La tecnologia di refrigerazione o raffreddamento è un ramo tecnologico che si occupa di fenomeni e processi di raffreddamento del corpo. In questo senso, il raffreddamento significa ridurre l'energia interna di un corpo mediante la rimozione di energia, che si manifesta con l'abbassamento della sua temperatura.
L'aria condizionata è il processo di modifica delle condizioni dell'aria rimuovendo il calore e l'umidità al fine di ottenere un ambiente interno più confortevole. L'obiettivo di questo processo è solitamente quello di distribuire aria condizionata in diversi spazi interni al fine di ottenere un certo comfort e qualità dell'aria.
Nel senso più ampio, questo termine copre qualsiasi tipo di tecnologia che altera lo stato dell'aria ((de) umidificazione, pulizia, riscaldamento, raffreddamento, ventilazione), ma in pratica copre i dispositivi HVAC, compresi i condizionatori d'aria. I condizionatori d'aria in pratica prelevano l'aria calda e poi la raffreddano per evaporazione (il processo di riscaldamento è quasi lo stesso - solo al contrario).
In poche parole, questi dispositivi spostano il calore dalla stanza all'ambiente esterno. I componenti principali sono due scambiatori (evaporatore e condensatore), un compressore e una valvola termoindurente, mentre l'intero sistema fa circolare la sostanza di lavoro o il freon in vari stati aggregati (liquidi e gassosi). Come per le pompe di calore per il riscaldamento e il raffreddamento (che, di fatto, sono i condizionatori d'aria), il funzionamento si basa sul ciclo di Carnot.
L'evaporatore separa il calore dall'aria, in modo tale che la sostanza attiva liquida la riprenda nel processo di evaporazione e l'aria che passa attraverso l'evaporatore si raffredda e quindi raffredda lo spazio. Il liquido dopo aver "raccolto" il calore diventa gassoso e viaggia attraverso il compressore dove diventa caldo sotto pressione e nel condensatore passa allo stato attuale e trasferisce il calore all'ambiente. La sostanza passa quindi attraverso la valvola di espansione termica dove viene ulteriormente raffreddata e commutata allo stato gassoso e si sposta nuovamente nell'evaporatore per assumere il controllo del calore.
La direzione del movimento della sostanza di lavoro può essere modificata mediante una valvola a quattro vie che consente la circolazione della sostanza in entrambe le direzioni.
Al fine di eseguire la refrigerazione, i frigoriferi utilizzano liquidi che vengono normalmente convertiti in gas a temperature molto basse. La maggior parte dei frigoriferi domestici come refrigeranti utilizzano clorofluorocarburi (freon). Il frigorifero ha un labirinto di tubi interconnessi ermeticamente sigillati, attraverso i quali il freon circola costantemente.
Il freon viene trasferito dallo stato liquido al gas e viceversa, ma non viene mai riscaldato. Il calore dei prodotti, che riscalda l'aria all'interno del frigorifero, si irradia attraverso le sue pareti interne e penetra nei tubi contenenti il freon. Mentre il freon liquido assorbe il calore, la sua temperatura aumenta e si trasforma in gas. Nel frattempo, la temperatura del cibo cade.
Sul fondo del frigorifero, un motore elettrico aspira il gas in una pompa chiamata compressore. Qui il gas è compresso ed è riscaldato. Il gas riscaldato viene quindi inserito in tubi sottili nella parte posteriore del frigorifero (questi tubi avvitati sono dietro il frigorifero e possono essere visti).
Questi tubi, caldi dal gas, irradiano calore che si estende attraverso l'aria nella stanza. Di conseguenza, l'aria dietro il frigorifero è solitamente calda. Dopo aver perso calore, il gas, ancora sotto l'alta pressione delle pareti dei tubi sottili in cui si trova, torna allo stato liquido. Il liquido freon viene spinto attraverso un tubo sottile nei tubi più larghi nelle pareti del frigorifero, dove restituisce nuovamente il calore del cibo al gas. Quindi ritorna al compressore per un'altra compressione di base. E questo viene costantemente ripetuto nel tempo.
I frigoriferi sono progettati con condensatore, compressore ed evaporatore in un'unica unità e, mentre spingono via il calore, la superficie esterna del frigorifero si scalda. In AC il compressore e il condensatore sono in un'unità separata dall'evaporatore.
AC sono usati per mantenere la temperatura e l'umidità dell'aria; raffreddamento o riscaldamento. I frigoriferi sono utilizzati per il raffreddamento e il congelamento di prodotti (principalmente alimentari).