Gerade im Sommer ist der Kühlschrank aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Frische Lebensmittel könnten ohne Kühlschrank nicht mehr auf Vorrat gekauft werden und unsere Erfrischungsgetränke wären wohl eher eine lauwarme Brühe anstatt einer netten Abkühlung. Doch wie funktioniert ein Kühlschrank überhaupt?
Funktionsweise Kühlschrank - komplexe Technik?
Der Kühlschrank wurde vor gut 180 Jahren von dem Ingenieur Carl Paul Gottfried von Linde erfunden. Optisch wurde er seitdem häufig verändert, die Technik ist aber bis auf keine Details die selbe geblieben.
Ein Kühlschrank verfolgt ein ganz einfaches Prinzip, er versucht nicht Kälte in das Gerät zu bringen, sondern die Wärme aus dem Gerät herauszuleiten. Er entzieht dem Innenraum also die Wärme und trägt diese nach Außen. Bei der Kälteerzeugung nutzt man den Aggregatszustandswechsel von einer Flüssigkeit zu einer gasförmigen Substanz.Grundsätzlich wird zwischen drei Arten von Kühlschränken unterschieden: Kompressor-, Absorber Kühlschränke und welche mit Peltier-Elementen. Am häufigsten im Gebrauch ist allerdings der Kompressor-Kühlschrank. In diesem Haushaltsgerät befindet sich ein geschlossener Kreislauf, der ein Kältemittel mit geringem Siedepunkt enthält. Das heißt, dass geringe Temperaturen ausreichen um es verdampfen zu lassen.
Das Kältemittel zirkuliert durch eine Rohrschlange, diese nimmt die Wärme des Innenraums auf, wodurch das Kühlmittel anfängt zu verdampfen. Durch diesen Verdampfungsprozess wird dem Innenraum des Kühlschranks Energie in Form von Wärme entzogen, was für die niedrige Temperatur sorgt. Das heißt, durch die Verdampfung wird die Wärme aus dem Kühlschrank aufgenommen.
Anschließend wird das gasförmige Kältemittel vom Verdampfer zum Kompressor, auch Verdichter genannt, geleitet. Dort wird es unter hohem Druck bis zum Verflüssigungspunkt verdichtet und anschließend mit Hilfe des Drosselventils in den Kondensator gedrückt.
Ein Kondensator besteht ebenfalls aus einer Rohrschlange an der Rückwand des Kühlschrankes. Hier gibt das verdichtete gasförmige Kühlmittel die aufgenommene Wärme an den Raum ab. Bei diesem Prozess kühlt das Mittel ab und verflüssigt sich wieder. So schließt sich der Kreis und das Kühlmittel kommt erneut zum Verdampfer ins innere des Kühlschrankes.
Um die richtige Menge des Kühlmittel im Innenraum des Kühlschrankes zu haben, was je nach Gerät und Benutzung variiert, besitzt er das Drosselventil. Dieses liegt zwischen Kondensator und Verdampfer, so kann die Menge genau gesteuert werden. Durch ein Thermostat im inneren des Kühlschrank wird der Kompressor je nach eingestellter Temperatur ein- bzw. ausgeschalten.
Die Wichtigsten Teile und Ihre Funktionen im Überblick
- Das Kühlmittel: Durch den niedrigen Siedepunkt ist es in der Lage Wärme vom Inneren des Kühlschranks nach Außen zu tragen.
- Der Verdampfer: Er besteht aus einer Rohrstange, die im Inneren des Kühlraumes angebracht ist. Die Wände der Stange nehmen die Wärme im Innenraum auf, die dafür sorgt dass das Kühlmittel verdampft.
- Der Kompressor: Die Aufgabe des Kompressors besteht darin, den Dampf bis zu seinem Verflüssigungspunkt zu verdichten, sodass er im Kondensator durch Abkühlung wieder flüssig werden kann.
- Der Kondensator: Er ist dafür verantwortlich die aufgenommene Wärme an die Umwelt abzugeben. Hier wird der Aggregatszustand wieder von gasförmig nach flüssig umgewandelt. Der Kondensator befindet sich an der Rückseite des Kühlschrank und besteht wie der Verdampfer aus Rohren. Aus dem Kondensator wird das flüssige Mittel wieder in den Verdampfer geleitet.
- Drosselventil: Dieses reguliert die Flüssigkeitsmenge, um das Kältemittel aufzufüllen, das zuvor im Verdampfer verflüssigt worden ist.
Die Funktionsweise des Kühlschrankes ist eigentlich recht simpel. Die Technik des Kühlschrankes wurde auch auf andere Erfindungen wie beispielsweise der Wärmepumpe übertragen. Diese arbeitet mit dem selben Prinzip, nur genau andersrum.
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