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La scienza dietro al processo di refrigerazione

L’obiettivo del ciclo di refrigerazione dei frigoriferi industriali e non è quello di rimuovere il calore indesiderato da un luogo e scaricarlo in un altro. Per far ciò, il refrigerante viene pompato attraverso un sistema di refrigerazione chiuso.  Dato che è chiuso, lo stesso refrigerante viene utilizzato più e più volte, mentre passa attraverso il sistema di refrigerazione rimuovendo un po’ di calore e scaricandolo.

Vediamo cosa succede in un semplice ciclo di refrigerazione e alle principali componenti coinvolte. Nel ciclo esistono due pressioni diverse: la bassa pressione relativa all’evaporazione e l’alta pressione relativa alla condensazione. Queste due pressioni sono separate da due punti : uno è il dispositivo di misurazione in cui viene controllato il flusso del refrigerante e l’altro il compressore, dove il vapore viene compresso.

Il dispositivo di misurazione del frigorifero è dove inizia il ciclo. Questo può essere una valvola di espansione termica, un tubo capillare o qualsiasi altro dispositivo atto a controllare il flusso del refrigerante nell’evaporatore o nella bobina di raffreddamento come refrigerante a bassa pressione e a bassa temperatura. Il refrigerante evapora mentre passa attraverso l’evaporatore, dove rimuove il calore della sostanza. Il calore si sposterà dalla sostanza più calda all’evaporatore raffreddato dall’evaporazione del refrigerante all’interno del sistema, causando il “bollore” del refrigerante che lo fa evaporare.

Ora questo vapore a bassa pressione e bassa temperatura viene inviato al compressore dove è compresso ad alta temperatura e ad alta pressione. Il vapore refrigerante è ad una temperatura più alta dell’aria che passa attraverso il condensatore, nei frigoriferi industriali raffreddati ad aria, o dell’ acqua che passa attraverso il condensatore, nei frigoriferi raffreddati ad acqua; pertanto viene trasferito il calore del refrigerante all’aria fresca o all’acqua.

In questo processo, quando il calore viene rimosso dal vapore, si verifica un cambiamento di stato e il vapore viene condensato in un liquido ad alta pressione e ad alta temperatura.

Il refrigerante liquido si sposta ora sul dispositivo di misurazione dove passa attraverso una piccola apertura  in cui si verifica una caduta di pressione e di temperatura e poi entra nell’evaporatore o nella bobina di raffreddamento. Mentre il refrigerante entra nella grande apertura del tubo o della bobina dell’evaporatore, esso evapora, pronto per avviare un altro ciclo attraverso il sistema.