• Comment un réfrigérateur-congélateur fonctionne t'il ?

              Mon vieux frigo, qui avait quelques dizaines d’années, étant mort (fuite de gaz et on n’utilise plus les mêmes gaz réfrigérants aujourd’hui), j’ai dû en acheter un neuf et je me suis orienté vers un combiné frigo-congélateur « ventilé » dit « sans givre » (« no frost »).
              A la suite d’une petite panne, vite éliminée, j’ai été amené à me pencher sur le fonctionnement de l’appareil, très différent de celui des anciens frigos et j’ai pensé que cela pourrait vous intéresser.
              Voyons d’abord comment fonctionne un frigo et éventuellement le congélateur, quant à la production du froid, en nous servant du schéma ci-dessous.

              Le réfrigérateur utilise un fluide réfrigérant, sélectionné principalement pour sa grande propriété d'absorption de chaleur, des températures caractéristiques de changement d’état (liquide à gaz), en fonction de la pression, et ces pressions doivent permettre l’utilisation dans des tuyauteries d’épaisseur raisonnable.
              Enfin il ne doivent pas être nocifs, ni pour l’homme, ni pour l’environnement.
             Ces gaz ont longtemps été des hydrochlorofluorocarbones, tel le fréon, qui contribuaient à détruire la couche d’ozone. Le chlore a été supprimé, mais ces gaz sont nocifs au plan effet de serre, plusieurs milliers de fois supérieur à celui du CO2.
            Les fluides maintenant utilisés sont des propanes et des isobutanes; ils ne contiennent plus de fluor, mais ont l’inconvénient d’être inflammables. Toutefois un frigo en contient peu.

    Comment le frigo produit il du froid?

              Pour examiner le fonctionnement du circuit de refroidissement, partons du compresseur : c’est un moteur électrique qui comprime le fluide réfrigérant, initialement gazeux et froid, qui sort de l’intérieur du réfrigérateur, ce qui élève sa température et sa pression.
              A la sortie du compresseur, le fluide est donc un gaz chaud (vers 40 d°C), et à haute pression.

              Ce gaz passe alors par un « condenseur », tuyau serpentin fixé dur une grille métallique qui augmente la surface de refroidissement par l’air. Elle est en général située à l’extérieur et à l’arrière du réfrigérateur.
              Le gaz se refroidit et change d’état, devenant liquide.
              A la sortie du condenseur, le fluide est donc un liquide à température voisine de l’ambiante et à haute pression.

              Ce liquide traverse un détendeur qui lui offre un volume plus grand. La pression chute brutalement et le liquide se vaporise partiellement engendrant une forte diminution de température, d’au moins 15 d°, mais qui peut atteindre moins 50 d° dans un congélateur.
              A la sortie du détendeur, le fluide est donc un mélange vapeur- gouttelettes de liquide à température très basse et à basse pression.

              Ce mélange va passer alors dans un évaporateur, tuyau serpentin logé dans la paroi de la chambre froide, souvent au contact d’une plaque métallique qui augmente le contact avec l’air de l’intérieur du frigo.
              Le fluide qui circule dans cet évaporateur continue à s’évaporer en absorbant la chaleur cédée par des aliments placés à l'intérieur du réfrigérateur. 
              A la sortie de l’évaporateur, le fluide est, à l’état gazeux, très froid et à basse pression. Il repart vers le compresseur pour un nouveau cycle thermique.

    Ce cycle est le même pour toutes les enceintes à refroidir.

              Dans les frigos même récents un thermostat, constitué d’un petit soufflet relié à une sonde, remplis d’un gaz, se dilatait en fonction de la température et actionnait deux contacts à des repères de température au degré près, contacts qui entrainaient le démarrage ou l’arrêt du compresseur et du cycle de refroidissement.

              Dans les réfrigérateur-congélateur, il y a deux circuits séparés de refroidissement à des températures différentes commandées par deux thermostats spécifiques de chaque compartiment. Ces deux circuit sont soit reliés chacun à un compresseur spécifique, soit le plus souvent à un seul compresseur avec des clapets.
              Une petite électronique simple commande les clapets de basculement du compresseur et inhibe le thermostat d’un compartiment lorsque l’autre est en cours de refroidissement..

    Je vous parlerai dans un prochain article du dégivrage et des réfrigérateurs-congélateurs « ventilé » dit « sans givre » (« no frost »), de leur fonctionnement et de leurs avantages et inconvénients par rapport aux matériels classiques.

     


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