Frigidere și Congelatoare

1. SCURT ISTORIC

In secolul 11 celebrul Ibn Sina (Avicenna) a inventat bobina de refrigerare cu ajutorul careia putea condensa vaporii. Mai tarziu aceasta a stat la baza tehnologiei distilarii. Prima refrigerare artificiala a fost demonstrata de William Cullen la Universitatea din Glasgow in 1748. intre 1805, cand Oliver Evans a proiectat prima masina de refrigerare care utiliza vapori in locul unui lichid, si 1902 cand Willis Haviland Carrier a probat prima instalatie de aer conditionat, o serie de inventatori au contribuit cu diverse imbunatatiri la masina de racire. Frigiderul bazat pe absorbtie a fost inventat de 2 studenti de la Institutul tehnic Regal din Stockholm Baltazar von Platen si Carl Munters in 1922. Inventia a fost un succes la nivel mondial si a fost produs si comercializat de Electrolux. Primul patent al unui frigider compact ii apartine lui Carl von Linde.

La inceputul secolului 20, jumatate din gospodariile din SUA detineau o “cutie cu gheata” cu scopul de a pastra alimentele reci. Metoda era una destul de costisitoare deoarece necesita prelucrarea si transportul unor cantitati mari de gheata. Marcel Audiffren a promovat ideea utilizarii in gospodarii a unor masini de refrigerare pentru pastrarea alimentelor. Compania General Electric a produs astfel de instalatii bazate pe utilizarea dioxidului de sulf. Totusi o astfel de masina era destul de scumpa (aproximativ dublul costului unui automobil la acea vreme. De-a lungul anilor tehnologia a avansat si preturilor unor astfel de unitati a scazut. Astfel frigiderele s-au raspandit iar in 1927 aceasi companie General Electric a proiectat un model produs in peste 1 milion de unitati. In anii ’30 a inceput sa fie introdus freonul ca agent frigorific. In anii 40 au aparut congelatoarele separate, produse in masa dupa cel de-al 2-lea Razboi Mondial. In anii ’50 si ‘60 au adus noi inovatii cum ar fi decongelarea automata si producerea automata de gheata. Frigidere mai eficiente au fost produs in anii ’70 si ’80 dar din motive de protejare a mediului inconjurator a fost interzisa utilizarea freonului.

2. PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE

2.1 POMPE DE CALDURA

Instalatiile frigorifice si pompele de caldura, sunt masini termice care au rolul de a prelua caldura de la un mediu avand temperatura mai scazuta si de a o ceda unui mediu avand temperatura mai ridicata, asa cum se observa si pe schema energetica din figura 1. Acesta poate sa fie considerat cel mai simplu model de instalatie frigorifica, deoarece nu contine nici un element de natura constructiva. Mediul cu temperatura mai scazuta, de la care se preia caldura este denumit sursa rece, iar mediul cu temperatura mai ridicata, caruia i se cedeaza caldura, este denumit sursa calda. Deoarece au capacitate termica infinita, temperaturile surselor de caldura raman constante chiar daca acestea schimba caldura. Fluxul de caldura absorbita de la sursa rece a fost notat cu Q0 , iar fluxul de caldura cedata sursei calde, a fost notat cu Qk. Conform principiului doi al termodinamicii, pentru transportul caldurii, in conditiile prezentate, este necesar un consum de energie, notat cu P. In cazul instalatiilor frigorifice, sursa rece se gaseste sub temperatura mediului ambiant, iar procesul de coborare a temperaturii sub aceasta valoare, este denumit racire artificiala. Agentul de lucru, care evolueaza in aceste instalatii, este denumit agent frigorific. Pentru a putea sa preia caldura de la sursa rece, agentul frigorific trebuie sa aiba temperatura mai mica decat aceasta.