Les réfrigérateurs fonctionnent selon des principes de base similaires, qu'ils soient alimentés par l'électricité ou par des combustibles fossiles comme le gaz naturel. Dans les deux cas, le refroidissement de l'espace de stockage repose sur un système d'échange thermique étanche dans lequel circule un réfrigérant liquide. Lorsque le réfrigérant bout, son passage à l'état de vapeur absorbe la chaleur de son environnement immédiat, faisant ainsi baisser la température du compartiment réfrigéré.
La différence essentielle réside dans le mode de circulation du fluide : les systèmes électriques utilisent une compression mécanique, tandis que les réfrigérateurs à gaz emploient la réfrigération par absorption, une méthode silencieuse qui fonctionne sans compresseur bruyant.
Les réfrigérants
Chaque liquide bout et se transforme en vapeur à une température qui lui est propre. De plus, le point d'ébullition varie avec la pression : l'eau, par exemple, bout à une température plus basse lorsque l'altitude augmente. D'autres liquides, comme le fréon ou l'ammoniac, bouillent à des températures bien inférieures à celles de l'eau.
Même lorsqu'un liquide bout à une température proche du point de congélation, il absorbe de l'énergie de son environnement froid en se vaporisant. À l'intérieur du compartiment frigorifique, des serpentins font bouillir le réfrigérant sous basse pression, ce qui permet d'absorber la chaleur. La vapeur chaude migre ensuite vers un autre serpentin, soumis à une pression plus élevée, où elle se condense pour redevenir liquide et libérer sa chaleur vers l'air extérieur.
Les liquides d'absorption
Pour maintenir la circulation du fluide frigorigène, un réfrigérateur électrique utilise un compresseur qui force le réfrigérant liquide vers l'évaporateur ou le serpentin de refroidissement. Les réfrigérateurs à gaz, dits « à absorption », emploient quant à eux un liquide pour absorber et faire circuler le réfrigérant.
Dans la plupart des modèles à absorption, l'eau sert d'absorbant et l'ammoniac de réfrigérant. Les vapeurs d'ammoniac en recirculation se dissolvent dans l'eau au sein d'une chambre d'absorption, en dégageant de la chaleur. Le mélange eau-ammoniac rejoint ensuite un générateur où une flamme de gaz chauffe des serpentins afin d'évaporer l'ammoniac hors de l'eau. Des étapes de refroidissement condensent ensuite la vapeur d'ammoniac en ammoniac liquide pur, le réfrigérant du système, tandis que l'eau retourne vers la chambre d'absorption.
Le condenseur
Dans le serpentin évaporateur situé dans les parois du compartiment réfrigéré, l'ammoniac liquide bout et sa vapeur capte la chaleur. La vapeur d'ammoniac chaude circule ensuite à travers une vanne de détente vers le serpentin condenseur, à pression plus élevée. Là, elle échange sa chaleur avec l'air qui circule autour de la tuyauterie métallique étanche. L'ammoniac refroidi retourne alors vers la chambre d'absorption.
Le serpentin condenseur comme la chambre d'absorption évacuent la chaleur vers l'air ambiant. Si le système ne parvient pas à se débarrasser de cette chaleur excédentaire — en raison de serpentins encrassés ou d'une ventilation insuffisante — l'effet de refroidissement cesse complètement.
Problèmes et précautions
Les systèmes de réfrigération à gaz peuvent nécessiter plusieurs heures de fonctionnement avant d'atteindre une efficacité de refroidissement optimale. Les réfrigérateurs à absorption dépendent par ailleurs de la gravité pour faire circuler l'ammoniac : s'ils ne sont pas installés parfaitement à niveau, l'écoulement peut s'interrompre et stopper la réfrigération.
Certains modèles utilisent également de l'hydrogène gazeux pour favoriser l'évaporation de l'ammoniac dans l'évaporateur. Bien que l'hydrogène et l'ammoniac circulent dans des circuits étanches, toute fuite présente de sérieux dangers : un serpentin percé peut libérer de l'hydrogène explosif ou de l'ammoniac toxique, capable d'endommager les tissus pulmonaires et de brûler la peau. Enfin, une flamme de gaz mal réglée, qui ne brûle pas d'un bleu franc et régulier, peut émettre des fumées toxiques dans l'habitation.
Source : https://jardin.98905.com/home-appliances/refrigerators/1007055410.html