Frigoriferi alternativi

La prima esposizione di un frigorifero domestico ad assorbimento risale all’Esposizione Universale di Parigi del 1887. Si trattava di un armadio ingombrante con un vano frigorifero minuscolo per gli standard odierni. Il frigorifero mantiene i cibi freschi anche quando fa caldo per due o tre giorni! All’epoca sarebbe stato un miracolo, anche se non era ancora possibile mantenere la temperatura all’interno del frigorifero a un livello costante.

Tra passato e futuro

Con il passare degli anni e il mutare delle circostanze, la sensazionale credenza è diventata uno degli elementi essenziali della nostra quotidianità.

Ma nei decenni successivi il frigorifero domestico ha solo imparato a contenere più cibo nel suo grembo. È stata una pietra miliare quando i designer Candy hanno dotato per la prima volta il pannello interno della porta del loro frigorifero di pratici ripiani. E decenni dopo, sono stati aggiunti lo sbrinamento automatico dell’evaporatore e una modalità opzionale di sbrinamento dell’evaporatore.

I cambiamenti radicali nella refrigerazione domestica stanno avvenendo così velocemente che riusciamo a malapena a stargli dietro.

E non è lontano il momento in cui, molto probabilmente, non ci sarà più bisogno di fare scorte o di conservare il cibo a casa. E i frigoriferi possono scomparire del tutto dalle nostre vite. Perché in ogni “casa intelligente” di un futuro non troppo lontano, la nanotecnologia farà crescere qualsiasi proteina e altri nutrienti freschi fino alla tavola.

Tanto più che alla scienza della nanotecnologia, sviluppata a partire dagli anni ’70, si è aggiunta la tecnologia della clonazione. Le nostre preferenze di gusto, le calorie, le vitamine e i minerali sono programmati senza sforzo nel biogeneratore. Come sarà questo biogeneratore? Non vi verrà la nostalgia del buon frigorifero grasso e rumoroso??

È ancora oggi tra noi. Oggi è ancora la necessità numero uno in ogni cucina. E questo è bello.

La forza magnetica congela tutto

Il Laboratorio Ames del Dipartimento dell’Energia negli Stati Uniti ha costruito il primo frigorifero magnetico al mondo. Il suo principio di funzionamento si basa sulla capacità di alcune leghe di riscaldarsi quando l’intensità del campo magnetico aumenta e di raffreddarsi quando diminuisce.

Sebbene il fenomeno sia stato scoperto più di ottant’anni fa, solo ora ha trovato un’applicazione pratica. Gli ingegneri sono convinti che i frigoriferi e i sistemi di condizionamento dell’aria basati su questa tecnologia potrebbero apparire sul mercato nei prossimi anni. Esistono già modelli operativi di impianti di refrigerazione magnetica del nuovo tipo.

È possibile che in un prossimo futuro il cibo venga raffreddato ovunque da un disco metallico rotante, un magnete permanente e una piccola quantità di acqua. Come funziona?

Un disco metallico piatto ruota tra i poli di un magnete permanente in modo che solo una parte del disco sia magneticamente attiva e il resto non sia mai nel campo. Quando questa parte viene spinta nell’area del campo magnetico, i piccoli magneti bipolari del materiale di azionamento si allineano lungo le linee di campo e la temperatura di azionamento aumenta in questo punto. Il calore generato viene dissipato dall’acqua che circola in quest’area.

Quando questa parte del disco esce dal campo magnetico, i magneti al suo interno non sono più trattenuti dalle linee di alimentazione e tornano a ruotare in modo casuale, utilizzando l’energia termica e raffreddando così il disco al di sotto della temperatura ambiente. Allo stesso tempo, raffredda l’acqua che la lava nel secondo circuito. L’acqua refrigerata viene utilizzata come agente refrigerante nel nuovo frigorifero magnetico.

Per aumentare l’efficienza del raffreddamento magnetico, i ricercatori sono alla ricerca del miglior materiale possibile per il disco. Il modello attualmente in funzione utilizza un disco di gadolinio, un metallo delle terre rare utilizzato per alimentare le testine di registrazione dei videoregistratori. Materiali più economici.

I frigoriferi magnetici sono comunque più economici da gestire, ecologici l’agente refrigerante è solo l’acqua e quasi silenziosi. Il tempo ci dirà se saranno di forma parallelepipeda, cilindrica o sferica. Prossimamente.

Il freddo verrà dal sole?!

Oltre al classico metodo di raffreddamento a compressione, l’effetto di raffreddamento termoelettrico è da tempo utilizzato in parallelo nel mondo. Già nel XIX secolo è stato reso noto che la giunzione di conduttori di materiali diversi viene raffreddata o riscaldata dal flusso di una corrente elettrica continua a seconda della direzione della corrente “effetto Peltier” . Ma l’effetto è stato debole e solo di interesse scientifico.

Solo con l’inizio dell’uso estensivo dei materiali semiconduttori è stato possibile adattare questo effetto fisico all’uso pratico.

I raffreddatori termoelettrici esistono da decenni, ma ancora oggi ci sono molte persone che non ne hanno mai sentito parlare. Poiché i raffreddatori di questo tipo sono utilizzati in una gamma ristretta di applicazioni. Il motivo è che non si è ancora riusciti a raggiungere lo stesso volume utile della camera frigorifera dei frigoriferi a compressione.

Pertanto, i raffreddatori termoelettrici esistono principalmente sotto forma di dispositivi di dimensioni modeste, alimentati dalla batteria dell’auto. A volte possono essere alimentati da pannelli solari. Ecco un interessante paradosso: il sole genera freddo!

I raffreddatori termoelettrici portatili sono anch’essi di dimensioni ridotte, ma possono essere collegati a una batteria 12 V o a una rete elettrica a 220 V. Si tratta dei cosiddetti refrigeratori domestici. La maggior parte dei refrigeratori ha la forma di una cassapanca isolata chest con un coperchio incernierato. Sono dotati di maniglie o ruote per il trasporto.

Tuttavia, il volume ridotto dei refrigeratori può essere presentato anche come una caratteristica di risparmio di spazio. Il principio termoelettrico consente di costruire refrigeratori che possono essere facilmente inseriti anche in una tasca ad esempio, per il raffreddamento dei farmaci . La nostra industria della difesa offre refrigeratori compatti per raffreddare, ad esempio, una singola lattina di birra. Sono installati vicino al cruscotto del conducente dell’auto.

I raffreddatori sono affidabili e silenziosi grazie all’assenza di parti in movimento, hanno una durata quasi eterna e sono ecologici non richiedono gas refrigerante . Può essere posizionato lateralmente o capovolto, a seconda delle esigenze, e funziona in modo affidabile quando si viaggia su terreni accidentati. Nessun frigorifero a compressione è in grado di sopportare questo grado di cura.

Gli svantaggi sono il basso fattore di efficienza solo il 16-17% e l’instabilità della temperatura all’interno del raffreddatore, che è direttamente legata alla temperatura ambiente. Il raffreddamento lascia molto a desiderare quando fa caldo.

Ma c’è una “scorza” nella progettazione termoelettrica. Come già accennato, l’effetto termoelettrico può provocare non solo raffreddamento ma anche riscaldamento. Dipende dalla direzione della corrente. Con un semplice interruttore, il frigorifero si trasforma in un riscaldatore per alimenti refrigerati o biberon per bambini, ad esempio . Molto utile in viaggio o durante un picnic.

Le porte trasparenti impediscono l’infiltrazione del calore

Sono comparsi nuovi modelli di frigoriferi con porte in vetro. I frigoriferi con porte in vetro, apparentemente non una novità, sono utilizzati da tempo nel commercio. Ma il punto è che non si tratta di una semplice porta di vetro, bensì di un’unità di vetro a triplo vuoto. All’incirca come nelle moderne finestre ermetiche.

Si è scoperto che l’isolamento delle porte è notevolmente migliore rispetto ai tradizionali materiali isolanti porosi. Il risultato è un frigorifero che consuma meno energia di una lampadina da 60W!

La trasparenza della porta aumenta anche l’efficienza economica. Se di solito dopo aver aperto il frigorifero passiamo un po’ di tempo a cercare distrattamente ciò che ci serve, con una porta di vetro è possibile “prevedere” in anticipo la confezione desiderata e quindi aprire il frigorifero. Il tempo in cui la porta rimane aperta si riduce di diverse volte.

Sul mercato Italiano, i frigoriferi con porte in vetro sono già presentati dall’azienda tedesca Gaggenau.

Più dentro, meno fuori

All’inizio dello sviluppo dei frigoriferi domestici, si è discusso seriamente della forma cilindrica dell’involucro. Molti lo trovano divertente, ma in realtà l’idea ha molto senso pratico.

Per cominciare, più un frigorifero è efficiente dal punto di vista energetico, più il suo rapporto superficie/volume è ridotto. In altre parole, minore è la superficie a parità di volume, minore è l’energia frigorifera persa per irraggiamento dalla superficie e minore è l’energia richiesta per il funzionamento, a parità di altre condizioni.

Ad esempio, se si prende il volume di un cubo come unità e la superficie di questo cubo come 100%, allora il parallelepipedo dello stesso volume, ma con il rapporto d’aspetto 0,7×0,7×2,1 proporzioni molto diffuse di un frigorifero avrà una superficie condizionata del 114%. Ciò significa che questo parallelepipedo perderà il 14% di freddo in più rispetto a un cubo.

Un cilindro con un rapporto tra diametro e altezza di 0,9 e 1,58 che è anche una proporzione accettabile per il frigorifero ha una superficie condizionata del 96% e perderà freddo il 4% in meno di un cubo e il 18% in meno di un parallelepipedo. Può sembrare poco, ma lavorare 24 ore su 24 e tutto l’anno fa risparmiare un bel po’ di soldi.

Inoltre, i frigoriferi a forma di cubo, cilindro o sfera e perché no?? sarà più leggero e utilizzerà meno materiale di un frigorifero a parallelepipedo della stessa capacità utile.

Inoltre, la sfera avrà la superficie più piccola possibile, pari all’81% della superficie del cubo…

Perché gli eschimesi costruiscono case di ghiaccio in un emisfero??

Questa conclusione matematica appare chiaramente in natura e sotto forma di molte formazioni naturali che ci circondano, a partire dai pianeti, dalle stelle e dal nostro Sole fino alle mele, alle angurie e ad altri frutti sferici. Gli eschimesi costruiscono intuitivamente le loro case di ghiaccio a forma di igloo, in modo da perdere il minimo calore dal focolare che arde all’interno…

La soluzione più razionale, dal punto di vista della fisica termica, è quindi quella sferica! Ma nessuno è stato finora in grado di capire come sfruttare al meglio il volume globulare interno di un tale frigorifero e dove tale frigorifero avrebbe una porta…

La costruzione successiva, molto economica, è un cilindro a sezione ellittica o rotonda. Dovreste convenire che è abbastanza accettabile per le condizioni abitative, ma per molto tempo l’aspetto di un frigorifero cilindrico è stato limitato dal design conservatore delle nostre cucine, dove tutto è soggetto a linee rette. Perciò i modelli di parallelepipedo rettangolare uguale in due direzioni, la forma più perdente dal punto di vista energetico, sono stati replicati e continuano ad essere replicati.

Il termine “Lazy Susan” è diventato di moda

Ed ecco che non sono passati cento anni e le riflessioni su questa sciocchezza, come i frigoriferi cilindrici, sono apparse in massa! Oggi sono prodotti, ad esempio, dalla società statunitense Equator.

Con un’altezza di 170 cm e un diametro di 75 cm, con lo sportello aperto le dimensioni sono di 97,5 cm. Questo modello ha una capacità utile di 242,3 litri di spazio per il frigorifero e 83,1 litri per il congelatore. Non male! Il frigorifero ha una forma rettangolare tradizionale e misura 186x60x60 cm.

I frigoriferi cilindrici non sono solo più efficienti dal punto di vista energetico, ma anche più leggeri e più economici utilizzano meno materiale . La produzione di un corpo cilindrico è tecnologicamente più avanzata e più economica di quella di un corpo rettangolare.

Il congelatore di questo modello è montato sul fondo ed è dotato di un compressore separato. La modalità di congelamento rapido produce cubetti di ghiaccio in meno di un’ora.

Il congelatore cilindrico è dotato di ripiani in vetro del tipo “Lazy Susan”, girevoli e scorrevoli. Questo nome è noto a tutti i frequentatori di saloon e bar americani. È il nome dato all’apparecchio rotante che sostituisce il lento distributore di piatti.

I ripiani girevoli del frigorifero cilindrico facilitano l’accesso agli alimenti desiderati e il vetro temperato di cui è fatto consente una comoda visione di tutto il contenuto del frigorifero.

Il concetto di biocongelatore

L’insolito congelatore funziona in modo diverso dai modelli convenzionali: è quattro volte più piccolo di uno convenzionale e si raffredda utilizzando un gel biopolimerico. Invece della consueta collocazione sullo scaffale, il gel inodore e non appiccicoso avvolge il cibo come se fosse inserito in una capsula.

Quattro volte più piccolo di un frigorifero convenzionale e raffreddato con un gel biopolimerico. Al posto degli scaffali, il gel inodore e non appiccicoso avvolge gli alimenti e li incapsula.

Senza porte, senza ripiani e senza motore: fino al 90% dell’intero volume del frigorifero viene utilizzato per conservare gli alimenti. Tuttavia, i prodotti mantengono il loro sapore e aroma naturale. Gli alimenti non si seccano perché non c’è convezione.

Come funziona un biofrigo: conversione della luce infrarossa invisibile in luce visibile. Si raffredda assorbendo energia termica ed emettendola in una diversa gamma di lunghezze d’onda. Lo stesso principio viene applicato alla pelle dello Space Shuttle.

Il processo di raffreddamento non richiede energia. Il cibo è immerso nel gel. La forte tensione superficiale crea una capsula separata per ogni prodotto. La forma del frigorifero può variare a seconda di come viene riempito. Più prodotti vi si inseriscono, più spazio occupa. La capacità di stoccaggio disponibile può essere aumentata fino al 300%.

Può essere montato in orizzontale o in verticale, o addirittura a soffitto. Le dimensioni regolabili lo rendono adattabile a qualsiasi casa. Inoltre, non richiede spazio per l’apertura dello sportello, non è necessario pulire l’armadietto e, soprattutto, consuma meno energia elettrica. Un biofrigo occupa una frazione dello spazio del suo predecessore. Anche il nome “frigorifero” non è più appropriato: si tratta piuttosto di un bagno refrigerato.

Il processo di raffreddamento è accompagnato da un gel luminoso chiamato luminescenza. Il funzionamento dell’apparecchio diventa uno spettacolo affascinante.

Sintesi:

– Il processo di raffreddamento non richiede energia per raffreddare gli alimenti;

– Il design speciale è 4 volte più piccolo di un frigorifero tradizionale e cambia forma a seconda del carico;

– L’assenza di ripiani e ante permette di posizionarlo sia in verticale che in orizzontale;

– Il gel non è appiccicoso e inodore;

– Archiviazione ad alta densità: il volume viene utilizzato nel modo più efficiente possibile;

– Cibo sempre in vista e facilmente accessibile;

– Funzionamento completamente silenzioso, senza parti in movimento.