Frigo américain

Frigo américain

Réfrigérateur

Lintérieur dun réfrigérateur

Un réfrigérateur est un appareil principalement utilisé en cuisine, avec un compartiment principal maintenant une température entre 4 à 8 °C et souvent un compartiment pour la congélation à -18 °C appelé congélateur. Le nom frigidaire, couramment employé comme synonyme de réfrigérateur, est une dénomination abusive, Frigidaire étant une marque déposée du groupe Electrolux. En revanche, le frigo du langage familier n'est pas protégé par la marque.

La frigération (du latin frigus, froid) est généralement le refroidissement dun corps par le transfert dune partie de sa chaleur. Les applications peuvent être la conservation, particulièrement de nourriture, labaissement de la température de boissons pour les rendre plus agréables à la consommation. Le refroidissement de quelque chose de chaud est souvent fait au moyen de lair à la température ambiante. Par exemple, le refroidissement dun ordinateur se fait en extrayant lair chaud du boîtier au moyen dun ventilateur.

La fonction dune machine de réfrigération est de prendre de la chaleur du côté basse température et de la rejeter à lextérieur, en utilisant une énergie externe pour conduire le processus. Un réfrigérateur est une pompe à chaleur généralement animée par un moteur électrique. Il est également possible demployer les sels eutectiques ou ladsorption.

La plage de température ambiante idéale de fonctionnement du réfrigérateur dépend des classes climatiques :

  • N (tempérée) 16° C à 32 [1]
  • SN (tempérée élargie) 10° C à 32
  • T (tropicale) 18° C à 43
  • SN-T (tropicale élargie) 10° C à 43
  • N-T (tempéré à tropicale) 16° C à 43
  • ST (subtropicale) 18° C à 38
  • SN-ST (subtropicale élargie) 10° C à 38
  • N-ST (tempéré à subtropicale) 16° C à 38

Si la température est fort en dessous de la plage de fonctionnement le moteur peut stopper et si la température est au dessus on observe une inefficacité [2].

Sommaire

Thermodynamique des réfrigérateurs

Schéma de principe d'un circuit frigorifique

Les réfrigérateurs sont des pompes à chaleur dont la plupart (comme ceux qui équipent maisons et voitures) utilisent un cycle de changement de phase. Ce procédé fait tourner un cycle de Carnot pour transférer de la chaleur de la partie froide vers la partie chaude, en 4 temps :

1 Evaporation: Le fluide réfrigérant circule dans un échangeur de chaleur (évaporateur) qui se trouve dans l'ambiance à refroidir. Il absorbe de la chaleur au médium (air) pour refroidir celui-ci. En absorbant de la chaleur, le réfrigérant s'évapore (passage de l'état liquide à l'état gazeux).

2 Compression : Le compresseur est la pompe du circuit, qui permet de faire circuler le fluide réfrigérant. Le compresseur aspire le réfrigérant à l'état vapeur pour le faire circuler vers le condenseur, en augmentant la pression et la température.

3 Condensation : Le fluide réfrigérant passe dans un échangeur de chaleur il va céder de la chaleur à de l'air, ce qui va lui permettre de se condenser (passage de l'état vapeur à l'état liquide) pour être réutilisé au niveau de l'évaporateur.

4 Détente : En passant dans le compresseur, le fluide réfrigérant a vu sa pression augmenter. il convient donc de rabaisser celle-ci, en le faisant circuler au travers d'un orifice très petit, le détendeur, afin de le réutiliser dans l'évaporateur.

Il existe aussi un procédé plus complexe, à deux fluides, ne requérant pas de compresseur, il est remplacé par une source de chaleur : le réfrigérateur à absorption de gaz. Ce procédé est exploité lorsque lélectricité ou la force mécanique manque, alors quune source de chaleur est disponible (caravanes, frigo solaires, etc.).

Le réfrigérateur dEinstein est un type unique de réfrigérateur co-inventé en 1926 par Albert Einstein et un ancien étudiant Leó Szilárd. Il ne fut jamais commercialisé, sa trop grande différence conceptuelle avec les réfrigérateurs existants exigeant des investissements très lourds, et ses performances compensaient mal l'inconvénient de son bruit.

Lhistoire de la réfrigération

Les précurseurs

Avant linvention des réfrigérateurs, on stockait la glace découpée lhiver sur les étangs dans une glacière. Il sagissait dun trou fermé par un couvercle isolant dans lequel on alternait des couches de paille, ou de sciure de bois, et de glace. Comme lair froid descend, le trou restait froid et la glace se conservait jusquà lété.

Des inventeurs tentèrent de fabriquer de la glace à la fin du XVIIIe siècle et au début du XIXe. Edmond Carré invente, en 1850, le réfrigérateur à eau et acide sulfurique.

Mais la première véritable tentative dutilisation industrielle de la réfrigération date de 1851 : James Harrison, un imprimeur écossais émigré en Australie, avait acheté une entreprise de presse. Alors quil nettoyait des caractères à léther, il remarqua que le liquide refroidissait fortement le métal en sévaporant. Léther est un liquide à faible point débullition. Harrison eut lidée de comprimer léther gazeux avec une pompe pour le transformer en liquide, puis de laisser léther liquide revenir à létat gazeux en provoquant un refroidissement. Il mit ce système en œuvre dans une brasserie australienne le gaz froid déther était pompé dans des tuyaux qui circulaient dans le bâtiment. Harrison utilisa le même principe pour fabriquer de la glace en faisant passer dans de leau les tuyaux refroidis par léther gazeux. Mais il fit faillite en 1860 : la glace naturelle quon importait par bateau dAmérique restait moins chère.

Le réfrigérateur moderne

Le principe du réfrigérateur tel que nous connaisons aujourd'hui a été inventé en 1876 par Carl von Linde. Mais dautres inventeurs sattribuent cette paternité dont John Stenard le 14 juillet 1891, parce que cette technologie a mis du temps à se développer. Une des premières utilisations de la réfrigération domestique a eu lieu au domaine de Biltmore à Asheville, Caroline du Nord, États-Unis, autour de 1895.

Le premier réfrigérateur fabriqué industriellement est le Domelre, en 1913 par Fred W. Wolf de Chicago.

Le réfrigérateur à absorption de gaz, qui se refroidit par lutilisation dune source de chaleur, a été inventé en Suède par Baltzar von Platen en 1922. Plus tard il a été fabriqué par Electrolux et Servel. Aujourdhui il est utilisé dans les maisons qui ne sont pas reliées au réseau électrique et dans des camping-cars.

Réfrigérateurs domestiques

Ceux-ci se composent généralement de compartiments de refroidissement et de congélation et peuvent avoir quatre zones de température : -18 °C ou 0 °F (congélateur), 0 °C ou 32 °F (viandes), 4 °C ou 40 °F (réfrigérateur) et 10 °C ou 50 °F (légumes), pour le stockage des différents types de nourriture. Le volume dun réfrigérateur se mesure en litres. Seul le « volume utile » (dit aussi « volume net ») indique la capacité de stockage, par opposition au « volume brut ».

Dans les modèles récents, un affichage à cristaux liquides suggère la température à utiliser pour les divers types de nourriture à conserver et montre la date limite de consommation des produits.

Quelques modèles incluent un système pour avertir dune panne de courant, avec une fonction de mémoire qui alerte lutilisateur de la coupure en faisant clignoter laffichage de la température. En appuyant sur une touche dinformation, lutilisateur est informé de la température maximale atteinte pendant la panne de courant, et sait si les aliments surgelés ont été décongelés ou sils risquent davoir développé des bactéries dangereuses.

Les anciens réfrigérateurs utilisaient le fréon comme réfrigérant. Le fréon fait partie de la famille des CFC qui détruisent la couche dozone. Après la ratification du protocole de Montréal, ces fluides ont été remplacés par le R134a ou autres (HCFC). Aujourdhui, la majorité des fabricants européens délectroménager ont opté pour lisobutane (R600a).


Fonctionnement du réfrigérateur domestique

Le réfrigérateur à compression (domestique) fonctionne selon un principe qui consiste à évaporer un fluide frigorigène tel que (le CFC, le R12 et le R22) qui se trouve généralement à basse pression dans un circuit fermé. Cette évaporation provoque le refroidissement du fluide frigorigène car il sagit dune réaction endothermique. Le fluide frigorigène est ensuite à nouveau compressé pour redevenir liquide dans le compresseur, il s'agit d'une réaction exothermique, la chaleur générée est évacuée à l'arrière du réfrigérateur. Le fluide frigorigène décrit un cycle perpétuel fermé, le fluide est recyclé infiniment.

Autres types de réfrigérateurs

Développement moderne des réfrigérateurs

Le Réfrigérateur écologique

Depuis peu il existe des réfrigérateurs 100% écologiques destinés aux pays en voie de développement. Un tel réfrigérateur repose sur le fonctionnement du réfrigérateur à absorption mais utilise le soleil comme générateur. Il est intéressant car il nutilise que le soleil comme source dénergie et il ne nécessite aucun entretient ce qui fait de lui un réfrigérateur idéal pour le tiers monde, même si des modèles pour les pays développés sont en cours de développement par lentreprise « Solaref ».

Technologies

Les camions frigorifiques

Des camions frigorifiques sont utilisés pour transporter les denrées périssables, comme, par exemple, les aliments surgelés, les fruits et les légumes, et les produits chimiques sensibles à la température. La plupart des camions frigorifiques modernes ont des températures comprises entre -40 et +20 °C et ont une charge utile maximum denviron 24 tonnes (en Europe). Étonnamment, les camions frigorifiques sont plus utilisés en hiver, quand il y a une demande significative pour transporter des produits chimiques à des températures relativement élevées (+10 à +20 °C).

Exemples de camions frigorifiques :

  • Traiteurs
  • Fourgons de crème glacée

Voir aussi

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Voir « réfrigérateur » sur le Wiktionnaire.

Références

Liens externes

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