Esquema eléctrico y estructura del frigorífico

Un frigorífico ordinario de tipo compresión funciona según el siguiente esquema:

• El compresor accionado por motor aspira el refrigerante gaseoso del evaporador. A continuación, el refrigerante se comprime, se calienta y entra en el condensador.
• En el condensador, el refrigerante se enfría a su temperatura normal y se licua.
• A continuación, el refrigerante licuado entra en el evaporador, donde se vaporiza y enfría las paredes del intercambiador de calor que enfría las cámaras interiores del frigorífico.
• Desde el evaporador, el refrigerante vaporizado entra de nuevo en el compresor.
• El motor del compresor se conecta a un circuito eléctrico a través de un termostato. Cuando la temperatura dentro del compartimento de refrigeración alcanza el nivel deseado, el termostato abre sus contactos y apaga el motor.
• A medida que transcurre el tiempo, y la temperatura del compartimento aumenta, el termorregulador reconectará el motor mediante el relé de arranque.

En la siguiente figura se muestra una representación gráfica del dispositivo de refrigeración.

Los componentes eléctricos constan de:

• motor del compresor;
• elementos de iluminación
• calentadores utilizados en los sistemas basados en la absorción;
• ventiladores para la circulación forzada del aire.

Los sistemas de automatización comprenden:

• dispositivos de regulación de la temperatura instalados en los compartimentos refrigerados. Estos dispositivos pueden ser mecánicos o electrónicos.
• Relés de arranque. Estos relés se emplean para facilitar el arranque de los motores eléctricos asíncronos de los compresores y su pronta desactivación en caso de sobrecarga.
• Sistemas de eliminación de escarcha de la superficie del evaporador.
• Incorpora sistemas de control automático que cumplen todas las funciones anteriores, además de controlar la caducidad de las mercancías almacenadas y reordenarlas mediante un sistema electrónico.

Una vez enchufado el aparato a la red eléctrica, la electricidad circula por los contactos del termostato, el relé de protección, la bobina inductiva del relé de arranque y el devanado principal del motor eléctrico.

Durante las fases iniciales, mientras el rotor permanece inmóvil, la corriente es superior a la habitual. Una vez activado el relé de arranque, la bobina inductiva de arranque se conecta al circuito. Esto hace que el inducido gire, lo que provoca una disminución de la corriente. Como resultado, el relé se abre y el motor eléctrico puede funcionar sin problemas.

Una vez que la cámara frigorífica ha alcanzado la temperatura deseada, el relé térmico se activa, interrumpiendo el circuito de alimentación al motor eléctrico. Cuando la temperatura de la cámara supera el nivel establecido, el motor se vuelve a conectar para reanudar el funcionamiento. Este ciclo continúa repitiéndose.

El relé de protección responde al flujo de corriente en su circuito. Si el motor se sobrecarga, la corriente en su circuito aumentará. Cuando alcanza el umbral designado, el relé de protección interrumpe el circuito. Una vez que el motor y el relé se hayan enfriado, el circuito se restablecerá, permitiendo que el motor vuelva a arrancar. Este sistema garantiza la protección del motor contra el desgaste prematuro y evita riesgos de incendio en la cámara. El relé contiene un sensor en forma de placa bimetálica que se crea soldando tiras de metales con distintos coeficientes de dilatación térmica. Cuando la placa se calienta, su forma cambia y provoca la ruptura del circuito. Al enfriarse, la placa recupera su forma original y vuelve a cerrar el circuito.

La siguiente imagen muestra el esquema del circuito del frigorífico de compresión de la marca Stinol.

Esquema de un frigorífico de compresión eléctrica.

A la hora de diseñar los interiores de las cocinas modernas, uno de los retos es cómo combinar las distintas formas y colores de los aparatos de cocina:

• estufa;
• horno
• frigorífico;
• horno microondas;
• lavavajillas;
• campana extractora, etc.

Una solución popular es utilizar aparatos de cocina totalmente empotrados. En este caso, los electrodomésticos se ocultan dentro de armarios modulares y estantes de medidas estándar, con paneles frontales diseñados en el mismo estilo.

Los fabricantes han creado gamas especiales de electrodomésticos diseñados específicamente para empotrarse en módulos de cocina.

Las paredes y puertas de estos aparatos no están pintadas con esmalte, ya que quedarán ocultas en el interior de los armarios. Las puertas están equipadas con sistemas especiales de fijación de paneles abatibles.

Todos los manuales de instrucciones de los fabricantes incluyen un diagrama que describe los requisitos de instalación. Este diagrama incluye las dimensiones de los módulos compatibles, la profundidad, anchura y altura mínimas de la abertura, la distancia entre el evaporador y la pared posterior del armario, así como el tamaño y la ubicación de las aberturas para la circulación natural del aire.

También existe la opción de un diseño semiintegrado. En este caso, se utiliza un modelo normal del aparato con una puerta pintada a medida. El frigorífico se instala en un hueco frontal dentro del mobiliario de la cocina. Sin embargo, es importante cumplir los requisitos para una circulación de aire adecuada.

El frigorífico puede conectarse a la red eléctrica simplemente enchufando la clavija a la toma de corriente.

Sin embargo, hay varios requisitos que deben cumplirse:

• El cableado eléctrico debe estar en buen estado y ser capaz de soportar otro aparato.
• El enchufe debe estar bien sujeto a la pared y la sujeción del cable debe estar bien apretada. Si el enchufe echa chispas o se calienta mientras el frigorífico está en marcha, hay que cambiarlo y revisar el cableado del enchufe al cuadro eléctrico.
• No se recomienda utilizar alargadores o divisores para conectar el frigorífico. Es más fiable instalar una toma de corriente independiente.
• El cableado eléctrico y la toma de corriente deben tener conexión a tierra.

Aparte de los requisitos para la red eléctrica, hay varias sugerencias generales sobre la colocación y conexión del aparato:

• Para evitar la acumulación de calor de la luz solar, es aconsejable colocar la unidad lo más lejos posible de la ventana.
• Evite colocar la unidad cerca de fuentes de calor como estufas, hornos, radiadores o suelos radiantes.
• Asegúrese de que el frigorífico no obstruya ninguna zona de paso cuando sus puertas estén abiertas.

El cumplimiento de estas recomendaciones aumentará la comodidad, la seguridad y la eficiencia energética del funcionamiento de la nevera.

Frigorífico de absorción: esquema

Aparte de los frigoríficos estándar de tipo compresión, han proliferado considerablemente los frigoríficos basados en el efecto de absorción. Estos aparatos funcionan sin piezas ni componentes móviles, sino que se basan en la circulación natural del refrigerante. Este refrigerante suele ser un líquido con un punto de ebullición bajo, que debe ser fácilmente soluble en un líquido con un punto de ebullición alto conocido como adsorbente.

Esquema de un aparato de absorción

El dispositivo de absorción consta de varios componentes que funcionan conjuntamente para lograr el efecto de refrigeración deseado. El proceso comienza con el refrigerante concentrado, que se almacena en el depósito (2). Desde allí, fluye hacia la termobomba, que está diseñada como un tubo de cobre calentado por un calentador eléctrico. En el siguiente paso, el refrigerante entra en el generador de vapor (1), que también se calienta con electricidad.

En el interior del generador de vapor, el refrigerante se vaporiza y se mezcla con los vapores del adsorbedor. La mezcla gaseosa resultante pasa a continuación por el condensador – desflegmador (3), donde se separan las distintas fracciones de la mezcla.

El líquido adsorbente, que estaba presente en la mezcla de gases, sufre una licuefacción en el condensador y se devuelve al generador para su uso posterior. Por otro lado, el refrigerante, ahora en forma de gas, fluye hacia abajo hasta el evaporador debido a la gravedad.

A medida que el gas fluye a través del evaporador, sufre una vaporización, absorbiendo así una cantidad significativa de energía y provocando una disminución drástica de la temperatura. El refrigerante, ahora en forma de gas, es devuelto al tanque adsorbedor y absorbido una vez más. Este ciclo se repite continuamente para mantener el efecto refrigerante.

Las unidades de tipo absorción vienen con características incorporadas

Estas unidades son conocidas por su larga vida útil y sus bajos niveles de ruido. Pueden soportar largos periodos de parada sin riesgo de fugas de refrigerante.

El inconveniente es que consumen más energía (un 50% más que las unidades de compresión).

Estos sistemas se utilizan habitualmente en zonas de residencia estacional.

Esquema de un refrigerador con elementos Peltier

Este dispositivo es esencial para viajar, ya que no requiere refrigerante. El proceso de refrigeración se consigue mediante el efecto Peltier, en el que diferentes elementos semiconductores se sueldan entre sí. Estos elementos calientan por un lado y enfrían la cámara por el otro. Este dispositivo puede enfriar eficazmente la cámara hasta -50°C.

Representación esquemática de un módulo Peltier

El sistema ofrece varias ventajas, entre ellas su diseño increíblemente sencillo y rentable. Basta con utilizar un ventilador para enfriar el "caliente" La función del termostato es regular la temperatura deseada en el compartimento de refrigeración o congelación lateral está integrado en la tapa de la cámara frigorífica, lo que permite la circulación natural de aire hacia abajo.

Nevera de coche que funciona según el principio del efecto Peltier

Una de las ventajas innegables de este diseño es su capacidad para tolerar sacudidas y vibraciones, su tamaño compacto y la posibilidad de descongelar rápidamente los productos con sólo cambiar la polaridad del elemento Peltier.

Sin embargo, este diseño tiene sus inconvenientes, como el elevado consumo de energía y una vida útil relativamente corta del elemento semiconductor.

Diagrama esquemático del relé y el termostato

Cuando se utiliza un frigorífico, las fuentes más comunes de averías son los relés y los termostatos. Sin embargo, si eres un aficionado al bricolaje y hábil con un destornillador y un comprobador, reparar o sustituir estos componentes es totalmente posible. Lamentablemente, muchos fabricantes de frigoríficos modernos optan por utilizar bloques irreparables que deben sustituirse en su totalidad.

La función del termostato es regular la temperatura deseada en el compartimento de refrigeración o congelación. El fuelle del tubo capilar contiene una sustancia que se expande o contrae en respuesta a los cambios de temperatura. Esto hace que la parte móvil del termostato se mueva axialmente, lo que a su vez desvía la palanca de potencia y abre o cierra los contactos que controlan el relé térmico.

Esquema del relé térmico del frigorífico Stinol

Una vez que la temperatura supera el nivel designado, los contactos se juntan, permitiendo que la corriente eléctrica fluya a través del devanado de control del relé. Esto activa el relé de arranque y pone en marcha el motor eléctrico del compresor.

Una vez que la temperatura se ha enfriado, el tubo de fuelle se contrae y corta el circuito de control del relé. Esto desactiva el motor del compresor. Al pararse el motor, la temperatura de la cámara aumenta gradualmente hasta que se activa de nuevo el relé térmico. Este ciclo se repite.