Refrigerație

Refrigerație, procesul de îndepărtare a căldurii dintr-un spațiu închis sau dintr-o substanță în scopul scăderii temperaturii.

Citește mai multe despre acest subiect
Vin: Refrigerarea
Refrigerarea ajută la clarificarea vinului în mai multe moduri. Reducerea temperaturii previne adesea atât dezvoltarea drojdiei, cât și evoluția…

În națiunile industrializate și în regiunile bogate din țările în curs de dezvoltare, refrigerarea este folosită în principal pentru a depozita produsele alimentare la temperaturi scăzute, inhibând astfel acțiunea distructivă a bacteriilor, drojdiilor și mucegaiului. Multe produse perisabile pot fi congelate, ceea ce permite păstrarea lor timp de luni și chiar ani de zile, cu pierderi minime în ceea ce privește nutriția sau aroma sau schimbarea aspectului. Aerul condiționat, utilizarea refrigerării pentru răcirea confortului, a devenit, de asemenea, larg răspândită în națiunile mai dezvoltate.

Înainte ca sistemele mecanice de refrigerare să fie introduse, popoarele antice, inclusiv grecii și romanii, își răceau alimentele cu gheață transportată din munți. Familiile înstărite se foloseau de pivnițe de zăpadă, gropi săpate în pământ și izolate cu lemn și paie, pentru a depozita gheața. În acest fel, zăpada împachetată și gheața puteau fi conservate timp de luni de zile. Gheața depozitată a fost principalul mijloc de refrigerare până la începutul secolului al XX-lea și este încă folosită în unele zone.

În India și Egipt se folosea răcirea prin evaporare. Dacă un lichid este vaporizat rapid, acesta se dilată rapid. Moleculele de vapori care se ridică își cresc brusc energia cinetică. O mare parte din această creștere este atrasă din imediata vecinătate a vaporilor, care sunt astfel răciți. Astfel, dacă apa este plasată în tăvi de mică adâncime în timpul nopților tropicale răcoroase, evaporarea rapidă a acesteia poate provoca formarea de gheață în tăvi, chiar dacă aerul nu coboară sub temperatura de îngheț. Prin controlul condițiilor de evaporare, este posibil să se formeze în acest mod chiar și blocuri mari de gheață.

Obțineți un abonament Britannica Premium și aveți acces la conținut exclusiv. Abonează-te acum

Descoperă istoria recoltării gheții din sistemul râului Illinois

Învață cum era recoltată gheața din sistemul râului Illinois și distribuită pentru uz casnic înainte de inventarea refrigerării comerciale. Encyclopædia Britannica, Inc.See all videos for this article

Răcirea cauzată de expansiunea rapidă a gazelor este principalul mijloc de refrigerare din zilele noastre. Tehnica răcirii prin evaporare, așa cum a fost descrisă până acum, este cunoscută de secole, dar metodele fundamentale de refrigerare mecanică au fost descoperite abia la mijlocul secolului al XIX-lea. Prima refrigerare artificială cunoscută a fost demonstrată de William Cullen la Universitatea din Glasgow în 1748. Cullen a lăsat eterul etilic să fiarbă într-un vid parțial; cu toate acestea, nu a folosit rezultatul în niciun scop practic. În 1805, un inventator american, Oliver Evans, a proiectat prima mașină de refrigerare care folosea vapori în loc de lichid. Evans nu și-a construit niciodată mașina, dar una similară a fost construită de un medic american, John Gorrie, în 1844.

Se crede că refrigerarea comercială a fost inițiată de un om de afaceri american, Alexander C. Twinning, în 1856. La scurt timp după aceea, un australian, James Harrison, a examinat frigiderele folosite de Gorrie și Twinning și a introdus refrigerarea prin compresie de vapori în industriile de fabricare a berii și de ambalare a cărnii. Un sistem ceva mai complex a fost dezvoltat de Ferdinand Carré din Franța în 1859. Spre deosebire de mașinile anterioare de comprimare a vaporilor, care foloseau aerul ca agent de răcire, echipamentul lui Carré conținea amoniac cu expansiune rapidă. (Amoniacul se lichefiază la o temperatură mult mai scăzută decât apa și, prin urmare, este capabil să absoarbă mai multă căldură). Frigiderele lui Carré au fost utilizate pe scară largă, iar refrigerarea prin comprimarea vaporilor a devenit, și încă mai este, cea mai răspândită metodă de răcire.

În ciuda utilizării cu succes a amoniacului, substanța respectivă avea un dezavantaj grav: dacă se scurgea, era neplăcută, dar și toxică. Inginerii frigorifici au căutat înlocuitori acceptabili până în anii 1920, când au fost dezvoltați o serie de agenți frigorifici sintetici. Cea mai cunoscută dintre aceste substanțe a fost patentată sub numele de Freon. Din punct de vedere chimic, Freon a fost creat prin înlocuirea a doi atomi de clor și doi atomi de fluor pentru cei patru atomi de hidrogen din metan (CH4); rezultatul, diclorofluorometanul (CCl2F2), este inodor și este toxic numai în doze extrem de mari.

Componentele de bază ale unui sistem modern de refrigerare prin comprimarea vaporilor sunt un compresor; un condensator; un dispozitiv de expansiune, care poate fi o supapă, un tub capilar, un motor sau o turbină; și un evaporator. Gazul de răcire este mai întâi comprimat, de obicei de un piston, și apoi împins printr-un tub în condensator. În condensator, tubul de înfășurare care conține vaporii este trecut fie prin aer circulant, fie printr-o baie de apă, care elimină o parte din energia termică a gazului comprimat. Vaporii răciți sunt trecuți printr-o supapă de expansiune într-o zonă cu o presiune mult mai mică; pe măsură ce vaporii se dilată, ei extrag energia de expansiune din mediul înconjurător sau din mediul aflat în contact cu ei. Evaporatoarele pot răci direct un spațiu, lăsând vaporii să vină în contact cu zona care trebuie răcită, sau pot acționa indirect – adică prin răcirea unui mediu secundar, cum ar fi apa. În majoritatea frigiderelor domestice, serpentina care conține evaporatorul intră în contact direct cu aerul din compartimentul alimentar. La sfârșitul procesului, gazul fierbinte este atras spre compresor.

În anii 1960, anumite caracteristici ale semiconductorilor au început să fie utilizate pentru refrigerarea comercială. Principalul dintre acestea a fost efectul Peltier, numit după chimistul francez Jean Peltier, care a observat în 1834 că trecerea curenților electrici prin joncțiunea a două metale diferite determina uneori răcirea joncțiunii. În cazul în care joncțiunea este realizată din semiconductori, cum ar fi telurura de bismut, efectul Peltier este de o magnitudine suficientă pentru a permite utilizarea sa comercială.

.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată.