Ciencia cotidiana/Exploración de 5 min

¿Cómo funciona un refrigerador?

Un refrigerador saca el calor de su compartimento y lo lleva a la habitación con un refrigerante que se evapora y condensa.

Un compresor eleva la presión y la temperatura del refrigerante, el condensador de la parte trasera cede calor a la habitación mientras el vapor se vuelve líquido, un tubo capilar estrecho reduce la presión y el evaporador del interior absorbe calor cuando el líquido vuelve a hervir. El compresor aporta energía, así que la habitación recibe el calor extraído de los alimentos más el trabajo del compresor.

¿Por qué la parte trasera está caliente cuando el interior está frío?

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Qué debes recordar

La habitación recibe el calor extraído del refrigerador, más la energía suministrada al compresor.

Durante el funcionamiento estable, ¿qué calor libera el condensador a la habitación?

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Cómo funcionan juntas las piezas

  1. Añadir trabajo en el compresor

    Comienza en el compresor. Toma vapor a baja presión y lo expulsa a mayor presión y temperatura. El trabajo eléctrico hace posible esta circulación sostenida. El marcador sigue un paquete; los demás componentes siguen funcionando al mismo tiempo.

  2. Liberar calor a la habitación

    Sigue la línea naranja de alta presión hasta el condensador. El calor se transfiere al aire circundante y el refrigerante pasa de vapor a líquido. Por eso el intercambiador de calor exterior se siente caliente durante el funcionamiento.

  3. Reducir la presión

    El líquido a alta presión pasa por el estrecho tubo capilar. Su presión disminuye y parte se evapora instantáneamente. Observa el cambio del lado naranja de alta presión al lado azul de baja presión.

  4. Tomar calor del interior

    La mezcla fría entra en el evaporador. Al evaporarse el líquido, absorbe calor del compartimento. El vapor regresa al compresor. Ahora apaga el compresor: el modelo detiene la circulación forzada y las flechas activas de transferencia de calor.

Las piezas principales

Compresor
Un motor eléctrico acciona la bomba dentro de esta carcasa sellada. Aspira vapor a baja presión y lo descarga como vapor a mayor presión y temperatura. Suministra trabajo al ciclo de refrigeración.
Condensador · calor fuera
El intercambiador de calor exterior transfiere calor del refrigerante a la habitación. Cuando el refrigerante a alta presión cede calor, se condensa de vapor a líquido. Libera tanto el calor absorbido en el interior como la energía añadida por el compresor.
Tubo capilar · caída de presión
Este tubo estrecho restringe el flujo entre los lados de alta y baja presión. A través de él, la presión cae y parte del líquido se evapora instantáneamente. La mezcla fría de líquido y vapor resultante entra en el evaporador. La bobina está ampliada aquí para su inspección.
Evaporador · calor dentro
Dentro del gabinete, el refrigerante a baja presión absorbe calor mientras el líquido restante se evapora. El refrigerante sale como vapor y regresa al compresor. El aire interior y el refrigerante circulan por espacios separados.
Gabinete aislado
El aislamiento ralentiza la entrada de calor desde la habitación. El corte abre el frente y retira un panel lateral para mostrar el circuito de enfriamiento; es una vista de inspección, no una simulación de dejar la puerta abierta.

Preguntas que vale la pena explorar

¿Por qué está caliente la parte trasera de un refrigerador?

Allí está el condensador, por donde sale el calor. Danfoss explica que el calor cedido es el absorbido en el evaporador más el calor creado por la compresión, así que la habitación gana más calor del que pierde el interior. Al ceder ese calor, el refrigerante se condensa de vapor a líquido. El modelo lo muestra con naranja para el lado de alta presión; los colores no son temperaturas medidas.

Danfoss · How a refrigerator worksDanfoss · Refrigeration basics, including condenser heat balance

¿Por qué el refrigerante que se evapora enfría el interior?

Un líquido absorbe calor al evaporarse, como se nota cuando el alcohol se seca sobre la piel. El evaporador mantiene el refrigerante a baja presión, así que hierve a baja temperatura y toma calor del aire del compartimento. El compresor aspira el vapor para mantener esa presión baja. El refrigerante y el aire del compartimento circulan por espacios separados, y el modelo no calcula temperaturas ni capacidad de enfriamiento.

Danfoss · Refrigeration basics, including condenser heat balanceDanfoss · How a refrigerator works

¿Qué hace el tubo capilar?

Es un tubo delgado que sirve de dispositivo de expansión. El refrigerante líquido del condensador es forzado a través de él y se rocía en el evaporador de baja presión, de modo que su presión cae y parte se convierte en vapor. Danfoss señala que el tubo capilar conviene a aparatos pequeños y sencillos como los refrigeradores, pero no regula cuánto líquido entra. En el modelo la bobina está ampliada para poder inspeccionarla.

Danfoss · How a refrigerator worksDanfoss · Refrigeration basics, including condenser heat balance

¿Qué hace el interruptor del compresor en este modelo?

Apagar el compresor detiene el flujo impulsado y las flechas de transferencia de calor, y muestra que el compresor aporta el trabajo que mantiene el refrigerante en circulación. En un refrigerador real, un termostato enciende y apaga el compresor para mantener la temperatura. Este modelo no simula esos ciclos del termostato, y los sistemas reales siguen intercambiando calor e igualando presiones después de apagarse.

Danfoss · How a refrigerator works

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