Die Funktionsweise des Kühlschranks: Die Grundprinzipien
Der Kühlschrank ist eines der Haushaltsgeräte, das aus keinem Haushalt wegzudenken ist. Wohin sonst mit frischen Milchprodukten, Fisch, Fleisch und allen anderen schnell verderblichen Lebensmitteln? So sehr wir alle auf das Funktionieren des Kühlschranks angewiesen sind, so selten wird dennoch gefragt: Wie funktioniert ein Kühlschrank? Wir gehen in diesem Artikel der Funktionsweise von Kühlschränken auf den Grund. Wenn Sie sich also dafür interessieren, wie Ihr freistehender Kühlschrank, Ihr zweitüriger Kühlschrank oder auch Ihr Einbaukühlschrank Ihre Lebensmittel frisch hält, lesen Sie weiter!
Wie entsteht die Kälte im Kühlschrank?
Die Frage scheint auf den ersten Blick rhetorisch. Denn, was macht ein Kühlschrank seinem Namen entsprechend? Er kühlt. Aber so einfach ist es dann doch wieder nicht. Ein Kühlschrank kühlt nicht einfach nur, sondern entzieht dem Inneren die Wärme bzw. transportiert sie von innen nach außen.
Das funktioniert mit einem Kältemittel, einer speziellen Flüssigkeit, die die Wärme aufnimmt und nach außen abgibt. Deshalb sind Kühlschränke an der Außenwand der Rückseite auch eher warm. Die abgetragene Wärme wird über die Lüftung an die Raumluft abgegeben.
Wie ist ein Kühlschrank aufgebaut?
Grundsätzlich werden zwei Arten von Kühlschränken unterschieden. Absorberkühlschränke und Kompressorkühlschränke.
Absorberkühlschränke werden in der Regel mit Gas betrieben und kommen häufig in Wohnmobilen oder generell in der Campingausrüstung zur Anwendung.
Letztere dagegen sind in den allermeisten Haushalten vertreten. Das Kernstück eines solchen Kühlschranks ist der Kompressor. Bei einem Kompressorkühlschrank befindet sich auf der Rückseite des Geräts ein schlangenförmiges Rohr und ein weiteres Gegenstück in der Innenseite des Kühlschranks. Die schlangenförmige Anordnung ergibt sich dadurch, dass möglichst viel Rohr auf einer meist sehr begrenzten Fläche angebracht werden muss. Das Rohr auf der Außenseite nennt sich Kondensator. Das Rohr im Inneren des Kühlschranks ist der Verdampfer und befindet sich für die Verbraucher versteckt und unsichtbar hinter der Verkleidung des Kühlschranks. Beide Rohre sind miteinander verbunden. Sie bilden damit einen geschlossenen Kreislauf. Das Rohrsystem ist von zentraler Bedeutung für das Funktionieren des Kühlschranks, da es für den Transport des Kältemittels verantwortlich ist. An dem Punkt, an dem beide Rohre miteinander verbunden werden, befindet sich der Kompressor, der das Kältemittel komprimiert, also verdichtet. An der zweiten im Grunde gegenüberliegenden Verbindungsstelle befindet sich das sogenannte Expansionsventil. Es sorgt dafür, dass der Druck des Kältemittels wieder herabgesetzt wird. Das Ventil wird auch Drossel genannt.
Wie heißen die wichtigsten Komponenten eines Kühlschranks?
Die wichtigsten Bauteile, die das Funktionieren des Kühlschranks gewährleisten, sind:
- Kompressor
- Verdampfer
- Kondensator
- Drossel bzw. Expansionsventil
- Thermostat
Wie funktioniert ein Kühlschrank?
Der Kühlprozess im Kühlschrank beruht auf zwei physikalischen Prinzipien, die sich in einem komplexen Zusammenspiel ergänzen. Dieser Prozess läuft folgendermaßen ab:
- Das Kühlmittel befindet sich zu Beginn im Verdampfer und hat eine Temperatur von unter -30 Grad. Die Temperatur im Inneren des Kühlschranks dagegen liegt bei ca. 5 bis 9 Grad Celsius.
- Die Flüssigkeit fließt nun durch den Verdampfer und nimmt dabei die Wärme aus dem Inneren des Kühlschranks auf.
- Daraufhin erwärmt sich das Kühlmittel und verändert seinen Aggregatzustand von flüssig zu gasförmig - es verdampft. Das wird dadurch möglich, dass das Kühlmittel einen im Vergleich zum Beispiel zu Wasser viel niedrigeren Siedepunkt hat.
- Gleichzeitig sinkt dadurch, dass dem Kühlschrankinneren die Wärme entzogen wird, die Innenraumtemperatur. Es wird kalt und der Kühlschrank kühlt.
- Das nun gasförmige und erwärmte Kältemittel strömt weiter durch die schlangenförmigen Rohre zum Kompressor. Dort wird es wiederum stark verdichtet. Diesen Prozess kann man hören. Das typische Brummen von Kühlschränken wird nämlich vom Kompressor verursacht.
- Durch das Verdichten steigt der Druck innerhalb des Rohres. Dadurch steigt die Temperatur weiterhin an, bis sie ungefähr die Zimmertemperatur erreicht hat.
- Damit die entstandene Wärme nun wieder abgegeben werden kann, wird das Gas in den außen liegenden Teil des Rohrsystems geleitet. Dort gibt das Gas die Wärme an die Umgebung ab und kühlt dadurch wieder ab. Durch den Prozess des Abkühlens ändert das Gas wieder seinen Aggregatzustand - es wird wieder flüssig.
- Allerdings steht das Gas auch im flüssigen und abgekühlten Zustand weiterhin unter erhöhtem Druck. An dieser Stelle kommt das Expansionsventil zum Zug. Das Kältemittel fließt durch die Drossel wieder vom äußeren Teil des Rohrsystems ins Innere des Kühlschranks und dabei reduziert die Drossel den Druck wieder auf ca. 1 bar.
- Durch den abgelassenen Druck sinkt die Temperatur des Kältemittels ein weiteres Mal ab. Im Inneren angekommen ist es nun wieder sehr kalt und kann ein weiteres Mal die Wärme aus dem Inneren des Kühlschranks aufnehmen. So geht der zirkuläre Prozess dann wieder von vorne los. Das wird allerdings nur notwendig, wenn die Temperatur im Inneren zu hoch ist, zum Beispiel, weil die Tür geöffnet wurde.
Optimieren Sie das Funktionieren Ihres Kühlschranks
Nachdem Sie nun die Funktionsweise eines Kühlschranks verstanden haben, kann man leichter nachvollziehen, wie man Energie sparen kann und dafür sorgen kann, dass ein Kühlschrank möglichst effektiv funktioniert. Die modernen Kühlschränke von Haier verfügen zum Beispiel über ein außenliegendes Touch Display, mit dem Sie den Kühlschrank leicht bedienen können, ohne ihn dabei zu öffnen und unnötig Wärme ins Innere gelangen zu lassen. Die Fresher Technology sorgt zusätzlich für eine konstant kühle Temperatur im Inneren des Kühlschranks, indem die Luft sanfter im Kühlschrank zirkuliert.