Refrigerador

Un frigorífico, refrigerador o nevera, es un electrodoméstico comercial y doméstico que consta de un compartimento aislado térmicamente y de una bomba de calor (mecánica, electrónica o química) que transfiere el calor de su interior a su entorno exterior para que su interior se enfríe a una temperatura inferior a la temperatura ambiente. La refrigeración es una técnica esencial de almacenamiento de alimentos en todo el mundo. La temperatura más baja reduce la tasa de reproducción de bacterias, por lo que el refrigerador reduce la tasa de deterioro. Un frigorífico mantiene una temperatura unos pocos grados por encima del punto de congelación del agua. El rango de temperatura óptimo para el almacenamiento de alimentos perecederos es de 3 a 5 °C (37 a 41 °F). Un dispositivo similar que mantiene una temperatura por debajo del punto de congelación del agua se llama congelador. El frigorífico sustituyó a la nevera, que había sido un electrodoméstico común durante casi un siglo y medio. La Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos recomienda que el refrigerador se mantenga a una temperatura igual o inferior a 4 °C (40 °F) y que el congelador se regule a -18 °C (0 °F).

Los primeros sistemas de enfriamiento de alimentos involucraron hielo. La refrigeración artificial comenzó a mediados de la década de 1750 y se desarrolló a principios del siglo XIX. En 1834, se construyó el primer sistema de refrigeración por compresión de vapor en funcionamiento. La primera máquina comercial para hacer hielo se inventó en 1854. En 1913 se inventaron los refrigeradores para uso doméstico. En 1923 Frigidaire presentó la primera unidad autónoma. La introducción del freón en la década de 1920 expandió el mercado de refrigeradores durante la década de 1930. Los congeladores domésticos como compartimentos separados (más grandes de lo necesario solo para cubitos de hielo) se introdujeron en 1940. Los alimentos congelados, anteriormente un artículo de lujo, se convirtieron en algo común.

Las unidades de congelación se utilizan tanto en los hogares como en la industria y el comercio. Las unidades comerciales de refrigeradores y congeladores estuvieron en uso durante casi 40 años antes de los modelos domésticos comunes. El estilo de congelador sobre refrigerador había sido el estilo básico desde la década de 1940, hasta que los modernos refrigeradores de dos puertas verticales rompieron la tendencia. Se utiliza un ciclo de compresión de vapor en la mayoría de los refrigeradores, refrigeradores-congeladores y congeladores domésticos. Los refrigeradores más nuevos pueden incluir descongelación automática, agua fría y hielo de un dispensador en la puerta.

Los refrigeradores y congeladores domésticos para el almacenamiento de alimentos se fabrican en una variedad de tamaños. Entre los más pequeños se encuentran los refrigeradores tipo Peltier diseñados para enfriar bebidas. Un refrigerador doméstico grande tiene la altura de una persona y puede medir aproximadamente un metro (3 pies 3 pulgadas) de ancho con una capacidad de 0,6 m (21 pies cúbicos). Los refrigeradores y congeladores pueden ser independientes o estar integrados en una cocina. El refrigerador permite que el hogar moderno mantenga los alimentos frescos por más tiempo que antes. Los congeladores permiten a las personas comprar alimentos perecederos a granel y comerlos con tranquilidad, y realizar compras a granel.

Historia

Desarrollo tecnológico

Orígenes antiguos

Los antiguos iraníes fueron de los primeros en inventar una forma de enfriador evaporativo grande llamado yakhchāls utilizando espacios de almacenamiento subterráneos, una gran estructura abovedada sobre el suelo hecha con paredes gruesas y equipada con atrapavientos (llamados "badgirs"), amurallada más en una serie de "qanats", o un estilo de acueducto utilizado en el antiguo Irán.

Pre-refrigeración eléctrica

En los tiempos modernos, antes de la invención del refrigerador eléctrico moderno, las casas de hielo y las hieleras se usaban para brindar almacenamiento fresco durante la mayor parte del año. Colocados cerca de lagos de agua dulce o llenos de nieve y hielo durante el invierno, alguna vez fueron muy comunes. Los medios naturales todavía se utilizan para enfriar los alimentos en la actualidad. En las laderas de las montañas, la escorrentía de la nieve que se derrite es una forma conveniente de enfriar las bebidas, y durante el invierno se puede mantener la leche fresca por mucho más tiempo simplemente manteniéndola al aire libre. La palabra "refrigerador" se usó al menos desde el siglo XVII.

refrigeración artificial

La historia de la refrigeración artificial comenzó cuando el profesor escocés William Cullen diseñó una pequeña máquina de refrigeración en 1755. Cullen usó una bomba para crear un vacío parcial sobre un recipiente de éter dietílico, que luego hirvió, absorbiendo el calor del aire circundante. El experimento incluso creó una pequeña cantidad de hielo, pero no tenía ninguna aplicación práctica en ese momento.

En 1805, el inventor estadounidense Oliver Evans describió un ciclo cerrado de refrigeración por compresión de vapor para la producción de hielo con éter al vacío. En 1820, el científico británico Michael Faraday licuó amoníaco y otros gases mediante el uso de altas presiones y bajas temperaturas, y en 1834, un expatriado estadounidense en Gran Bretaña, Jacob Perkins, construyó el primer sistema de refrigeración por compresión de vapor en funcionamiento. Era un dispositivo de ciclo cerrado que podía operar continuamente. Un intento similar fue realizado en 1842 por el médico estadounidense John Gorrie, quien construyó un prototipo funcional, pero fue un fracaso comercial. El ingeniero estadounidense Alexander Twining sacó una patente británica en 1850 para un sistema de compresión de vapor que usaba éter.

El primer sistema práctico de refrigeración por compresión de vapor fue construido por James Harrison, un australiano escocés. Su patente de 1856 fue para un sistema de compresión de vapor usando éter, alcohol o amoníaco. Construyó una máquina mecánica para hacer hielo en 1851 a orillas del río Barwon en Rocky Point en Geelong, Victoria, y su primera máquina comercial para hacer hielo la siguió en 1854. Harrison también introdujo la refrigeración comercial por compresión de vapor en cervecerías y empacadoras de carne. casas, y en 1861, una docena de sus sistemas estaban en funcionamiento.

El primer sistema de refrigeración por absorción de gas (sin compresor y alimentado por una fuente de calor) fue desarrollado por Ferdinand Carré de Francia en 1859 y patentado en 1860. Utilizaba amoníaco gaseoso disuelto en agua ("aqua ammonia").

Carl von Linde, profesor de ingeniería de la Universidad Tecnológica de Munich en Alemania, patentó un método mejorado para licuar gases en 1876. Su nuevo proceso hizo posible el uso de gases como el amoníaco (NH ₃), el dióxido de azufre (SO ₂) y el metilo. cloruro (CH ₃ Cl) como refrigerantes, que fueron ampliamente utilizados para ese propósito hasta finales de la década de 1920 a pesar de las preocupaciones de seguridad.

Frigoríficos eléctricos

En 1894, el inventor e industrial húngaro István Röck comenzó a fabricar un gran refrigerador industrial de amoníaco que funcionaba con compresores eléctricos (junto con Esslingen Machine Works). Sus compresores eléctricos fueron fabricados por Ganz Works. En la Exposición del Milenio de 1896, Röck y Esslingen Machine Works presentaron una planta de producción de hielo artificial de 6 toneladas de capacidad. En 1906, se abrió la primera gran cámara frigorífica húngara (con una capacidad de 3.000 toneladas, la más grande de Europa) en la calle Tóth Kálmán, Budapest, la máquina fue fabricada por Ganz Works. Hasta la nacionalización después de la Segunda Guerra Mundial, la producción de refrigeradores industriales a gran escala en Hungría estaba en manos de Röck and Ganz Works.

Las unidades comerciales de refrigeradores y congeladores, que tienen muchos otros nombres, estuvieron en uso durante casi 40 años antes de los modelos domésticos comunes. Usaron sistemas de gas como amoníaco (R-717) o dióxido de azufre (R-764), que ocasionalmente se filtraban, lo que los hacía inseguros para uso doméstico. Los prácticos refrigeradores domésticos se introdujeron en 1915 y obtuvieron una mayor aceptación en los Estados Unidos en la década de 1930 cuando los precios cayeron y se introdujeron refrigerantes sintéticos no tóxicos y no inflamables como el freón-12 (R-12). Sin embargo, el R-12 dañó la capa de ozono, lo que provocó que los gobiernos prohibieran su uso en nuevos refrigeradores y sistemas de aire acondicionado en 1994. El reemplazo menos dañino del R-12, R-134a (tetrafluoroetano), ha sido en común uso desde 1990, pero el R-12 todavía se encuentra en muchos sistemas antiguos.

Un refrigerador comercial común es el enfriador de bebidas con frente de vidrio. Este tipo de aparatos suelen estar diseñados para condiciones específicas de recarga, lo que significa que generalmente tienen un sistema de enfriamiento más grande. Esto garantiza que puedan hacer frente a un gran volumen de bebidas y a la apertura frecuente de puertas. Como resultado, es común que este tipo de refrigeradores comerciales tengan un consumo de energía de más de 4 kWh por día. La eficiencia de los refrigeradores comerciales depende principalmente del compresor que se mueve. Los refrigeradores pueden causar daños técnicos al compresor en ciertos casos.Se puede restaurar o volver a montar, según el grado de daño. Otros tipos de daños, como una fuga en el enfriador, pueden pasar desapercibidos hasta que surjan problemas graves. Los problemas de salud son los principales entre estos problemas, siendo el envenenamiento por refrigerante el más alarmante. Para detectar fugas dañinas a tiempo, los niveles de refrigerante deben monitorearse regularmente. El mantenimiento de rutina regular debe evitar el riesgo de mantener los productos alimenticios a la temperatura adecuada. Incluso el más mínimo cambio en las circunstancias puede afectar la consistencia, lo que resulta en infracciones de la seguridad alimentaria y posibles sanciones.

Frigoríficos residenciales

En 1913, Fred W. Wolf de Fort Wayne, Indiana, inventó y produjo los primeros refrigeradores eléctricos para uso doméstico y doméstico, con modelos que consistían en una unidad que se montaba encima de una caja de hielo. Su primer dispositivo, producido durante los años siguientes en varios cientos de unidades, se llamó DOMELRE.En 1914, el ingeniero Nathaniel B. Wales de Detroit, Michigan, presentó una idea para una práctica unidad de refrigeración eléctrica, que luego se convirtió en la base del Kelvinator. Alfred Mellowes inventó un refrigerador autónomo, con un compresor en la parte inferior del gabinete en 1916. Mellowes produjo este refrigerador comercialmente, pero William C. Durant lo compró en 1918, quien fundó la compañía Frigidaire para producir refrigeradores en masa.. En 1918, la empresa Kelvinator introdujo el primer frigorífico con algún tipo de control automático. El refrigerador de absorción fue inventado por Baltzar von Platen y Carl Munters de Suecia en 1922, cuando aún eran estudiantes en el Instituto Real de Tecnología de Estocolmo. Se convirtió en un éxito mundial y fue comercializado por Electrolux. Otros pioneros incluyeron a Charles Tellier, David Boyle, y Raoul Pictet. Carl von Linde fue el primero en patentar y fabricar un frigorífico práctico y compacto.

Estas unidades domiciliarias generalmente requerían la instalación de las partes mecánicas, motor y compresor, en el sótano o en una habitación adyacente mientras que la caja fría se ubicaba en la cocina. Había un modelo de 1922 que constaba de una caja fría de madera, un compresor refrigerado por agua, una bandeja de cubitos de hielo y un compartimento de 0,25 metros cúbicos (9 pies cúbicos), y costaba 714 dólares. (Un Ford Modelo T de 1922 costaba alrededor de $ 476). En 1923, Kelvinator poseía el 80 por ciento del mercado de refrigeradores eléctricos. También en 1923 Frigidaire presentó la primera unidad autónoma. Casi al mismo tiempo comenzaron a aparecer gabinetes de metal cubiertos de porcelana. Las bandejas de cubitos de hielo se introdujeron cada vez más durante la década de 1920; hasta este momento la congelación no era una función auxiliar del refrigerador moderno.

El primer refrigerador que vio un uso generalizado fue el refrigerador General Electric "Monitor-Top" introducido en 1927, llamado así por el público debido a su parecido con la torreta del buque de guerra acorazado USS Monitor de la década de 1860. El ensamblaje del compresor, que emitía una gran cantidad de calor, se colocó sobre el gabinete y se rodeó con un anillo decorativo. Se produjeron más de un millón de unidades. Como medio refrigerante, estos refrigeradores usaban dióxido de azufre, que es corrosivo para los ojos y puede causar pérdida de la visión, quemaduras y lesiones dolorosas en la piel, o formiato de metilo, que es altamente inflamable, dañino para los ojos y tóxico si se inhala o ingerido

La introducción del freón en la década de 1920 amplió el mercado de refrigeradores durante la década de 1930 y brindó una alternativa más segura y de baja toxicidad a los refrigerantes utilizados anteriormente. Los congeladores separados se volvieron comunes durante la década de 1940; el término para la unidad, popular en ese momento, era congelación profunda. Estos dispositivos, o electrodomésticos, no entraron en producción en masa para su uso en el hogar hasta después de la Segunda Guerra Mundial.Las décadas de 1950 y 1960 vieron avances técnicos como la descongelación automática y la fabricación automática de hielo. Se desarrollaron refrigeradores más eficientes en las décadas de 1970 y 1980, aunque los problemas ambientales llevaron a la prohibición de refrigerantes muy efectivos (freón). Los primeros modelos de refrigeradores (desde 1916) tenían un compartimento frío para bandejas de cubitos de hielo. Desde finales de la década de 1920, Postum Company (precursora de General Foods), que había adquirido la tecnología cuando compró los derechos de los exitosos métodos de congelación fresca de Clarence Birdseye, procesó con éxito las verduras frescas mediante congelación.

Estilos de heladeras

A principios de la década de 1950, la mayoría de los refrigeradores eran blancos, pero desde mediados de la década de 1950 hasta la actualidad, los diseñadores y fabricantes han puesto color en los refrigeradores. A fines de la década de 1950 y principios de la de 1960, los colores pastel como el turquesa y el rosa se hicieron populares, y algunos modelos tenían disponible un cromado cepillado (similar a un acabado de acero inoxidable). A fines de la década de 1960 y durante la década de 1970, los colores de tonos tierra eran populares, incluidos Harvest Gold, Avocado Green y Almond. En la década de 1980, el negro se puso de moda. A fines de la década de 1990, el acero inoxidable se puso de moda. Desde 1961, Color Marketing Group ha intentado coordinar los colores de los electrodomésticos y otros bienes de consumo.

Congelador

Las unidades de congelación se utilizan en los hogares y en la industria y el comercio. Los alimentos almacenados a -18 °C (0 °F) o menos son seguros indefinidamente. La mayoría de los congeladores domésticos mantienen temperaturas de −23 a −18 °C (−9 a 0 °F), aunque algunas unidades solo de congelador pueden alcanzar −34 °C (−29 °F) y menos. Los congeladores frigoríficos generalmente no alcanzan una temperatura inferior a -23 °C (-9 °F), ya que el mismo circuito de refrigeración sirve a ambos compartimentos: bajar excesivamente la temperatura del compartimento congelador provoca dificultades para mantener la temperatura por encima del punto de congelación en el compartimento frigorífico. Los congeladores domésticos pueden incluirse como un compartimento separado en un refrigerador o pueden ser un electrodoméstico separado. Los congeladores domésticos pueden ser verticales, parecidos a un refrigerador, o congeladores horizontales., más ancho que alto con la tapa o la puerta en la parte superior, sacrificando la comodidad por la eficiencia y la inmunidad parcial a los cortes de energía. Muchos congeladores verticales modernos vienen con un dispensador de hielo integrado en la puerta. Algunos modelos exclusivos incluyen pantallas y controles de termostato y, a veces, también televisores de pantalla plana.

Los congeladores domésticos como compartimentos separados (más grandes de lo necesario solo para cubitos de hielo) o como unidades separadas se introdujeron en los Estados Unidos en 1940. Los alimentos congelados, que anteriormente eran un artículo de lujo, se convirtieron en algo común.

Tecnologías de refrigeración

Frigoríficos de compresor

Se utiliza un ciclo de compresión de vapor en la mayoría de los refrigeradores, refrigeradores-congeladores y congeladores domésticos. En este ciclo, un refrigerante en circulación, como el R134a, ingresa a un compresor como vapor a baja presión a la temperatura del interior del refrigerador o ligeramente por debajo de ella. El vapor se comprime y sale del compresor como vapor sobrecalentado a alta presión. El vapor sobrecalentado viaja bajo presión a través de bobinas o tubos que forman el condensador; los serpentines o tubos se enfrían pasivamente por exposición al aire de la habitación. El condensador enfría el vapor, que se licua. A medida que el refrigerante sale del condensador, todavía está bajo presión, pero ahora solo está ligeramente por encima de la temperatura ambiente. Este refrigerante líquido es forzado a través de un dispositivo de medición o estrangulamiento, también conocido como válvula de expansión (esencialmente, una constricción del tamaño de un orificio en la tubería) a un área de presión mucho más baja. La disminución repentina de la presión da como resultado una evaporación instantánea similar a un explosivo de una porción (típicamente alrededor de la mitad) del líquido. El calor latente absorbido por esta evaporación instantánea se extrae principalmente del refrigerante líquido adyacente, un fenómeno conocido como autorrefrigeración.. Este refrigerante frío y parcialmente vaporizado continúa a través de los serpentines o tubos de la unidad evaporadora. Un ventilador sopla aire del compartimiento ("aire de la caja") a través de estos serpentines o tubos y el refrigerante se vaporiza por completo, extrayendo más calor latente del aire de la caja. Este aire enfriado se devuelve al compartimiento del refrigerador o del congelador y, por lo tanto, mantiene frío el aire de la caja. Tenga en cuenta que el aire frío en el refrigerador o congelador todavía está más caliente que el refrigerante en el evaporador. El refrigerante sale del evaporador, ahora completamente vaporizado y ligeramente calentado, y regresa a la entrada del compresor para continuar el ciclo.

Los refrigeradores domésticos modernos son extremadamente confiables porque el motor y el compresor están integrados dentro de un contenedor soldado, "unidad sellada", con una probabilidad muy reducida de fugas o contaminación. En comparación, los compresores de refrigeración acoplados externamente, como los del aire acondicionado de los automóviles, inevitablemente pierden líquido y lubricante a través de los sellos del eje. Esto conduce a un requisito de recarga periódica y, si se ignora, a una posible falla del compresor.

Diseños de doble compartimento.

Los frigoríficos con dos compartimentos necesitan un diseño especial para controlar el enfriamiento de los compartimentos frigorífico o congelador. Por lo general, los compresores y los serpentines del condensador se montan en la parte superior del gabinete, con un solo ventilador para enfriarlos a ambos. Esta disposición tiene algunas desventajas: cada compartimento no se puede controlar de forma independiente y el aire más húmedo del refrigerador se mezcla con el aire seco del congelador.

Múltiples fabricantes ofrecen modelos de compresor dual. Estos modelos tienen compartimientos separados para el congelador y el refrigerador que funcionan de manera independiente, a veces montados dentro de un solo gabinete. Cada uno tiene sus propios serpentines de compresor, condensador y evaporador, aislamiento, termostato y puerta.

Un híbrido entre los dos diseños utiliza un ventilador separado para cada compartimento, el enfoque de doble ventilador. Hacerlo permite un control y flujo de aire separados en un solo sistema de compresor.

Frigoríficos de absorción

Un frigorífico de absorción funciona de forma diferente a un frigorífico de compresor, utilizando una fuente de calor, como la combustión de gas licuado de petróleo, energía solar térmica o un elemento calefactor eléctrico. Estas fuentes de calor son mucho más silenciosas que el motor del compresor en un refrigerador típico. Un ventilador o una bomba pueden ser las únicas partes mecánicas móviles; la confianza en la convección se considera poco práctica.

Otros usos de un refrigerador de absorción (o "enfriador") incluyen grandes sistemas utilizados en edificios de oficinas o complejos como hospitales y universidades. Estos grandes sistemas se utilizan para enfriar una solución de salmuera que circula por el edificio.

Frigoríficos efecto peltier

El efecto Peltier usa electricidad para bombear calor directamente; los refrigeradores que emplean este sistema a veces se usan para acampar o en situaciones donde el ruido no es aceptable. Pueden ser totalmente silenciosos (si no se instala un ventilador para la circulación del aire), pero son menos eficientes energéticamente que otros métodos.

Frigoríficos de ultra baja temperatura

Los congeladores "ultrafríos" o de "temperatura ultrabaja (ULT)" (típicamente -80 °C o -86 °C), que se utilizan para almacenar muestras biológicas, también emplean generalmente dos etapas de enfriamiento, pero en cascada. La etapa de temperatura más baja usa metano, o un gas similar, como refrigerante, con su condensador mantenido a alrededor de -40 °C por una segunda etapa que usa un refrigerante más convencional. Las marcas conocidas incluyen Forma y Revco (ambos ahora Thermo Scientific). Para temperaturas mucho más bajas, los laboratorios suelen comprar nitrógeno líquido (−196 °C), guardado en un matraz Dewar, en el que se suspenden las muestras. Los congeladores arcón criogénicos pueden alcanzar temperaturas de hasta -150 °C y pueden incluir una copia de seguridad de nitrógeno líquido.

Otros refrigeradores

Las alternativas al ciclo de compresión de vapor que no se encuentran en la producción en masa actual incluyen:

• Refrigeración acústica
• ciclo de aire
• Refrigeración magnética
• motor malone
• tubo de pulso
• ciclo de Stirling
• Refrigeración termoeléctrica
• Enfriamiento termoiónico
• tubo de vórtice
• Sistemas del ciclo del agua.

Arquitectura

Muchos refrigeradores/congeladores modernos tienen el congelador en la parte superior y el refrigerador en la parte inferior. La mayoría de los refrigeradores-congeladores, excepto los modelos de descongelación manual o las unidades más económicas, usan lo que parecen ser dos termostatos. Solo el compartimiento del refrigerador tiene la temperatura controlada adecuadamente. Cuando el refrigerador se calienta demasiado, el termostato inicia el proceso de enfriamiento y un ventilador hace circular el aire alrededor del congelador. Durante este tiempo, el refrigerador también se enfría. La perilla de control del congelador solo controla la cantidad de aire que fluye hacia el refrigerador a través de un sistema de compuerta. Cambiar la temperatura del refrigerador cambiará inadvertidamente la temperatura del congelador en la dirección opuesta.Cambiar la temperatura del congelador no tendrá ningún efecto sobre la temperatura del refrigerador. El control del congelador también se puede ajustar para compensar cualquier ajuste del refrigerador.

Esto significa que el refrigerador puede calentarse demasiado. Sin embargo, debido a que solo se desvía suficiente aire al compartimiento del refrigerador, el congelador generalmente vuelve a adquirir la temperatura establecida rápidamente, a menos que se abra la puerta. Cuando se abre una puerta, ya sea en el refrigerador o en el congelador, el ventilador en algunas unidades se detiene inmediatamente para evitar la acumulación excesiva de escarcha en el serpentín del evaporador del congelador, porque este serpentín enfría dos áreas. Cuando el congelador alcanza la temperatura, la unidad se apaga, sin importar cuál sea la temperatura del refrigerador. Los refrigeradores computarizados modernos no utilizan el sistema de compuerta. La computadora administra la velocidad del ventilador para ambos compartimentos, aunque todavía sale aire del congelador.

Características

Los refrigeradores más nuevos pueden incluir:

• descongelación automática
• Una advertencia de falla de energía que alerta al usuario mediante una pantalla de temperatura intermitente. Puede mostrar la temperatura máxima alcanzada durante el corte de energía y si los alimentos congelados se han descongelado o pueden contener bacterias dañinas.
• Agua fría y hielo de un dispensador en la puerta. La dispensación de agua y hielo estuvo disponible en la década de 1970. En algunos refrigeradores, el proceso de hacer hielo está integrado para que el usuario no tenga que usar bandejas de hielo manualmente. Algunos refrigeradores tienen enfriadores de agua y sistemas de filtración de agua.
• Gabinete con ruedas que permite que el refrigerador se despliegue para facilitar la limpieza
• Estantes y bandejas ajustables
• Un indicador de estado que notifica cuándo es el momento de cambiar el filtro de agua
• Un carrito de hielo en la puerta, que reubica el almacenamiento de la máquina de hielo en la puerta del congelador y ahorra aproximadamente 60 litros (2 pies cúbicos) de espacio utilizable en el congelador. También es removible y ayuda a prevenir la obstrucción de la máquina de hielo.
• Una zona de enfriamiento en los estantes de la puerta del refrigerador. El aire de la sección del congelador se desvía hacia la puerta del refrigerador para enfriar la leche o el jugo almacenado en el estante de la puerta.
• Una puerta abatible integrada en la puerta principal del refrigerador, que brinda un fácil acceso a los artículos de uso frecuente, como la leche, y así ahorra energía al no tener que abrir la puerta principal.
• Una función de congelación rápida para enfriar rápidamente los alimentos haciendo funcionar el compresor durante un período de tiempo predeterminado y, por lo tanto, reduciendo temporalmente la temperatura del congelador por debajo de los niveles normales de funcionamiento. Se recomienda usar esta función varias horas antes de agregar más de 1 kg de alimentos no congelados al congelador. Para los congeladores sin esta característica, bajar el ajuste de temperatura al más frío tendrá el mismo efecto.
• Descongelación del congelador: Las primeras unidades de congelación acumularon cristales de hielo alrededor de las unidades de congelación. Esto fue el resultado de la humedad que se introdujo en las unidades cuando se abrieron las puertas del congelador, se condensó en las partes frías y luego se congeló. Esta acumulación de escarcha requería una descongelación periódica ("descongelación") de las unidades para mantener su eficiencia. Las unidades de descongelamiento manual (referidas como cíclicas) todavía están disponibles. Los avances en la descongelación automática que eliminan la tarea de descongelación se introdujeron en la década de 1950, pero no son universales debido al rendimiento energético y al costo. Estas unidades utilizaban un contador que solo descongelaba el compartimiento del congelador (Freezer Chest) cuando se había realizado un número específico de aperturas de puertas. Las unidades eran solo un pequeño temporizador combinado con un cable calentador eléctrico que calentaba el congelador. s paredes durante un corto período de tiempo para eliminar todos los restos de escarcha/glaseado. Además, las primeras unidades presentaban compartimentos congeladores ubicados dentro del refrigerador más grande, a los que se accedía abriendo la puerta del refrigerador y luego la puerta interna más pequeña del congelador; A principios de la década de 1960 se introdujeron unidades con un compartimento congelador completamente separado, que se convirtió en el estándar de la industria a mediados de esa década.

Estos compartimentos congeladores más antiguos eran el cuerpo de enfriamiento principal del refrigerador y solo mantenían una temperatura de alrededor de -6 ° C (21 ° F), que es adecuada para conservar alimentos durante una semana.

• Calentador de mantequilla: a principios de la década de 1950, el inventor Nave Alfred E. presentó y publicó la patente del acondicionador de mantequilla. del gabinete del refrigerador con el fin de limpiarlo". Debido al gran interés por la invención, las empresas del Reino Unido, Nueva Zelanda y Australia comenzaron a incluir la función en la producción masiva de neveras y pronto se convirtió en un símbolo de la cultura local. Sin embargo, no mucho después se retiró de la producción ya que, según las empresas, esta era la única forma de cumplir con las nuevas regulaciones ecológicas y les resultó ineficiente tener un dispositivo generador de calor dentro de una nevera comercial.

Los avances posteriores incluyeron unidades automáticas de hielo y unidades de congelación autocompartimentadas.

Tipos de frigoríficos domésticos

Los refrigeradores y congeladores domésticos para el almacenamiento de alimentos se fabrican en una variedad de tamaños. Entre los más pequeños se encuentra un refrigerador Peltier de 4 L que se anuncia con capacidad para 6 latas de cerveza. Un frigorífico doméstico grande tiene la altura de una persona y puede medir alrededor de 1 m de ancho con una capacidad de 600 L. Algunos modelos para hogares pequeños caben debajo de las superficies de trabajo de la cocina, normalmente de unos 86 cm de alto. Los refrigeradores pueden combinarse con congeladores, ya sea apilados con refrigerador o congelador arriba, abajo o uno al lado del otro. Un frigorífico sin compartimento de almacenamiento de alimentos congelados puede tener una pequeña sección solo para hacer cubitos de hielo. Los congeladores pueden tener cajones para almacenar alimentos o pueden no tener divisiones (congeladores horizontales).

Los refrigeradores y congeladores pueden ser independientes o estar integrados en una cocina.

Tres clases distintas de refrigerador son comunes:

Frigoríficos de compresor

• Los refrigeradores de compresor son, con mucho, el tipo más común; hacen un ruido perceptible, pero son más eficientes y brindan el mayor efecto de enfriamiento. Los refrigeradores de compresor portátiles para uso en vehículos recreativos (RV) y campamentos son costosos pero efectivos y confiables. Las unidades de refrigeración para aplicaciones comerciales e industriales se pueden fabricar en varios tamaños, formas y estilos para adaptarse a las necesidades del cliente. Los refrigeradores comerciales e industriales pueden tener sus compresores ubicados lejos del gabinete (similar a los acondicionadores de aire de sistema dividido) para reducir las molestias del ruido y reducir la carga del aire acondicionado en climas cálidos.

Frigorífico de absorción

• Los frigoríficos de absorción se pueden utilizar en caravanas y remolques, y en viviendas sin electricidad, como fincas o cabañas rurales, donde tienen una larga trayectoria. Pueden ser alimentados por cualquier fuente de calor, siendo los más comunes el gas (natural o propano) o el queroseno. Los modelos fabricados para acampar y usar vehículos recreativos a menudo tienen la opción de funcionar (de manera ineficiente) con una batería de 12 voltios.

Frigoríficos Peltier

• Los refrigeradores Peltier funcionan con electricidad, generalmente 12 voltios CC, pero hay disponibles enfriadores de vino alimentados por la red. Los refrigeradores Peltier son económicos pero ineficientes y se vuelven progresivamente más ineficientes con un mayor efecto de enfriamiento; gran parte de esta ineficiencia puede estar relacionada con el diferencial de temperatura a lo largo de la corta distancia entre los lados "caliente" y "frío" de la celda Peltier. Los refrigeradores Peltier generalmente usan disipadores de calor y ventiladores para reducir este diferencial; el único ruido que produce proviene del ventilador. Invertir la polaridad del voltaje aplicado a las celdas Peltier da como resultado un efecto de calentamiento en lugar de enfriamiento.

Se pueden usar otros mecanismos de enfriamiento especializados para enfriar, pero no se han aplicado a refrigeradores domésticos o comerciales.

Refrigerador magnético

• Los frigoríficos magnéticos son frigoríficos que funcionan sobre el efecto magnetocalórico. El efecto de enfriamiento se activa colocando una aleación de metal en un campo magnético.
• Los refrigeradores acústicos son refrigeradores que utilizan motores/alternadores recíprocos lineales resonantes para generar un sonido que se convierte en calor y frío utilizando gas helio comprimido. El calor se descarta y el frío se dirige al refrigerador.

Eficiencia energética

En una casa sin aire acondicionado (calefacción y/o enfriamiento de espacios), los refrigeradores consumían más energía que cualquier otro dispositivo doméstico. A principios de la década de 1990 se realizó un concurso entre los principales fabricantes para fomentar la eficiencia energética. Los modelos estadounidenses actuales que cuentan con la calificación Energy Star usan un 50 % menos de energía que los modelos promedio fabricados en 1974. La unidad con mayor eficiencia energética fabricada en los EE. UU. consume alrededor de medio kilovatio-hora por día (equivalente a 20 W de forma continua).Pero incluso las unidades ordinarias son bastante eficientes; algunas unidades más pequeñas utilizan menos de 0,2 kWh por día (equivalente a 8 W de forma continua). Las unidades más grandes, especialmente aquellas con grandes congeladores y máquinas para hacer hielo, pueden usar hasta 4 kW·h por día (equivalente a 170 W de forma continua). La Unión Europea utiliza una etiqueta de calificación de eficiencia energética obligatoria basada en letras en lugar de Energy Star; por lo tanto, los frigoríficos de la UE en el punto de venta se etiquetan según su eficiencia energética.

Para los refrigeradores de EE. UU., el Consorcio de Eficiencia Energética (CEE) diferencia aún más entre los refrigeradores con calificación Energy Star. Los refrigeradores de nivel 1 son aquellos que son entre un 20 % y un 24,9 % más eficientes que los estándares mínimos federales establecidos por la Ley Nacional de Conservación de Energía de Electrodomésticos (NAECA). Los Tier 2 son aquellos que son entre un 25% y un 29,9% más eficientes. El nivel 3 es la calificación más alta para aquellos refrigeradores que son al menos un 30 % más eficientes que los estándares federales. Alrededor del 82 % de los refrigeradores calificados como Energy Star son de nivel 1, con un 13 % que califican como de nivel 2 y solo un 5 % como de nivel 3.

Además del estilo estándar de refrigeración por compresor que se usa en los refrigeradores y congeladores domésticos normales, existen tecnologías como la refrigeración por absorción y la refrigeración magnética. Aunque estos diseños generalmente utilizan una cantidad mucho mayor de energía en comparación con la refrigeración por compresor, otras cualidades, como el funcionamiento silencioso o la capacidad de usar gas, pueden favorecer estas unidades de refrigeración en recintos pequeños, un entorno móvil o en entornos donde la falla de la unidad provocaría daños devastadores. consecuencias.

Muchos refrigeradores fabricados en las décadas de 1930 y 1940 eran mucho más eficientes que la mayoría de los fabricados posteriormente. Esto se debe en parte a la adición de nuevas funciones, como el descongelamiento automático, que redujeron la eficiencia. Además, después de la Segunda Guerra Mundial, el estilo del refrigerador se volvió más importante que la eficiencia. Esto fue especialmente cierto en los EE. UU. en la década de 1970, cuando se hicieron populares los modelos de lado a lado (conocidos como frigoríficos americanos fuera de los EE. UU.) con dispensadores de hielo y enfriadores de agua. Sin embargo, la reducción de la eficiencia también se debió en parte a la reducción de la cantidad de aislamiento para reducir costos.

Este Dia

Debido a la introducción de nuevos estándares de eficiencia energética, los refrigeradores fabricados hoy son mucho más eficientes que los fabricados en la década de 1930; consumen la misma cantidad de energía siendo tres veces más grandes.

La eficiencia de los refrigeradores más antiguos se puede mejorar descongelándolos (si la unidad es manual) y limpiándolos regularmente, reemplazando los sellos de las puertas viejos y desgastados por otros nuevos, ajustando el termostato para acomodar el contenido real (un refrigerador no necesita estar más frío que 4 °C (39 °F) para almacenar bebidas y artículos no perecederos) y también reemplazar el aislamiento, cuando corresponda. Algunos sitios recomiendan limpiar los serpentines del condensador cada mes más o menos en unidades con serpentines en la parte trasera, para prolongar la vida útil de los serpentines y no sufrir un deterioro imperceptible en la eficiencia durante un período prolongado, la unidad debe poder ventilar o "respirar" con suficiente espacios alrededor de la parte delantera, trasera, laterales y encima de la unidad. Si el refrigerador usa un ventilador para mantener frío el condensador, entonces se debe limpiar o reparar.

Descongelación automática

Los refrigeradores o congeladores libres de escarcha usan ventiladores eléctricos para enfriar el compartimiento correspondiente.Esto podría llamarse un refrigerador "forzado por ventilador", mientras que las unidades de descongelación manual dependen del aire más frío que se encuentra en la parte inferior, en lugar del aire caliente en la parte superior para lograr un enfriamiento adecuado. El aire se aspira a través de un conducto de entrada y pasa a través del evaporador donde se enfría, luego el aire circula por todo el gabinete a través de una serie de conductos y ventilaciones. Debido a que el aire que pasa por el evaporador supuestamente está tibio y húmedo, comienza a formarse escarcha en el evaporador (especialmente en el evaporador de un congelador). En modelos más baratos y/o más antiguos, el ciclo de descongelación se controla a través de un temporizador mecánico. Este temporizador está configurado para apagar el compresor y el ventilador y energizar un elemento calefactor ubicado cerca o alrededor del evaporador durante aproximadamente 15 a 30 minutos cada 6 a 12 horas. Esto derrite cualquier acumulación de escarcha o hielo y permite que el refrigerador funcione normalmente una vez más. Se cree que las unidades libres de heladas tienen una menor tolerancia a las heladas, debido a sus bobinas de evaporador similares a las de un acondicionador de aire. Por lo tanto, si una puerta se deja abierta accidentalmente (especialmente el congelador), es posible que el sistema de descongelación no elimine toda la escarcha, en este caso, el congelador (o el refrigerador) debe descongelarse.

Si el sistema de descongelación derrite todo el hielo antes de que finalice el período de descongelación cronometrado, entonces un pequeño dispositivo (llamado limitador de descongelación) actúa como un termostato y apaga el elemento calefactor para evitar una fluctuación de temperatura demasiado grande, también evita las ráfagas de aire caliente. cuando el sistema arranca de nuevo, en caso de que termine de descongelar antes de tiempo. En algunos de los primeros modelos sin escarcha, el limitador de descongelación también envía una señal al temporizador de descongelación para que arranque el compresor y el ventilador tan pronto como apague el elemento calefactor antes de que finalice el ciclo de descongelación cronometrada. Cuando se completa el ciclo de descongelación, el compresor y el ventilador pueden volver a encenderse.

Los refrigeradores sin escarcha, incluidos algunos de los primeros refrigeradores/congeladores sin escarcha que usaban una placa fría en la sección del refrigerador en lugar del flujo de aire de la sección del congelador, generalmente no apagan los ventiladores del refrigerador durante la descongelación. Esto permite a los consumidores dejar los alimentos descubiertos en el compartimiento principal del refrigerador y también ayuda a mantener las verduras húmedas. Este método también ayuda a reducir el consumo de energía, porque el refrigerador está por encima del punto de congelación y puede pasar el aire más caliente que el punto de congelación a través del evaporador o la placa fría para ayudar en el ciclo de descongelación.

Inversor

Con la llegada de los compresores inverter digitales, el consumo de energía se reduce aún más que un compresor de motor de inducción de una sola velocidad y, por lo tanto, contribuye mucho menos en forma de gases de efecto invernadero.

El consumo de energía de un frigorífico también depende del tipo de refrigeración que se esté realizando. Por ejemplo, los refrigeradores Inverter consumen comparativamente menos energía que un refrigerador típico sin inversor. En un refrigerador inverter, el compresor se usa condicionalmente según los requisitos. Por ejemplo, un refrigerador inverter podría usar menos energía durante los inviernos que durante los veranos. Esto se debe a que el compresor funciona durante menos tiempo que durante los veranos.

Además, los modelos más nuevos de refrigeradores con compresor inverter tienen en cuenta varias condiciones externas e internas para ajustar la velocidad del compresor y optimizar así el enfriamiento y el consumo de energía. La mayoría de ellos utilizan al menos 4 sensores que ayudan a detectar variaciones en la temperatura externa, la temperatura interna debido a la apertura de la puerta del refrigerador o la retención de nuevos alimentos en el interior; humedad y patrones de uso. Dependiendo de las entradas del sensor, el compresor ajusta su velocidad. Por ejemplo, si se abre la puerta o se guarda comida nueva, el sensor detecta un aumento de la temperatura dentro de la cabina y envía una señal al compresor para que aumente su velocidad hasta alcanzar una temperatura predeterminada. Después de lo cual, el compresor funciona a una velocidad mínima para mantener la temperatura interna. El compresor normalmente funciona entre 1200 y 4500 rpm. Un dispositivo consume la máxima energía y sufre el máximo desgaste cuando se enciende. Como un compresor inverter nunca se apaga y en su lugar funciona a una velocidad variable, minimiza el desgaste y el uso de energía. LG desempeñó un papel importante en la mejora de los compresores inverter tal como los conocemos al reducir los puntos de fricción en el compresor y, por lo tanto, presentó los compresores inverter lineales. Convencionalmente, todos los frigoríficos domésticos utilizan un accionamiento alternativo que está conectado al pistón. Pero en un compresor inversor lineal, el pistón que es un imán permanente está suspendido entre dos electroimanes. La CA cambia los polos magnéticos del electroimán, lo que da como resultado el empuje y la tracción que comprime el refrigerante.

Factor de forma

El diseño físico de los refrigeradores también juega un papel importante en su eficiencia energética. El más eficiente es el congelador tipo arcón, ya que su diseño de apertura superior minimiza la convección al abrir las puertas, lo que reduce la cantidad de aire cálido y húmedo que ingresa al congelador. Por otro lado, los dispensadores de hielo de interior provocan más fugas de calor, lo que contribuye a un aumento del consumo de energía.

Efecto sobre el estilo de vida

El refrigerador permite que los hogares mantengan los alimentos frescos por más tiempo que antes. La mejora más notable es para la carne y otros productos altamente perecederos, que necesitaban ser refinados para ganar algo parecido a la vida útil. (Por otro lado, los refrigeradores y congeladores también pueden almacenarse con alimentos procesados ​​de cocción rápida que son menos saludables). La refrigeración en tránsito hace posible disfrutar de alimentos de lugares distantes.

Los productos lácteos, carnes, pescados, aves y verduras se pueden mantener refrigerados en el mismo espacio dentro de la cocina (aunque la carne cruda debe mantenerse separada de otros alimentos por razones de higiene).

Los congeladores permiten a las personas comprar alimentos a granel y comerlos con tranquilidad, y las compras a granel ahorran dinero. El helado, un producto popular del siglo XX, anteriormente solo podía obtenerse viajando al lugar donde se fabricaba el producto y comiéndolo en el acto. Ahora es un alimento común. El hielo a pedido no solo aumenta el disfrute de las bebidas frías, sino que también es útil para primeros auxilios y para paquetes fríos que se pueden mantener congelados para días de campo o en caso de emergencia.

Zonas de temperatura y clasificaciones

Unidades residenciales

La capacidad de un refrigerador se mide en litros o pies cúbicos. Normalmente, el volumen de un frigorífico-congelador combinado se divide entre 1/3 y 1/4 del volumen asignado al congelador, aunque estos valores son muy variables.

Los ajustes de temperatura para los compartimientos del refrigerador y del congelador a menudo reciben números arbitrarios de los fabricantes (por ejemplo, del 1 al 9, del más cálido al más frío), pero generalmente de 3 a 5 °C (37 a 41 °F) es ideal para el compartimiento del refrigerador y −18 °C (0 °F) para el congelador. Algunos refrigeradores deben estar dentro de ciertos parámetros de temperatura externa para funcionar correctamente. Esto puede ser un problema al colocar unidades en un área sin terminar, como un garaje.

Algunos frigoríficos ahora se dividen en cuatro zonas para almacenar diferentes tipos de alimentos:

• −18 °C (0 °F) (congelador)
• 0 °C (32 °F) (zona de carne)
• 5 °C (41 °F) (zona de enfriamiento)
• 10 °C (50 °F) (verdulero)

Los congeladores europeos y los refrigeradores con congelador tienen un sistema de calificación de cuatro estrellas para clasificar los congeladores.

	temperatura mínima: −6 °C (21 °F).El tiempo máximo de almacenamiento para alimentos (precongelados) es de 1 semana
	temperatura mínima: −12 °C (10 °F).El tiempo máximo de almacenamiento para alimentos (precongelados) es de 1 mes
	temperatura mínima: −18 °C (0 °F).El tiempo máximo de conservación de los alimentos (precongelados) es de 3 a 12 meses según el tipo (carne, verdura, pescado, etc.)
	temperatura mínima: −18 °C (0 °F).El tiempo máximo de almacenamiento para alimentos precongelados o congelados de frescos es de 3 a 12 meses

Aunque las clasificaciones de tres y cuatro estrellas especifican los mismos tiempos de almacenamiento y la misma temperatura mínima de −18 °C (0 °F), solo un congelador de cuatro estrellas está diseñado para congelar alimentos frescos y puede incluir una función de "congelación rápida" (hace funcionar el compresor continuamente, hasta un mínimo de −26 °C (−15 °F)) para facilitar esto. Tres (o menos) estrellas se utilizan para compartimentos de alimentos congelados que solo son adecuados para almacenar alimentos congelados; es probable que la introducción de alimentos frescos en un compartimento de este tipo produzca aumentos de temperatura inaceptables. Esta diferencia en la categorización se muestra en el diseño del logotipo de 4 estrellas, donde las tres estrellas "estándar" se muestran en un cuadro con colores "positivos", lo que denota el mismo funcionamiento normal que un congelador de 3 estrellas.

La mayoría de los refrigeradores europeos incluyen una sección de refrigeración húmeda (que requiere descongelación (automática) a intervalos irregulares) y una sección de congelador (rara vez sin escarcha).

Temperaturas de refrigeración comercial

(de más cálido a más frío)Refrigeradores2 a 3 °C (35 a 38 °F), y no mayor que la temperatura máxima del refrigerador a 5 °C (41 °F)Congelador, Reach-in−23 a −15 °C (−10 a +5 °F)Congelador, Cámara−23 a −18 °C (−10 a 0 °F)Congelador, Helado−29 a −23 °C (−20 a −10 °F)

Desecho

Una preocupación ambiental cada vez más importante es la eliminación de refrigeradores viejos, inicialmente porque el refrigerante de freón daña la capa de ozono, pero a medida que los refrigeradores de generaciones anteriores se desgastan, la destrucción del aislamiento que contiene CFC también genera preocupación. Los refrigeradores modernos suelen utilizar un refrigerante llamado HFC-134a (1,1,1,2-tetrafluoroetano), que no agota la capa de ozono, a diferencia del freón. El R-134a se está volviendo mucho más raro en Europa. En su lugar, se están utilizando refrigerantes más nuevos. El principal refrigerante que se utiliza ahora es el R-600a, o isobutano, que tiene un efecto menor en la atmósfera si se libera. Ha habido informes de refrigeradores que explotan si el refrigerante pierde isobutano en presencia de una chispa. Si el refrigerante se filtra en el refrigerador,

El desecho de refrigeradores desechados está regulado, a menudo obligando a quitar las puertas por razones de seguridad. Los niños que jugaban al escondite se han asfixiado mientras se escondían dentro de refrigeradores desechados, en particular los modelos más antiguos con puertas con cerrojo, en un fenómeno llamado muerte del refrigerador. Desde el 2 de agosto de 1956, según la ley federal de los EE. UU., las puertas de los refrigeradores ya no pueden trabarse y pueden abrirse desde adentro. Las unidades modernas usan una junta de puerta magnética que mantiene la puerta sellada pero permite que se abra desde el interior. Esta junta fue inventada, desarrollada y fabricada por Max Baermann (1903–1984) de Bergisch Gladbach/Alemania.

Con respecto a los costos totales del ciclo de vida, muchos gobiernos ofrecen incentivos para alentar el reciclaje de refrigeradores viejos. Un ejemplo es el programa de refrigeradores Phoenix lanzado en Australia. Este incentivo del gobierno recogió refrigeradores viejos, pagando a sus dueños por "donar" el refrigerador. Luego se reacondicionó el refrigerador, con nuevos sellos de puerta, una limpieza a fondo y la eliminación de elementos, como la cubierta que está atada a la parte posterior de muchas unidades más antiguas. Los refrigeradores resultantes, ahora un 10% más eficientes, se distribuyeron luego a familias de bajos ingresos.

Galería

• Anuncio de refrigerador doméstico preeléctrico McCray de 1905; esta empresa, fundada en 1887, todavía está en el negocio
• Un refrigerador "Globe Top" de General Electric de la década de 1930 en la casa de Ernest Hemingway
• Refrigerador General Electric "Monitor-Top", todavía en uso, junio de 2007
• Frigidaire Imperial "Frost Proof" modelo FPI-16BC-63, refrigerador superior/congelador inferior con acabado de puerta cromado cepillado fabricado por General Motors Canada en 1963
• Un frigorífico-congelador de dos puertas verticales con máquina de hielo (2011)