el termostato ordena detener el compresor. Cuando se apaga el compresor, cesa el enfriamiento.

Podés pensar en el refrigerante como una esponja de calor. Una esponja fuertemente apretada (es decir, comprimida) se sumerge en un recipiente con agua (el interior del refrigerador). Al soltar la esponja (reducir la presión/expansión), esta puede absorber agua (calor) del recipiente. La esponja empapada se retira y se exprime (compresión), haciendo que el agua se derrame en la cocina. Repetí este proceso muchas veces y podrás eliminar gran parte del agua del recipiente original.

Otra comparación es el mecanismo de enfriamiento del cuerpo humano: el sudor. Tu cuerpo usa un cambio de fase (evaporación del agua) para enfriarse. Tu cuerpo aporta el calor para que eso ocurra, lo cual te enfría. Cuando el aire está seco, la evaporación ocurre rápidamente y el efecto de enfriamiento es alto. Cuando el aire está húmedo, el sudor no se evapora tan bien y te sentís caliente y sudado.

Los buenos refrigerantes tienen un punto de ebullición bajo para poder absorber calor al hervir incluso en condiciones frías como el interior de un refrigerador o congelador. También tienen un punto crítico alto, que determina la temperatura máxima a la que pueden existir como líquido y gas, y un alto calor latente, lo que significa que pueden absorber (o liberar) más calor durante los cambios de fase (como de líquido a gas). Por último, dependen de una baja viscosidad para poder fluir por todo el sistema con mínimas pérdidas (excepto en el tubo capilar), permitiendo que la presión se manipule para facilitar la transferencia de calor, y alta densidad (para maximizar la cantidad de energía almacenada en el compuesto y aumentar aún más su eficacia). Los refrigerantes se eligen por su composición química...