Fare freddo
Il processo su cui si basa la refrigerazione (vedi anche "CHE COS'È LA REFRIGERAZIONE?") deve intendersi come un raffreddamento dell'aria all'interno di un vano che contiene alimenti o altro ottenuto grazie al trasferimento di energia dall'aria stessa ad un altro fluido.
È noto che il trasferimento di energia tra due fluidi o corpi che entrano in contatto è tanto maggiore quanto maggiore è la differenza di temperatura tra di essi. È altrettanto noto che la quantità di energia trasferita è decisamente più significativa se uno dei fluidi ha un cambiamento di stato.
Stato dei corpi
In natura le sostanze si possono presentare in tre stati diversi, solido, liquido, gassoso, in base alle condizioni di temperatura e pressione alle quali si trovano.
Ciò che determina la differenza di stato delle sostanze è la distanza relativa fra le molecole e la conseguente forza di coesione. Maggiore è la distanza (gas) minore è la forza di coesione.
Una sostanza che cambia verso uno stato di minore forza di coesione richiede all'ambiente esterno molta energia espressa dal cosiddetto "calore latente" per rompere i legami tra le molecole. In caso contrario la cede grazie alla formazioni di legami più forti.
Nel caso per esempio di passaggio dal liquido al gas, detto evaporazione, l'energia viene richiesta all'ambiente circostante che pertanto si raffredda.
La trasmissione di energia avviene in tre diversi modi:
• irraggiamento: forma di trasmissione di calore mediante onde di tipo infrarosso;
• conduzione: forma di trasmissione di calore attraverso corpi solidi, le molecole del corpo trasmettono la propria energia termica dal punto riscaldato a tutte le altre parti del corpo o dei corpi in contatto con esso;
• convezione: forma di trasmissione di calore tipica dei fluidi (liquido o gas), le molecole del fluido in stato di agitazione termica, migrano attraverso l'ambiente nel quale è confinato il fluido, generando i cosiddetti "moti convettivi".
Nella progettazione delle apparecchiature per la refrigerazione viene sfruttato il processo di evaporazione di un fluido, il refrigerante.
Per poter fare questo è stato concepito, sviluppato ed ottimizzato da più di un secolo il cosiddetto "circuito frigorifero a compressione di vapore", un circuito chiuso contenente refrigerante in moto grazie ad un compressore ed in grado evaporare in uno scambiatore di calore in contatto con l'aria esterna.
L'aria una volta raffreddata fluisce verso il vano di conservazione degli alimenti.
La trasmissione di energia avviene quindi attraverso un fenomeno di conduzione attraverso i tubi solitamente in rame che costituiscono lo scambiatore di calore tra refrigerante in evaporazione ed aria esterna, ed un fenomeno di convezione dell'aria spesso forzata da ventilatori verso il vano da refrigerare.
Su come la pressione e la temperatura giochino un ruolo fondamentale nei processi di refrigerazione si veda "PRESSIONE E TEMPERATURA".
