Ciclul de refrigerare este un motor termic care funcționează în sens invers, cunoscut sub numele de pompă de căldură cu schimbare de fază. Folosirea unui agent frigorific care fierbe la o temperatură scăzută produce o răceală relativă, scăzând temperatura frigiderului la un nivel care împiedică înmulțirea bacteriilor și distrugerea alimentelor. Un ciclu de refrigerare funcționează în esență pe același principiu care îți face mâna să se simtă rece atunci când apa se evaporă din el. Alte lichide, inclusiv unele cunoscute sub numele de agenți frigorifici, produc temperaturi și mai scăzute atunci când se evaporă.
Ciclul de refrigerare este o buclă închisă de gaz care trece prin patru etape. Prima etapă este compresorul, care comprimă agentul frigorific pentru a-i crește temperatura. Gazul este apoi direcționat prin serpentine de disipare a căldurii care eliberează căldură în afara frigiderului. Pe măsură ce disipă căldura, agentul frigorific se răcește și se recondensează într-un lichid. Acest lichid trece apoi printr-un prag de înaltă/presiune joasă, numit supapă de expansiune, care îl face să se extindă și să schimbe fazele într-un gaz. Gazul rece circulă din nou în frigider, absorbind căldura din interior, înainte de a fi dirijat din nou în compresor. Scopul ciclului de refrigerare este de a prelua căldura din interiorul frigiderului și de a o transfera în exterior.
Pentru a înțelege mai bine ciclul de refrigerare, trebuie să fiți familiarizați cu ideea unei schimbări de fază. Un lichid care se evaporă rămâne la o temperatură constantă până când face schimbarea de fază într-un gaz. Apa clocotită, de exemplu, rămâne întotdeauna la temperatura punctului său de fierbere, 212 ° F (100 ° C). Dacă un frigider ar putea păstra alimentele proaspete, asigurându-se că rămân sub 300°F (148°C), de exemplu, în loc de 40°F (4°C), apa ar putea fi folosită ca agent frigorific deoarece punctul de fierbere al apei ar să fie rece în raport cu pragul de refrigerare de 300°F.
Agentul frigorific tradițional folosit într-un ciclu de refrigerare este amoniacul, dar este toxic pentru oameni. Amoniacul a fost înlocuit în anii treizeci cu clorofluorocarburi (CFC), dar s-a descoperit că acest compus dăunează stratului de ozon și a fost eliminat treptat în anii șaptezeci. Compușii mai noi, cum ar fi hidrofluorocarburile (HFC), se răcesc eficient, nu sunt toxici și nu dăunează stratului de ozon. Invenția frigorifice este probabil una dintre cele mai importante invenții ale secolului al XX-lea, permițând transportului alimentelor la distanțe lungi sau păstrării pe durate lungi fără a se strica.