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Kühlschrank

Ein Kühlschrank dient zur Lagerung von Lebensmitteln bei Temperaturen zwischen +2 °C und +8 °C. Kühlschränke gibt es als Stand- oder Einbaugerät, die in der Regel elektrisch betrieben werden. Abbildung 1 zeigt ein Standgerät mit Tiefkühl- und Gemüsefach. Kühlschränke unterscheiden sich in der Größe, Energieverbrauch, Geräuschentwicklung und Zusatzfunktionen.

Kühlschrank

Abbildung 1: Innenraum eines Kühlschranks

Funktionsweise

Um die Funktionsweise eines Kühlschranks zu verstehen, verteilen Sie zunächst etwas Wasser auf der Haut Ihres Unterarmes. Nach einiger Zeit beginnt das Wasser zu verdampfen und Sie spüren, wie sich die Haut abkühlt. Wenn Flüssigkeiten verdampfen, also in den gasförmigen Zustand übergehen, entzeihen sie der Umgebung Wärmeenergie. Aus demselben Grund frieren wir, wenn wir nasse Bekleidung tragen, weil das Wasser in der Kleidung beständig verdampft.
Dasselbe Prinzip wird im Kühlschrank angewandt. Dem Innenraum des Kühlschranks wird durch das Verdampfen eines Kühlmittels Wärme entzogen. Damit das Kühlmittel auch bei niedrigen Temperaturen verdampft, werden Kühlmittel mit einem sehr niedrigen Siedepunkt verwendet.

Kreislauf des Kühlmittels

Abbildung 2: Kühlkreislauf eines Kühlschranks

Im Verdampfer -im oberen Bereich des Kühlschranks gelegen- verdampft das flüssige Kühlmittel und entzieht dabei dem Innenraum des Kühlschranks die Wärme. Der Kompressor (Verdichter) befindet sich unten im Kühlschrank und saugt die Kühlmitteldämpfe an und verdichtet sie. Ähnlich wie bei einer Fahrradpumpe, in der die Luft zusammengepresst wird und sich dabei erwärmt, wird auch das Gas im Kompressor warm. Dieses erwärmte Gas wird mit hohem Druck in den Verflüssiger (Wärmetauscher) gepresst. Der Verflüssiger liegt an der Rückseite des Kühlschranks und besteht aus einer Rohrschlange mit Kühlrippen. Über den Wärmetauscher gibt das Gas seine Wärme an die Umgebungsluft ab und wird dabei wieder flüssig. Genauso wie Wasserdampf beim Abkühlen wieder kondensiert und flüssig wird. Damit der Austausch mit der Raumluft ungestört stattfinden kann, sollten die Kühlrippen in regelmäßigen Abständen gereinigt werden. Steht der Kühlschrank unter einer Arbeitsplatte, muss der Luftstrom durch eine Öffnung in der Platte gewährleistet sein.
Das flüssige Kühlmittel gelangt über das Kapillarrohr (Drossel) wieder in den Verdampfer. Dort verdampft das Kühlmittel bei niedrigem Druck aufs Neue.
Die Luft direkt um den Verdampfer ist am Kühlsten. Die kalte Luft sinkt nach unten und kühlt auf dem Weg die Lebensmittel ab. Die erwärmte Luft ist leichter und steigt erneut nach oben, um dort am Verdampfer wieder abgekühlt zu werden. In einem zu vollgepackten Kühlschrank können Lebensmittel nicht ordentlich gekühlt werden, weil die Luft im Innenraum nicht zirkulieren kann.

Vereisen von Kühlschränken

Luft enthält immer Feuchtigkeit, die am Verdampfer kondensiert und gefriert. Die Luftfeuchtigkeit im Kühlschrank kann noch erhöht werden, wenn Lebensmittel unabgedeckt im Kühlschrank lagern. Mit der Zeit kann sich eine dicke Eisschicht ansammeln, die den Wärmeaustausch zwischen Innenraum und Verdampfer erschwert. Aus dem Grund muss ein Kühlschrank regelmäßig abgetaut werden.

Temperaturzonen im Kühlschrank

Temperaturen in einem Kühlschrank

Abbildung 3: Temperaturen in einem Kühlschrank

Abbildung 3 zeigt die Temperaturverteilung in einem Kühlschrank. Bei Temperaturen von 6-8 °C können beispielsweise gekochte Speisen, Konfitüre, Butter, Käse und Backwaren aufbewahrt werden. Der mittlere Bereich mit Temperaturen um 4-5 °C eignet sich für die Lagerung von Milchprodukten wie Quark und Joghurt. Über dem Gemüsefach ist die Temperatur am kühlsten, dieser Bereich eignet sich zur Lagerung von Fleisch und Fisch. Im Gemüsefach ist die Luftfeuchtigkeit höher, weshalb Obst und Gemüse hier länger frisch bleiben und nicht so schnell austrocknen → Lebensmittel lagern.

Die Temperaturen im Gefrierfach sind mit Sternen gekennzeichnet.

Ein Stern bis -6 °C
Zwei Sterne bis -12 °C
Drei Sterne bis -18 °C
Vier Sterne bis -18 °C garantiert

Klimaklassen

Kühlschränke sind für unterschiedliche Klimaklassen ausgelegt. Wie oben beschrieben muss über den Wärmeaustauscher die Wärme an die Umgebungsluft abgegeben werden. Dieser Wärmeaustausch gestaltet sich schwieriger, wenn die Umgebungstemperatur hoch ist. Deshalb gibt es für heiße Gegenden extra konzipierte Kühlschränke, die die Kühlleistungen auch dann noch gewährleisten.

Klima­klassen Umgebungs­tem­per­atur
SN 10 °C bis 32 °C
N 16 °C bis 32 °C
ST 16 °C bis 38 °C
T 16 °C bis 43 °C

Energie sparen

Kühlschränke sind isoliert, damit die Kälte nicht aus dem Innenraum entweicht und sie möglichst wenig Energie verbrauchen. Reinigen Sie regelmäßig die Dichtungen, um sicherzustellen, dass die Tür richtig schließt.
Der Energieverbrauch ist abhängig von der Umgebungstemperatur, deshalb sollten Kühlschränke möglichst nicht neben einer Heizung, Herd oder Wäschetrockner aufgestellt werden.
Lassen Sie nicht die Tür länger als notwendig offen stehen.
Säubern Sie regelmäßig den Wärmetauscher an der Rückwand des Kühlschranks (etwa einmal jährlich).
Sorgen Sie dafür, dass die Luft um die Rückwand zirkulieren kann.
Tauen Sie den Kühlschrank ab, wenn der Innenraum oder das Gefrierfach vereist ist.
Lassen Sie Speisen erst abkühlen, bevor Sie sie in den Kühlschrank räumen.
Lagern Sie nur eingepackte oder abgedeckte Speisen in den Kühlschrank.

Weitere Funktionen

Abtauautomatik: Kühlschränke mit einer Abtauautomatik tauen selbstständig ab. Das Tauwasser sammelt sich an der Rückwand und fließt dort herab. Unten läuft das Wasser durch eine Ablauföffnung nach außen und verdunstet dort.
Eiswürfelbereiter: Hier werden klare Eiswürfel im Kühlschrank hergestellt, während Eiswürfel aus dem Gefrierfach durch die eingeschlossene Luft trüb sind.

Reinigung

Grundreinigung: Kühlschrank im Privathaushalt.

Auftauen des Gefrierfachs oder Gefrierschrank

Tauen Sie das Gefrierfach oder den Gefrierschrank möglichst dann ab, wenn wenig Lebensmittel enthalten sind. Im Winter können die Lebensmittel z. B. auf dem Balkon zwischengelagert werden. Ansonsten die gefrorenen Lebensmittel in eine Kühltasche legen oder in Zeitungspapier oder eine Decke einschlagen. Dann den Kühl- oder Gefrierschrank ausschalten und die Tür offen stehen lassen. Legen Sie zum Aufnehmen des Tauwassers Handtücher oder alte Tücher in den Kühl- oder Gefrierschrank. Zum Auftauen sollten weder elektrische Heizgeräte, noch Föhn oder → Dampfreiniger verwendet werden. Gelöste Eisstücke können mit den Händen entfernt werden. Um den Kunststoff nicht zu beschädigen, sollten Sie dafür keine spitzen Gegenstände wie Spachtel oder Schraubendreher nutzen. Wenn alles Eis getaut ist, können Sie das Fach oder den Gefrierschrank reinigen, trocknen und dann wieder einräumen.

Kühlschrank ohne Strom

In Indien können sich viele Menschen keinen elektrisch betriebenen Kühlschrank leisten. Mansukhbhai Prajapati Gründer der Firma Mitticool lernte das Töpferhandwerk und entwarf einen Kühlschrank aus Ton. Der Kühlschrank enthält Röhren, die mit Wasser gefüllt werden können. Das Wasser verdunstet und kühlt so den Innenraum des Kühlschranks.
Im Norden Nigerias hat sich der Lehrer Mohammed Bah Abba eine ähnliche Lösung einfallen lassen. Bei seinem Kühlschrank wird ein kleinerer Tontopf in einen größeren gestellt. Den Zwischenraum füllt er mit feinem Sand, der mit Wasser befeuchtet werden kann. In der Hitze verdampft das Wasser und kühlt den inneren kleineren Topf.
Auch in Europa wird die Verdunstungskälte z. B. bei Weinkühlern aus Ton genutzt.


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Interessante Links

Sie verlassen die Internetseite EU-Energielabel für Kühl- und Gefriergeräte.
Sie verlassen die Internetseite Kühl- und Gefriergeräte. HEA – Fachgemeinschaft für effiziente Energieanwendung e.V.
Sie verlassen die Internetseite Antimikrobielle Innenraumbeschichtung bei Kühlschränken ist überflüssig, Stellungnahme Nr. 007/2006 des BfR vom 30. August 2005

Quellen:

Sie verlassen die Internetseite Wikipedia Eintrag: Kühlschrank. Zuletzt aufgerufen am 16.10.2015 um 11:20 Uhr
Sie verlassen die Internetseite Temperaturzone - Kühlschrank-Glossar. Daniel Hörömpöli
Sie verlassen die Internetseite Wie funktioniert ein Kühlschrank?
Sie verlassen die Internetseite High School Dropout Designd A Refrigerator That Runs without Electricity. The Logical Indian 28. Juni 2015
Dr. Edith Schenk: Gerätekunde und Maschinenkunde des Haushalts. Hamburg 1969
Gebrauchsanweisung Tischkühlschrank Liebherr 030914 7081996 - 02 T/TP/TP (esf) 14../15../17../18.. ... 1.

Ausführliche Quellenangaben


Startseite | Impressum |  Letzte Aktualisierung:  15.05.2016