Com a peça bàsica de l'equip per aconseguir entorns estables de baixa-temperatura, el disseny estructural d'un refrigerador afecta directament la seva eficiència operativa, fiabilitat i aplicabilitat. Tot el refrigerador consta de múltiples unitats funcionals que treballen en coordinació precisa per formar un circuit de refrigeració tancat i eficient, que garanteix una sortida contínua de la capacitat de refrigeració requerida en diverses condicions de funcionament. Una comprensió profunda de la seva estructura bàsica ajuda a fer judicis més racionals durant l'aplicació i el manteniment.
El compressor és el centre de potència del refrigerador, encarregat de comprimir i transportar el refrigerant. Aboca el refrigerant gasós de baixa-temperatura i baixa-pressió i el comprimeix en un estat d'alta-temperatura i alta-pressió, proporcionant l'energia necessària per al procés de condensació posterior. En funció de les diferències d'estructura i principi de funcionament, els refrigeradors es poden classificar en tipus alternatius, cargols, de desplaçament i centrífugs. Els diferents tipus tenen els seus propis avantatges pel que fa al rang de cabal, les característiques d'eficiència energètica i el control de vibracions i sorolls, satisfent les necessitats de tot, des de petites instal·lacions comercials fins a grans unitats industrials.
El condensador es troba al costat de sortida del compressor. La seva funció és refredar i condensar el gas refrigerant d'alta-temperatura i alta-pressió en un líquid, alhora que allibera calor a l'exterior. Els tipus de condensadors habituals inclouen els tipus d'aletes refrigerats per-i-tubs, plaques i aire-. Els condensadors-i-tubulars, que utilitzen aigua com a mitjà de refrigeració, tenen una gran àrea d'intercanvi de calor i una alta eficiència, adequats per a instal·lacions fixes amb un ampli subministrament d'aigua. Els condensadors-refrigerats per aire són més fàcils d'instal·lar en entorns amb espai limitat o sense subministrament d'aigua estable. Els seus canals de flux intern i el disseny del material han d'equilibrar la resistència a la pressió, la resistència a la corrosió i la facilitat de neteja per allargar la vida útil.
La vàlvula d'expansió, situada entre el condensador i l'evaporador, redueix ràpidament la pressió i la temperatura del refrigerant líquid d'alta pressió-a través de l'estrangulació, transformant-lo en una mescla bifàsica de baixa-temperatura i baixa-pressió-que entra a l'evaporador. El control precís del cabal i el sobreescalfament en aquest component determina l'eficiència d'absorció de calor de l'evaporador i l'estabilitat del sistema. Els models moderns solen estar equipats amb vàlvules d'expansió termostàtiques o electròniques; aquest últim pot ajustar automàticament l'obertura en funció de les condicions de funcionament-en temps real, millorant l'eficiència energètica amb càrrega parcial.
L'evaporador és on el refrigerador intercanvia calor amb el medi refrigerat. El refrigerant absorbeix la calor i s'evapora en un gas, transportant així la calor de la càrrega. Estructuralment, els refrigeradors estan disponibles en tipus-i-tubs i plaques. La selecció i el disseny del material han de coincidir amb les propietats fisicoquímiques del medi refrigerat per evitar que la corrosió i l'escala afectin la transferència de calor. Per a aplicacions que requereixen alts estàndards d'higiene, es pot utilitzar acer inoxidable o recobriments especialitzats per millorar la seguretat i la durabilitat.
A més, els refrigeradors integren sistemes de control, dispositius de protecció i components auxiliars, com ara interruptors d'alta i baixa pressió, separadors d'oli, filtres assecadors i ventiladors/bombes. Aquests components junts formen un sistema operatiu segur, ajustable i fàcil de--mantenir. Amb els avenços en els processos de fabricació i la tecnologia dels materials, la compacitat, l'eficiència d'intercanvi de calor i la intel·ligència de cada component continuen millorant, permetent als refrigeradors mantenir un rendiment excel·lent en entorns complexos i proporcionar un suport sòlid per al control de temperatura industrial i comercial.
