Nguyên tắc của tủ lạnh
Hệ thống làm lạnh của tủ lạnh dựa vào nhiều hiện tượng trong vật lý. Hiện tượng thứ nhất là sự di chuyển nhiệt (heat flow). Có hai vật thể, gọi là A và B. Thí dụ A nóng hơn B. Nếu A và B để sát nhau thì hơi nóng từ A sẽ truyền qua B. Như vậy A sẽ nguội bớt và B sẽ nóng lên. Sự di chuyển nhiệt cứ tiếp tục xảy ra cho đến khi nhiệt độ của A bằng với nhiệt độ của B.
Nếu bạn để một túi nước đá vào một thùng giữ lạnh (cooler) với mấy chai nước ngọt. Nhiệt sẽ từ những chai nước ngọt sẽ truyền qua túi nước đá làm nước đá tan bớt, như vậy làm cho mấy chai nước ngọt lạnh đi.
Hiện tượng thứ hai dùng trong kỹ thuật làm lạnh là một chất khí dưới áp suất cao sẽ biến thành thể lỏng và cho ra nhiệt. Như vậy chất lỏng đó sẽ trở nên nóng.
Hiện tượng thứ ba là khi một chất lỏng biến thành thể khí, nó hút nhiệt, như vậy khí đó sẽ trở nên lạnh.
Phần làm lạnh của một tủ lạnh là một hệ thống kín và gồm có bốn thành phần: Máy nén (compressor), dàn ống xoắn hoán nhiệt (heat exchanger coil) bên trong tủ lạnh, van giãn nở (expansion valve), và dàn ống xoắn hoán nhiệt bên ngoài tủ lạnh. Một chất làm lạnh luân lưu trong đó.
Chất làm lạnh sau khi ra khỏi phần bên trong tủ lạnh thì ở thể hơi và đi vào máy nén. Máy này nén hơi lên một áp suất cao.
Chất làm lạnh đi vào dàn ống xoắn ở phía ngoài, đằng sau tủ lạnh. Chất khí làm lạnh đọng lại thành thể lỏng và tỏa ra nhiệt. Vì nhiệt độ của chất làm lạnh cao hơn nhiệt độ không khí chung quanh nên nhiệt sẽ được trao đổi giữa hai môi trường đó. Như vậy chất làm lạnh sẽ từ từ bớt nóng.
Ở giai đoạn kế tiếp chất làm lạnh đi qua van giãn nở. Van này làm giảm áp suất của chất làm lạnh, do đó chất làm lạnh bắt đầu bốc hơi và nhiệt độ giảm xuống thấp. Khi chuyển động trong dàn ống xoắn ở bên trong tủ lạnh thì nhiệt trong tủ lạnh truyền vào chất làm lạnh và như vậy không khí trong tủ lạnh được giữ lạnh. Chất làm lạnh tiếp tục di chuyển tới máy nén và như vậy tạo thành một chu kỳ.
Trong tủ lạnh có một thiết bị gọi là bộ điều hòa nhiệt (thermostat). Khi nhiệt độ trong tủ lạnh xuống tới một nhiệt độ định trước thì bộ điều hòa nhiệt gửi ra một tín hiệu để máy nén ngưng hoạt động. Khi nhiệt độ trong tủ lạnh lên tới một nhiệt độ định sẵn thì bộ điều hòa nhiệt lại gửi ra một tín hiệu để khởi động máy nén. Lúc đó chất làm lạnh bắt đầu luân lưu và làm nhiệt độ trong tủ lạnh giảm xuống.