frigoriferi e condizionatori

frigoriferi e condizionatori

L'arte del freddo

I frigoriferi e i condizionatori sono strumenti attraverso i quali è possibile raffreddare un ambiente, portandolo quindi a una temperatura inferiore rispetto a quella che avrebbe naturalmente. Grazie a questi apparecchi è possibile conservare a lungo i cibi, oltre che migliorare il comfort delle abitazioni e degli uffici durante i mesi estivi

Riscaldare fuori per raffreddare dentro

I frigoriferi sono progettati per raffreddare l'ambiente contenuto al loro interno, scaldando però l'esterno. Questi apparecchi sfruttano per il loro funzionamento alcune leggi fisiche. In particolare, il fatto che quando un gas si espande in condizioni adiabatiche ‒ ossia senza scambio di calore con l'ambiente che lo circonda ‒ la sua temperatura si abbassa.

Per comprendere questo fenomeno è sufficiente pensare a quanto avviene gonfiando la camera d'aria di una bicicletta: in questo caso l'aria è compressa e si riscalda, mentre una decompressione causa invece un raffreddamento.

Un altro fenomeno utilizzato negli impianti di raffreddamento è il passaggio di stato, precisamente la trasformazione di un liquido in gas. Tale processo assorbe il calore dell'ambiente e fa diminuire la temperatura. È quanto avviene se si mette sulla propria pelle qualche goccia di alcol: il liquido evapora in un breve tempo raffreddando la nostra epidermide e dandoci una tipica sensazione di fresco.

Nei frigoriferi si segue un ciclo termodinamico, ossia il gas o il liquido utilizzato è sottoposto a una serie di trasformazioni che lo riportano alle condizioni iniziali. Questo significa che dopo la decompressione avviene una compressione, che produce calore. Se infatti si prova a mettere una mano dietro un frigorifero domestico si scoprirà che questo apparecchio produce calore. Allo stesso modo, l'impianto di aria condizionata all'interno di un'autovettura raffredda l'abitacolo, ma riscalda l'ambiente esterno dell'automobile, come si può facilmente notare avvicinandosi a una vettura con l'aria condizionata in funzione.

Gas tossici e freon

La prima macchina refrigerante fu costruita nel 1805 dall'inventore statunitense Oliver Evans. Successivamente fu realizzato un frigorifero che sfruttava il ciclo del vapore, e solo nel 1876 fu brevettato dal tedesco Carl von Linden il processo di refrigerazione che sfrutta la liquefazione dei gas.

All'inizio del 1900, invece, l'inventore statunitense Willis Haviland Carrier cominciò a costruire i primi condizionatori per gli ambienti brevettando diverse soluzioni tecnologiche.

Fino al 1928 si utilizzavano all'interno dei frigoriferi gas tossici, tra cui l'ammoniaca e l'anidride solforosa. Quell'anno però Thomas Midgley, un ricercatore della General Motors, scoprì il freon (un marchio registrato dall'industria chimica DuPont, che si alleò con la General Motors per produrre frigoriferi basati su di esso), un gas assolutamente non pericoloso, non infiammabile e non velenoso, che fu quindi adottato per decenni come il costituente fondamentale degli impianti di refrigerazione.

Da qualche tempo, tuttavia, si è scoperto che il freon, così come altri gas, sarebbe tra i responsabili dell'allargamento del cosiddetto buco dell'ozono, ossia di quella finestra che si è aperta nell'atmosfera sopra i Poli e che lascia passare pericolose radiazioni elettromagnetiche. Per questo motivo le industrie hanno elaborato soluzioni alternative all'utilizzo del freon.

Il problema dei condizionatori

L'utilizzo dei condizionatori si è estremamente diffuso e ogni anno, soprattutto durante l'estate, sono venduti centinaia di migliaia di nuovi apparecchi. La quasi totalità di questi apparecchi funziona utilizzando l'energia elettrica, ed è anche per questo che durante i mesi estivi si registra un incremento nei consumi elettrici, un fenomeno che aumenta il rischio di black-out: in altre parole, i condizionatori consumano troppa energia elettrica e in tal modo facilitano le interruzioni energetiche.