Faire le froid et le chaud

Le processus sur lequel la réfrigération se base (aussi vu dans «Qu’est-ce que la réfrigération ?» devrait être considéré comme le refroidissement de l’air à l’intérieur d’un compartiment contenant de la nourriture ou d’autres produits, réalisé par transfert d’énergie de cet air à un autre fluide.

Le transfert d’énergie entre deux fluides ou des organes qui entrent en contact augmente à mesure que la différence de température entre eux augmente. De même, beaucoup  plus d’énergie est transférée si l’un des fluides change d’état.

Etats et substances

Les substances produisent dans la nature dans trois différents états, ou des phases solide, liquide et gazeux, en fonction de leurs conditions actuelles de température et de pression.

Les différents états des substances sont déterminés par la distance relative entre les molécules et par conséquent, leur force de cohésion. Plus grande est la distance (gaz i.e.), plus basse sera la  force de cohésion.

Une substance qui change à d’état avec une force de cohésion inférieure nécessite une quantité considérable d’énergie à partir de l’environnement, appelé «chaleur latente», pour rompre les liaisons entre les molécules. Sinon, il donne de l’énergie en formant des liaisons fortes.

Prenant le cas, par exemple, du changement de phase de liquide à gaz, appelé l’évaporation, l’énergie est nécessaire à partir de l’environnement, qui est par conséquent refroidi.

Radiation : transmission de chaleur par vagues infrarouge

Condition : transmission de chaleur par des corps solides, les molécules de certain corps transmettent l’énergie thermale du point chaud à toutes les autres parties du corps ou d’autres corps en contact avec; 

Convection : transmission de chaleur typique des fluides (liquides ou gaz), les molécules dans le liquide sont un état d’agitation, et migrent à travers le milieu contenant le fluide, générant ainsi des soi-disant «mouvement convectif».

La conception de l’équipement de réfrigération exploite l’évaporation d’un fluide, à savoir le réfrigérant.

Cela a impliqué, au cours du siècle dernier, la conception, le développement et l’optimisation de la «compression de vapeur de réfrigération du cycle», un circuit contenant un réfrigérant fermé déplacé par un compresseur et qui s’évapore dans un échangeur de chaleur en contact avec de l’air à l’extérieur.

Une fois que l’air a été refroidi, il se déverse dans le compartiment de stockage des aliments. 

L’énergie est donc transférée par conduction par l’intermédiaire des tuyaux constituant l’échangeur de chaleur - en général en cuivre - entre le réfrigérant et l’évaporation de l’air extérieur, ainsi que par la convection de l’air qui est souvent forcé par les ventilateurs dans le compartiment en  cours de refroidissement.

Pour plus de détails sur la façon dont la pression et la température jouent un rôle fondamental dans les processus de réfrigération, voir «pressions et températures».