Il principio di funzionamento di un frigorifero è il seguente.
Il fluido operatore, detto anche refrigerante, entra nella valvola di espansione ad una pressione che, per esempio, può essere di 808 kPa, realizzata grazie ad un compressore elettromeccanico, ne fuoriesce ad una pressione di poco superiore a quella atmosferica (120 kPa) compiendo un'espansione adiabatica; nell’espansione il gas si raffredda; la sua temperatura può passare, per esempio, da circa 30 °C a -25 °C.
Il fluido freddo entra nell’evaporatore, una serpentina fredda disposta all’interno del frigorifero, dove evapora assorbendo calore dal sistema da raffreddare (espansione isobara e isoterma).
Successivamente raggiunge l’ingresso a bassa pressione del compressore. In uscita dal compressore la pressione e la temperatura del fluido crescono (compressione adiabatica).
Il fluido caldo attraversa il condensatore, la serpentina calda disposta sulla parete posteriore del frigorifero, dove passa dallo stato di vapore denso allo stato liquido cedendo calore all’ambiente esterno (compressione isobara e isoterma) e preraffreddandosi prima di rientrare nella valvola di espansione.
Il ciclo quindi si ripete.
Avvengono trasformazioni contemporaneamente isoterme e isopare poiché il fluido non è un gas perfetto.
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