La nevera enfría debido a un flujo constante de CFC (fluido refrigerante clorofuorocarbonado) a través de un circuito cerrado. El proceso por el cual se produce este enfriamiento se denomina CICLO DE CARNOT (ciclo termodinámico ideal reversible con un rendimiento máximo). Lo primero que hay que entender es que la nevera no es una caja que enfría sino una máquina compleja compuesta de:
- Motor
- Condensador o compresor ( estático ó de aire forzado )
- Capilar o Serpentín (existen varios tipos según su función y características, hasta regulados electrónicamente )
- Evaporador.. ( estático ó de aire forzado)
- CFC (fluido refrigerante clorofuorocarbonado)
El circuito pasa por la parte interna y por la parte externa de la pared posterior del aparato siguiendo el siguiente ciclo:
- Parte interna de la nevera:
- El fluido circula en estado líquido y frío.
- Toma el calor de los alimentos y, por consiguiente, los enfría.
- A medida que va pasando, el fluido se calienta.
- Llega al evaporador (un tubo ancho), pasando de estado líquido a estado gaseoso.
- Pasa a la parte exterior de la nevera
- Parte externa de la nevera:
- El gas circula por el serpentín
- Cede calor hasta igualar su temperatura con la del exterior.
- Llega ahora al compresor como gas, a baja presión y a temperatura ambiente.
- El compresor lo comprime (reduce su volumen) y el fluido se licua, es decir, pasa de estado gaseoso a estado líquido.
- Pasa a través de un estrechamiento al interior.
- Parte interna de la nevera:
- Una vez en el interior, disminuye la presión.
- El fluido se expande y se enfría.
- El fluido circula en estado líquido y frío por el lado interior de la pared de la nevera... (y sigue el ciclo)
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Comentarios
En la nevera hay un circuito por donde, cuando el compresor (el motor) está en marcha, circula el refrigerante. Una parte del circuito está en el exterior, y otra en las paredes interiores. Mientras está en el serpentín interno, el refrigerante está en forma de gas. Cuando sale de la caja de la nevera va hacia el compresor, que lo calienta. Entonces circula por el serpentín externo, donde se disipa este calor; la parte trasera de las neveras es negra para ayudar a esa disipación. A medida que se enfría, el gas se licúa. El último tramo del serpentín externo, antes de entrar en la nevera, es largo y muy delgado, de forma que cuando el refrigerante líquido entra en la nevera se encuentra con una presión mucho más baja. Esto hace que se expanda y se evapore, volviendo a la forma de gas. Mientras se va evaporando va circulando por el interior de la nevera, absorbiendo el calor. Después vuelve a salir hacia el compresor, y así cíclicamente.
El primer tramo del circuito interno está en el congelador, porque al entrar en la nevera es cuando hay más líquido por evaporar, y por lo tanto es cuando se absorbe más calor (y se genera más frío). Al final del circuito interno ya casi todo el refrigerante está en forma de gas, y por lo tanto no se absorbe calor. En la nevera hay un ventilador que reparte el frío por toda la caja.
Dentro de la nevera hay un termostato que indica cuando se pone en marcha y cuando se para el motor. Los llamados combis suelen tener dos motores y dos circuitos independientes, uno para la nevera y uno para el congelador.
Para ayudar a mantener la temperatura, el armazón de la nevera se recubre con algún aislante, que suele ser una espuma insuflada (hinchada) con un gas."
Como curiosidad sobre los gases utilizados, comentar también que:
" Cuando se empezaron a fabricar neveras, mayoritariamente se usaba como gas refrigerante butano o propano, que son hidrocarburos (derivados del petróleo). Tenían el inconveniente de que son inflamables, y por lo tanto comportaban un riesgo para la seguridad (había que poner más de un quilo en cada nevera). En 1931, el gigante de la industria química DuPont sintetizó y patentó los gases clorofluorocarbonos, más conocidos por CFCs. Tenían la ventaja de que no eran inflamables, y pasaron a ser el refrigerante más usado en las neveras y otros aparatos (por ejemplo de aire condicionado). Más adelante se descubrió que los CFCs son unos de los principales causantes del agujero en la capa de ozono, y se prohibieron a nivel mundial a partir de 1995.
En substitución de los CFCs se usan principalmente dos gases:
• R134a. Es un HFC (hidrofluorocarbono) que es poco perjudicial para la capa de ozono. Pero los HFCs han sido clasificados por el Protocolo de Kyoto como unos de los compuestos que más contribuyen al cambio climático (entre 1.000 i 3.000 veces más que el CO2). Cuando se acaba la vida útil de una nevera, el R134a se convierte en un residuo contaminante que se tiene que tratar de manera específica.
• R600a. Es un isobutano inflamable, pero la tecnología actual permite usar muy poco, de manera que tener una nevera con R600a es tan peligroso como tener un par de mecheros en casa. El R600a se puede dejar escapar a la atmósfera sin causar ningún daño, y por lo tanto reduce el coste del desguace de las neveras."
Sólo añadir algo que a mí me entusiasma. Creo que fue, de nuevo, en "curioso pero inútil", donde encontré una demostración evidente, sencilla e irrefutable de por qué enfría una nevera (lo digo de memoria, espero ser capaz de explicar bien la demostración):
1) Acérquese el dorso de la mano a la boca.
2) Ciérrense los labios como para silbar, dejando la mínima abertura posible en la boca.
3) Sóplese despacito sobre el dorso de la mano. Tómese nota mental de la temperatura del aire expulsado.
Repetir los pasos 1 a 3, pero esta vez con la boca bien abierta ("echar el aliento") y nótese la diferencia evidente de temperatura entre uno y otro chorros de aire. ¿Por qué? El aire se ha enfriado al comprimirse pasando a través de nuestros labios. Lo mismo (salvando las distancias) que pasa en la nevera.