Un réfrigérateur est un système ouvert qui dissipe la chaleur d'un espace fermé vers une zone plus chaude, généralement une cuisine ou une autre pièce.En dissipant la chaleur de cette zone, sa température diminue, permettant aux aliments et autres articles de rester à une température fraîche.Les réfrigérateurs semblent violer la deuxième loi de la thermodynamique, mais la principale raison pour laquelle ils ne le font pas est le travail nécessaire en entrée du système.Ce sont essentiellement des pompes à chaleur, mais elles fonctionnent pour refroidir une région au lieu de la chauffer.
Comment ils travaillent
Selon la deuxième loi de la thermodynamique, la chaleur circulera toujours spontanément du chaud vers le froid, et jamais l'inverse.Un réfrigérateur fait circuler la chaleur du froid vers le chaud en apportant du travail, ce qui refroidit l'espace à l'intérieur du réfrigérateur.Pour ce faire, suivez les étapes ci-dessous, qui peuvent être quelque peu visualisées à l'aide de la figure 1 :
Le travail est entré (Win) qui comprime un liquide de refroidissement, augmentant sa température au-dessus de la température de la pièce.
La chaleur s'écoule de ce liquide de refroidissement vers l'air de la pièce (QH), réduisant la température du liquide de refroidissement.
Le liquide de refroidissement se dilate et refroidit en dessous de la température à l'intérieur du réfrigérateur.
La chaleur circule du réfrigérateur vers le liquide de refroidissement (QC), diminuant la température à l'intérieur.
Ce processus est cyclique et permet aux réfrigérateurs de fonctionner aussi longtemps que nécessaire.Le travail nécessaire en entrée du système est donné par l'équation
Win=QH−QC
avec les variables illustrées à la figure 1. Cette équation montre qu'un réfrigérateur doit évacuer plus de chaleur dans la pièce qu'il n'en retire de l'intérieur. Cela a des implications importantes pour savoir si vous pouvez ou non refroidir une pièce en laissant la porte du réfrigérateur ouverte.
Efficacité
L'efficacité des réfrigérateurs s'est considérablement améliorée au fil des ans.Aujourd'hui, les réfrigérateurs américains consomment moins de 500 kWh/an, bien moins que les 1 800 kWh typiques de 1972. Des améliorations ont été apportées et continuent d'être apportées à l'isolation, à l'efficacité du compresseur, à l'échange de chaleur dans l'évaporateur et le condenseur, aux ventilateurs et à d'autres composants de le réfrigérateur.
Les réfrigérateurs certifiés Energy Star aux États-Unis doivent utiliser 20 % moins d'électricité que la norme minimale américaine pour les réfrigérateurs.Il existe une calculatrice (qui peut être trouvée ici) qui vous permet de calculer les économies annuelles d'un réfrigérateur certifié Energy Star, par rapport au modèle que vous possédez, en fonction de ce que vous payez pour l'électricité.
Coefficient de performance (Efficacité)
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Pour les réfrigérateurs, un fabricant souhaiterait rendre la zone plus froide tout en effectuant le moins de travail possible.En faisant peu de travail pour refroidir l'appareil, le réfrigérateur peut rester à la température désirée tout en utilisant moins d'électricité, ce qui permet au propriétaire d'économiser de l'argent.Le nombre qui décrit cette idée est le coefficient de performance, K, qui est essentiellement une mesure d'efficacité.L'équation pour cela est
K=QC Win
Plus cette valeur est élevée, mieux c'est, car cela signifie que moins de travail est effectué pour refroidir le réfrigérateur.
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Par conséquent, nous produisons de nombreux types de réfrigérateurs.Sunch comme réfrigérateur à une porte, réfrigérateur à double porte avec congélateur supérieur, réfrigérateur à double porte avec congélateur inférieur et réfrigérateur à plusieurs portes.
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Heure de publication : 04 juillet 2022