Il frigorifero: da macchina antieconomica a elettrodomestico dal ciclo virtuoso

Ultimo aggiornamento: 02.12.22

 

Scopriamo un po’ la storia, l’evoluzione tecnologica e stilistica di uno dei grandi elettrodomestici più importanti per la casa: il frigorifero.

 

Tra i grandi elettrodomestici che adoperiamo normalmente nelle nostre case, il frigorifero è quello più importante e che ha avuto il maggiore impatto sulla civiltà umana. In passato l’abitudine di conservare il cibo a basse temperature era una pratica comune infatti, ma limitata dal fatto che non esistevano modi per generare artificialmente il freddo. Di conseguenza la conservazione degli alimenti era basata soprattutto su metodi come l’essiccamento o la salatura, che però alteravano le caratteristiche organolettiche dei cibi.

 

Le origini del frigorifero

Durante il XIX secolo venne perfezionato il ciclo frigorifero basato sui passaggi di stato di un fluido all’interno di un circuito chiuso, portando così alla nascita dei primi impianti di refrigerazione; questi vennero impiegati soprattutto sulle navi e sui vagoni ferroviari, permettendo così il trasporto degli alimenti a grandi distanze.

I primi rudimentali frigoriferi domestici, invece, non erano altro che dei semplici armadi da riempire con del ghiaccio; la prima macchina frigorifera così come la conosciamo oggi, cioè dotata di un compressore in grado di generare il freddo localmente e in maniera autonoma, venne inventata soltanto nel 1915 dallo statunitense Alfred Mellowes.

Come funziona un frigorifero

Il principio di funzionamento del frigorifero è basato sul ciclo di Carnot, ovvero un ciclo termodinamico analogo a quello che avviene nelle pompe di calore, ma con la differenza che il ciclo frigorifero è ad assorbimento; la sua finalità, cioè, consiste nell’assorbire il calore all’interno dell’apparecchio e cederlo all’esterno mediante i passaggi di stato di un fluido refrigerante, ragion per cui è definito anche ciclo inverso.

Il ciclo di Carnot inverso è attuato in un circuito chiuso all’interno del quale circola il fluido refrigerante; in origine veniva impiegata l’ammoniaca ma a partire dal 1931 questa venne sostituita dalle miscele di CFC, comunemente note col nome commerciale di Freon. A partire dagli anni ’90, però, l’uso dei clorofluorocarburi è stato vietato a causa della loro azione deleteria sull’ozonosfera; di conseguenza l’ammoniaca ha ripreso a essere usata come fluido refrigerante insieme all’isobutano e agli HFC, come per esempio l’R-134A.

Il circuito frigorifero nel quale scorre il fluido è costituito da un compressore, un condensatore, un evaporatore e una valvola di laminazione, detta anche valvola di espansione.

Il compressore serve appunto a comprimere il fluido refrigerante, che deve avere la proprietà di condensare anche a normali condizioni di pressione e temperatura, e a spingerlo verso il condensatore, che di solito è una serpentina posta esternamente al frigorifero, in genere sulla parte posteriore. Quando il fluido è in fase di condensazione tende a riscaldarsi, il calore prodotto viene poi ceduto attraverso la serpentina del condensatore, che lo trasferisce all’esterno del frigorifero.

Il fluido allo stato liquido poi, dopo aver ceduto il calore, passa dalla serpentina alla valvola di laminazione, che ha il compito di degradare la pressione in attrito e far espandere in maniera irreversibile i legami molecolari; in parole povere il fluido torna allo stato gassoso senza subire l’influenza dell’alta pressione, che viene trattenuta nel condensatore dalla valvola di laminazione.

Quest’ultima, infatti, all’interno del circuito, è collocata tra il condensatore e l’evaporatore, e insieme a quest’ultimo si trova alla base del frigorifero; durante il passaggio di stato da liquido a gassoso, quindi, il fluido si raffredda e abbassa drasticamente la temperatura all’interno dell’apparecchio.

La questione energetica

In passato i frigoriferi erano considerati le macchine antieconomiche per eccellenza, in quanto il loro maggior difetto consisteva nell’elevato assorbimento di energia; per alimentare il ciclo inverso e generare il freddo, infatti, viene richiesto un quantitativo doppio di lavoro rispetto a quello che sarebbe necessario per generare il caldo.

Grazie all’evoluzione tecnologica questa problematica è stata in gran parte risolta, però, soprattutto quando sono stati introdotti i nuovi motori inverter a controllo elettronico digitale; questa tecnologia, infatti, ha reso possibile un notevole incremento dell’efficienza dei frigoriferi riducendo drasticamente il consumo di energia elettrica.

I moderni apparecchi rientrano tutti nelle classi di efficienza energetica A e superiori; ovviamente i modelli più virtuosi, cioè quelli che appartengono alle classi A+ e A++, si concentrano in particolar modo nella fascia più alta di mercato e tendono a essere più costosi.

 

L’evoluzione del frigorifero

Come abbiamo accennato all’inizio del nostro articolo, in origine i frigoriferi erano dei semplici “armadi” per il cibo. Indipendentemente dalle dimensioni dell’elettrodomestico, la sua forma “scatolare” è rimasta inalterata nel tempo, sono cambiati soltanto lo stile e il design; la sua struttura classica, infatti, prevede la suddivisione interna in un comparto refrigeratore e uno congelatore, quest’ultimo collocato superiormente o in basso a seconda del modello.

Con il passare degli anni il suo design si è evoluto di pari passo con le funzionalità, sono apparsi quindi i modelli a comparti separati con doppia porta, superiore e inferiore, e quelli side-by-side, che sono più comunemente noti come frigoriferi americani in quanto i primi modelli di questo tipo furono realizzati negli Stati Uniti d’America. I frigoriferi americani hanno anche il pregio di aver introdotto un sistema di distribuzione per l’acqua, ghiaccio e bevande all’interno delle porte, in modo da poter evitare l’apertura frequente del frigo. Il dispenser possiede un serbatoio di capacità variabile a seconda del modello, oppure può essere collegato direttamente all’impianto dell’acqua potabile.

L’ultima evoluzione è rappresentata dai modelli Smart, invece, che sono dispositivi domotici a tutti gli effetti. I frigoriferi Smart sono in grado di accedere a internet e possono essere programmati in modo da riconoscere i prodotti contenuti al loro interno, tenerne traccia mediante i codici a barre, e inviare notifiche sullo smartphone per ricordare di acquistare quelli che stanno per finire.

 

 

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