Au cours de l'histoire, les gens ont cherché des moyens de garder les aliments au frais, de prévenir leur détérioration et de protéger leur santé. L'une des premières stratégies, utilisée pour la première fois en Inde il y a plusieurs centaines d'années, consistait à exploiter le pouvoir de refroidissement de l'eau évaporée. Dès le 11ème siècle, des techniques ont été développées pour condenser la vapeur d’eau en serpentins, la pressuriser et l’envoyer à travers une ouverture pour la faire évaporer. L'eau n'est pas un très bon réfrigérant, cependant, et ces premiers systèmes de refroidissement n'étaient pas très efficaces.
credit: Christian Horz / iStock / GettyImagesLe système de réfrigération que vous voyez sur un congélateur classique comprend deux séries de batteries, les batteries de condenseur et les batteries d'évaporation.Au 18ème siècle, lorsque les inventeurs ont commencé à construire des systèmes de réfrigération en comprimant l’air, l’ammoniac et d’autres gaz, puis en les forçant à absorber la chaleur en réduisant la pression et en leur permettant de se dilater. La réfrigération ne devint cependant viable à grande échelle qu'en 1876, lorsque l'ingénieur allemand Carl von Linde construisit un système de condensation capable de liquéfier ces gaz. Quelque 50 ans plus tard, General Electric mit fin à l’âge de la glacière en commercialisant le premier système de réfrigération largement disponible, qui utilisait un gaz exclusif appelé Fréon comme réfrigérant.
Les réfrigérateurs et les congélateurs sont maintenant monnaie courante et chaque ménage en a un, bien que le fréon soit maintenant obsolète. La plupart des unités ont à la fois un réfrigérateur et un congélateur, mais le refroidissement se fait dans le congélateur et un ventilateur fait circuler l'air froid dans le compartiment du réfrigérateur. Qu'il s'agisse d'un petit appareil électroménager ou d'un grand espace de travail, le système de refroidissement fonctionne sur le même principe de base qu'un congélateur.
Le compresseur de congélation est le cœur du système de réfrigération
Le système de réfrigération que vous voyez sur un congélateur typique comprend deux jeux de serpentins, le serpentin du condenseur et le serpentin d'évaporation, et ils sont séparés par une petite ouverture appelée détendeur. Si le congélateur fonctionne à l'électricité, ce qui n'est pas le cas de tous les congélateurs, une pompe à compresseur de congélateur électrique met le réfrigérant sous pression dans le premier serpentin et le force à pulvériser à travers le détendeur dans le deuxième serpentin. Comme la pression dans le second serpentin est beaucoup plus basse, le réfrigérant s'évapore et c'est ce qui fournit le refroidissement.
Dans le langage de la chimie, l'évaporation est un processus endothermique, ce qui signifie qu'elle absorbe de la chaleur. La chaleur provient de l'air ambiant et fournit l'énergie dont les molécules de réfrigérant ont besoin pour passer à l'état gazeux. Un congélateur n'ajoute pas tant de fraîcheur à l'air qu'il en soustrait la chaleur, et cette chaleur doit aller quelque part.
Une fois transformé en gaz, le réfrigérant retourne dans les serpentins du condenseur où il est mis sous pression par la pompe du condenseur et redevient liquide. La pressurisation génère de la chaleur, qui termine le cycle thermique, et la chaleur doit être dissipée du compartiment congélateur pour maintenir la température basse dans le congélateur. De nombreuses unités ont un ventilateur pour faciliter cela. Le cycle thermique peut continuer indéfiniment, à condition que les serpentins soient scellés et qu'aucun agent réfrigérant ne puisse s'échapper.
Un compartiment congélateur doit être bien scellé
La température du congélateur peut descendre jusqu'à -18 ° C et même plus bas, mais pour cela, le compartiment doit être bien fermé. Les serpentins d'évaporation sont généralement situés derrière la paroi arrière du congélateur. Tant que le compartiment est scellé, les serpentins continuent à absorber la chaleur du compartiment du congélateur et à la dissiper à travers les serpentins du condenseur, et la température dans le congélateur continue de baisser.
La plupart des congélateurs ont un thermostat qui surveille la température. Lorsque la température cible est atteinte, le thermostat signale l'arrêt du compresseur du congélateur. Si le compartiment est bien scellé et isolé, il faut beaucoup de temps pour que la température augmente et que le compresseur se mette en marche. Des joints de porte médiocres laissant passer de l'air chaud dans le compartiment congélateur font que le compresseur s'allume plus souvent, ce qui gaspille de l'énergie.
Les congélateurs ont besoin d'un dégivrage périodique
L'une des raisons pour lesquelles vous avez un congélateur est de fabriquer et de stocker de la glace, mais celle-ci devrait se trouver dans des plateaux ou des sacs et non sur les parois du congélateur. Lorsque la glace s'accumule sur la paroi du congélateur à côté des serpentins d'évaporation ou des serpentins eux-mêmes, elle perturbe le flux d'air et réduit leur efficacité de refroidissement. En conséquence, le condensateur doit travailler plus fort, ce qui gaspille de l'énergie.
Le principe de fonctionnement d'un congélateur est que les batteries absorbent la chaleur de l'air ambiant, mais ne peuvent le faire si elles sont couvertes de glace ou de givre. C'est pourquoi le dégivrage périodique est si important et que de nombreux congélateurs ont une fonction de dégivrage automatique. Si un congélateur n'a pas de fonction de dégivrage, il doit être dégivré manuellement en l'éteignant suffisamment longtemps pour que la glace fonde.
Lorsqu'un congélateur est doté d'un mécanisme de dégivrage, il prend généralement la forme d'un élément chauffant fixé au serpentin d'évaporation. Le dégivreur peut s’allumer automatiquement ou vous devrez peut-être l’activer manuellement. Quoi qu'il en soit, il fait fondre la glace sur les serpentins et l'eau passe par un système de tuyaux de drainage vers un bac où elle peut s'évaporer.
Qu'est-ce qui différencie un congélateur d'un réfrigérateur?
La plupart des réfrigérateurs sont livrés avec un congélateur fixé et sont placés dans des compartiments séparés. La température idéale du congélateur se situe autour de -18 ° C (0 ° F), mais dans le compartiment réfrigérateur, elle est plus proche de 4 ° C (40 ° F). Pour maintenir cette différence de température, les compartiments sont séparés par une ouverture de ventilation et un ventilateur souffle l'air froid du congélateur dans le réfrigérateur uniquement lorsque cela est nécessaire.
Vous réglez la température dans le compartiment réfrigérateur en ajustant le fonctionnement du ventilateur. Si les joints et l'isolation de la porte sont intacts et que le congélateur est à la bonne température mais que le réfrigérateur est trop chaud ou trop froid, cela est généralement dû à un mauvais fonctionnement du ventilateur. Si la température du congélateur est supérieure à ce qu'elle devrait être, cependant, c'est généralement le condenseur qui est en cause, et c'est un problème plus grave.
Pouvez-vous entretenir votre congélateur vous-même?
En cas de problème dans un réfrigérateur, vous pouvez souvent réparer vous-même le ventilateur ou les commandes si vous savez ce que vous faites. La situation est différente lorsque vous ne pouvez pas maintenir la température du congélateur, car cela signifie généralement que le système de réfrigération pose un problème. La loi fédérale interdit aux personnes non autorisées d’effectuer des réparations sur les systèmes de réfrigération.
L'une des principales raisons de l'interdiction est liée à la volatilité du fluide frigorigène. Bien que le fréon (également appelé réfrigérant R22) ne soit plus utilisé parce que c'est un chlorofluorocarbone qui endommage la couche d'ozone de la Terre, certains systèmes plus anciens peuvent encore l'utiliser. En outre, certains réfrigérants actuels, tels que les hydrofluorocarbures (HFC), peuvent également nuire à l'environnement en contribuant au réchauffement planétaire.
Certains systèmes de congélation, en particulier ceux au propane, utilisent l’ammoniac comme réfrigérant, ce qui est un retour aux premiers jours des systèmes de réfrigération. L'ammoniac est très corrosif et provoque une brûlure des yeux et du système respiratoire et peut être fatal en grande quantité. Il faut des techniciens qualifiés et des protocoles procéduraux stricts pour travailler sur les systèmes de réfrigération sans dégager aucun de ces gaz dangereux.
