Kühlschrank Lebensmittel voll

Wie funktioniert ein Kühlschrank?

Wie funktioniert ein Kühlschrank? – diese Frage hat man sich sicherlich schon oft gestellt. Doch das Prinzip ist komplizierter, als man glauben mag. Interessant ist vor allem, dass dem Kühlschrank keine Kälte hinzugefügt wird, sondern Wärme entzogen.

Wie funktioniert ein Kühlschrank – Grundlegende Elemente

wie funktioniert ein kühlschrank
Wie funktioniert ein Kühlschrank? Die Antwort ist relativ komplex. ©iStock.com/ppart

Das Grundprinzip lässt sich aber wie folgt zusammenfassen: Flüssigkeiten verdampfen und nehmen dabei Wärme auf. Er sorgt also nicht dafür, dass einem bestimmten Raum Kälte zugeführt wird, vielmehr entzieht er dem entsprechenden Raum die Wärme und sorgt dadurch für Abkühlung der Umgebungstemperatur. Für das Abkühlen der jeweiligen Kühlmittel, die dem Kühlschrank letztendlich die Wärme entziehen, braucht es folgende Elemente:

  • Geschlossenes Rohrsystem – hier wird ein niedrig-siedendes Kühlmittel eingefüllt
  • Thermostat
  • Umwälzpumpe
  • Verdichter
  • Verdampfer
  • Drosselorgan
  • Kühlraum
  • Wärmeisolierung

Funktionsweise der einzelnen Bauteile

Das Kühlmittel des Kühlschranks wird in einen geschlossenen Wärmetauscher-Kreislauf eingeführt. Dieser besteht hauptsächlich aus Rohren, die innerhalb und außerhalb des Geräts verlaufen. Das Kühlmittel wird in diesem Prozess innerhalb des Rohrkreislaufes durch eine Umwälzpumpe umher gepumpt. Damals wurden Frigene als Kühlmittel benutzt, jedoch stellte sich heraus, dass diese bei der Zerstörung der Ozonschicht beteiligt sind. Heute verwendet man Ammoniak.

Die Rohre

Die Rohre selbst bestehen aus einem besonders wärmeleitfähigen Material – in der Regel aus Kupfer oder Aluminium. Das niedrig-siedende Kältemittel weist dabei einen dermaßen tiefen Siedepunkt vor, dass 4 Grad Innentemperatur im Refrigerator noch immer sehr warm für diese ist und diese in diesem Zusammenhang verdampft. Sobald das Kühlmittel weiter abgekühlt ist, wird durch das integrierte Thermostat – welches auf Temperaturen reagiert – die Umwälzpumpe eingeschalten, die die abgekühlte Flüssigkeit durch den Rohrkreislauf pumpt. Diesen Vorgang kann man unter Umständen von außen betrachtet sogar wahrnehmen – sobald sich die Pumpe einschaltet, wackelt der Refrigerator kurz.

Die Umwälzpumpe

Kühlschrank Lebensmittel voll
Nur durch die Kühlung bleiben unsere Lebensmittel länger genießbar ©iStock.com/belchonock

Die Umwälzpumpe hat zum einen die Aufgabe, das Kühlmittel durch den Kreislauf zu pumpen, zum anderen verdichtet jene das Kühlmittel bei diesem Vorgang auch gleich. Die Wärme im Kühlschrankinneren wird durch das Kühlmittel in den Wärmetauscher-Rohren aufgenommen und wandert nach Außen, wo das Kühlmittel die aufgenommene Wärme im Anschluss wieder freisetzt. Hierbei wird das Kühlmittel in einem Zickzack-Kurs durch die sich hinter dem Kühlschrank befindlichen Kühlrippen gedrückt – dadurch wird die Wärme des Kältemittels schneller wieder abgegeben. Dies ist auch der Grund, weshalb die Kühlrippen hinter dem Gerät beständig heiß sind.

Wie funktioniert die Kältetechnik bei einem Kompressorkühlschrank?

Der größte Unterschied einer derartigen Kühlschrank-Funktionsweise zur oben beschriebenen ist die Tatsache, dass das verwendete Kältemittel einen gasförmigen Aggregatszustand aufweist und keinen flüssigen. Des Weiteren kommt hier auch ein Kompressor zum Einsatz, der das Kältemittel adiabatisch verdichtet. Adiabatisch heißt, dass sich der entsprechende, gasförmige Stoff beim Verdichten erwärmt. Auch hier gibt es auf der Rückseite des Geräts die typische Rohrschlange und den Kondensator – also Rohre in Schlängellinien. Hier wird die Wärme, die das Gas aufgenommen hat, an die Umgebung abgegeben. Im weiteren Verlauf des Kühlkreislaufes geschieht eine Druckabsenkung mittels einer Drossel – es handelt sich dabei um das so genannte Expansionsventil. Der Kühlraum wird hier also durch die Siedekühlung abgekühlt. Man spricht daher von einer ähnlichen Funktionsweise wie der bei einer Wärmepumpe – jedoch dient das Gerät hier eher als Wärmeüberträger.

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