Kühlschrank
Ein Kühlschrank funktioniert durch den Einsatz von Kältemittel, das durch einen Kreislauf von Verdampfen und Kondensieren gepumpt wird. Im Inneren des Kühlschranks befindet sich ein Verdampfer, der das Kältemittel aufnimmt, wenn es verdampft. Der Verdampfer erzeugt dadurch Wärme, die durch einen Lüfter an die Umgebung abgegeben wird. Das Kältemittel verdampft, dadurch sinkt die Temperatur im Kühlschrank.
Das kondensierte Kältemittel gelangt dann zu einem Kondensator, der außerhalb des Kühlschranks platziert ist. Dort wird die Wärme aufgenommen und das Kältemittel kondensiert zurück in eine flüssige Form. Danach gelangt es zurück zum Verdampfer und der Kreislauf beginnt von neuem.
Der erste praktisch nutzbare Kühlschrank wurde 1834 von Jacob Perkins erfunden. Einige Jahre später, 1844, erhielt John Gorrie ein Patent für eine Maschine, die Eis und Kühlung produzieren konnte. Allerdings wurde der erste elektrisch betriebene Kühlschrank von Fred W. Wolf erfunden und 1913 erstmals auf dem Markt angeboten.
Symbolgrafik: © Andrey Popov – fotolia.com
Der Kühlungsprozess in einem Kühlschrank erfolgt durch ein Kältetechniksystem, das auf Wärmeübertragung beruht. Es entzieht dem Kühlschrankinnern die Wärme und gibt sie nach außen ab. Dies wird durch das Kompressions-Kondensations-Verdampfungsverfahren realisiert.
Dies ist ein Zyklus, der in vier Hauptstufen abläuft: Verdichtung, bei der das Kältemittel von einem Verdichter (Kompressor) erhitzt und verdichtet wird; Kondensation, bei der das Kältemittel Wärme abgibt und sich verflüssigt; Expansion, bei der das flüssige Kältemittel durch ein Drosselventil expandiert und in den Verdampfer gelangt; und Verdampfung, bei der das Kältemittel Wärme aus dem Kühlfach aufnimmt und verdampft. Dann beginnt der Zyklus von vorne.
Der Kompressor komprimiert das Kältemittel, wodurch es sich erhitzt. Dadurch steigt der Druck im Kältemittel und es wird in den Kondensator gepumpt.
Im Kondensator verliert das Kältemittel seine Wärme an die Umgebung und kondensiert zu einer Flüssigkeit.
Ein Verdampfer nimmt die Wärme aus dem Inneren des Kühlschranks auf und lässt das Kältemittel verdampfen. Dieser Verdampfungsprozess entzieht dem Inneren des Kühlschranks die Wärme und kühlt es ab.
Das Drosselventil ist verantwortlich für den Druckabfall des Kältemittels. Nach Durchlaufen des Drosselventils expandiert das Kältemittel und wird kalt, bevor es in den Verdampfer eintritt.
Der Kondensator ist außerhalb des Kühlschranks positioniert, um die aufgenommene Wärme an die Außenluft abzugeben und die Innenseite des Kühlschranks kalt zu halten.
Das Kältemittel ist die Substanz, die den Wärmeübertragungsprozess ermöglicht. Es zirkuliert im Kühlsystem und transportiert die Wärme von innen nach außen.
Kühlschränke sind mit einer Wärmedämmung ausgestattet, um zu verhindern, dass Wärme von außen in das Gerät eindringt. Dies ist notwendig, um die Effizienz des Kühlschranks zu gewährleisten und den Energieverbrauch zu minimieren.
Die Außentemperatur beeinflusst die Leistung des Kühlschranks. Wenn die Außentemperatur zu hoch ist, muss der Kühlschrank mehr Energie aufwenden, um kalt zu bleiben. Dies erhöht den Energieverbrauch und kann die Lebensdauer des Kühlschranks verkürzen.