Kühlschrank

Wie funktioniert ein Kühlschrank ?
Bei einer inneren Kühlraumtemperatur von 28 °C ist die Vermehrung von Mikroorganismen, die für den Verderb von Lebensmitteln verantwortlich sind, bereits erheblich eingeschränkt. Der eigentliche Kühlprozess, der in einem Kühlschrank stattfindet, basiert auf grundlegenden natürlichen Prozessen. Entscheidend ist, dass eine verdunstende Flüssigkeit ihrer Umgebung Wärme entzieht. Ein Duft, der z.B. auf der Haut verdunstet, hinterlässt einen kühlenden Eindruck. Während des Verdampfungsprozesses bleibt die Temperatur der Flüssigkeit konstant, während die Temperatur der unmittelbaren Umgebung in Richtung der Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit sinkt. Andererseits, wenn der Dampf einer Flüssigkeit komprimiert wird, steigt deren Temperatur. Der komprimierte und erwärmte Dampf kann diese Wärme an seine Umgebung abgeben und dann in den flüssigen Zustand übergehen. Kühlgeräte kombinieren die beschriebenen Prozesse in einem geschlossenen Kreislauf. Die Flüssigkeit, die zu diesem Zweck in einem Kühlschrank verwendet wird, wird als Kältemittel bezeichnet. Sie entzieht den Kühlgütern Wärme und gibt sie an anderer Stelle im Kreislauf wieder ab. Als Kältemittel werden Stoffe benötigt, die bei Temperaturen, die deutlich unter 0 °C liegen, unter Normaldruck verdampfen. Das Kältemittel ist ein Kältemittel mit einem niedrigen Temperaturbereich. Dazu gehören bei

spielsweise Ammoniak (Siedepunkt: 33 °C) und verschiedene FCKWs, wie z.B. Freon (Siedepunkt (Siedepunkt einer Substanz ist die Temperatur, bei der der Dampfdruck der Flüssigkeit dem Druck um die Flüssigkeit herum entspricht und die Flüssigkeit in einen Dampf übergeht): 31 °C), das zur Gruppe der Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKWs) gehört. Nach ihrer Verwendung entweichen die FCKWs (A Chlorfluorkohlenwasserstoff ist eine organische Verbindung, die nur Kohlenstoff, Chlor und Fluor enthält, hergestellt als flüchtiges Derivat von Methan , Ethan und Propan) in die Erdatmosphäre (Die Erdatmosphäre ist die Gasschicht), die den Planeten Erde umgibt und von der Erdgravitation zurückgehalten wird), wo sie aufgrund ihrer hohen chemischen Stabilität die Stratosphäre erreichen können (Die Stratosphäre ist die zweite große Schicht der Erdatmosphäre, knapp über der Troposphäre und unter der Mesosphäre). Dabei werden unter dem Einfluss der energiereichen Sonneneinstrahlung Chloratome von den FCKW-Molekülen abgespalten. Dadurch steigt die Zahl des freien Chlors rapide an (Chlor ist ein chemisches Element mit Symbol Cl und Ordnungszahl 17) Radikale, die wiederum für die Zerstörung der lebenswichtigen Ozonschicht verantwortlich gemacht werden (Die Ozonschicht oder der Ozonschild ist eine Region der Erdstratosphäre, die den größten Teil der ultravioletten Strahlung der Sonne absorbiert) . Die Kältemittelkreisläufe von Kühlschränken arbeiten entweder nach dem Verdichtungs- oder Absorptionsverfahren.
Das Verdichtungsverfahren:
Kühlschränke, die das Verdichtungsverfahren verwenden, enthalten in der Regel das Kältemittel Freon (Freon ist ein eingetragenes Warenzeichen von The Chemours Company, das es für eine Reihe von Halogenkohlenstoffprodukten verwendet) (CF2Cl2 (Dichlordifluormethan ist ein farbloses Gas, das üblicherweise unter dem Markennamen Freon-12 verkauft wird, und ein Halogenmethan aus Fluorkohlenstoff, das als Kältemittel und Aerosolsprühtreibmittel verwendet wird)) ). Der Kreislauf des Verdichtungssystems ist wie folgt: – Das zunächst flüssige Kältemittel gelangt in den Verdampfer im Kühlraum (die Kühlung ist ein Prozess, bei dem die Wärme unter kontrollierten Bedingungen von einem Ort zum anderen transportiert wird). Dabei verdampft das Kältemittel, wobei die erforderliche Wärme (Verdampfung (Verdampfung ist eine Art Verdampfung einer Flüssigkeit, die von der Oberfläche einer Flüssigkeit in eine nicht mit der verdampfenden Substanz gesättigte Gasphase erfolgt) Wärme) aus dem Kühlhaus über das Verdampfergehäuse entnommen wird. Der Kompressor (Kompressor), der mit einem Antriebsmotor gekoppelt ist, saugt das Dampfkältemittel aus dem Verdampfer an, um es zum Kondensator (Kondensator) zu transportieren. Der Kondensator , umgeben von Kühlrippen, ist auf der Rückseite des Kühlschranks außerhalb der Kühlkammer angeordnet. Das Kältemittel kann nicht so schnell aus dem Kondensator austreten in der Regel über ein dünnes Rohr (Kapillarrohr), da es durch den Verdichter eingepresst wird. Dadurch wird es unter hohem Druck gesetzt und erwärmt. Da die Kondensatorwände jedoch eine niedrigere Temperatur als der erwärmte Dampf aufweisen, verflüssigt (kondensiert) sich der Dampf. Die dabei freigesetzte Wärme wird über den Kondensator an die Umgebung abgegeben (in Systemen mit Wärmeübertragung ist ein Kondensator eine Vorrichtung oder Einheit, mit der eine Substanz aus ihrem gasförmigen in ihren flüssigen Zustand durch Kühlung kondensiert wird), wodurch sich die Rückseite des Kühlschranks erwärmt. Dabei ändert sich die Temperatur des Kühlmittels nur geringfügig. Nachdem das nun flüssige Kühlmittel das Kapillarrohr (Drosselstelle) verlassen hat, erfährt es aufgrund der Schnittausdehnung des Rohres plötzlich einen Temperaturabfall und kehrt mit geringem Druck zum Verdampfer zurück. Bei diesen niedrigen Drücken, die durch den Kompressor verursacht werden (Ein Gaskompressor ist eine mechanische Vorrichtung, die den Druck eines Gases erhöht, indem sie sein Volumen reduziert), verdampft das Kältemittel wieder und der Kreislauf beginnt von neuem.
Wenn die Temperatur im Kühlschrank unter die gewünschte niedrige Temperatur fällt, schaltet ein Thermostat (Ein Thermostat ist eine Komponente, die die Temperatur eines Systems erfasst, so dass die Temperatur des Systems in der Nähe eines gewünschten Sollwerts gehalten wird) den Verdichtungsmotor ab und der Kühlmittelkreislauf stoppt. Wird dagegen im Kühlschrank die eingestellte Temperatur überschritten, schaltet sich der Kompressor wieder ein. Die Einschaltphasen sind durch ihr leises Brummen erkennbar. Das Absorptionsverfahren:  Die Absorption kann durch die Einwirkung von Wärme umgekehrt werden. Kühlschränke, die das Absorptionsverfahren anwenden, enthalten in der Regel das Kältemittel Ammoniak (NH3), das leicht von Wasser aufgenommen (absorbiert) wird. Der Absorptionskühlschrank (Ein Absorptionskühlschrank ist ein Kühlschrank, der eine Wärmequelle nutzt, um die für den Antrieb des Kühlprozesses erforderliche Energie bereitzustellen) funktioniert wie folgt:- Wie im Verdichtungsprozess tritt das flüssige Kältemittel (Ein Kältemittel ist eine Substanz oder ein Gemisch, meist ein Fluid, das in einem Wärmepumpen- und Kältekreislauf verwendet wird) in den Verdampfer ein, der den Hilfsgaswasserstoff enthält (Wasserstoff ist ein chemisches Element mit dem chemischen Symbol H und der Ordnungszahl 1) . Der Absorber enthält Wasser , das die Eigenschaft hat, gasförmiges Ammoniak zu absorbieren (Absorption). Auf diese Weise saugt das Wasser den Ammoniakdampf aus dem Verdampfer, so dass weiteres Ammoniak verdunsten kann – Das ammoniakhaltige Wasser wird nun in den Kocher geleitet. Hier wird es mittels eines Elektroheizgerätes erwärmt (Elektroheizung ist ein Prozess, bei dem elektrische Energie in Wärme umgewandelt wird), so dass das Ammoniak unter Druckanstieg als Dampf freigesetzt wird, der schließlich an den Kondensator weitergeleitet wird. Das vom Ammoniak befreite Wasser fließt über einen Sekundärkreislauf wieder in den Absorber zurück, wo es zur Aufnahme von gasförmigem Ammoniak verwendet werden kann – Beim Erreichen des Kondensators gibt das erwärmte Ammoniak (Ammoniak oder Azan ist eine Verbindung aus Stickstoff und Wasserstoff der Formel NH3) seine Wärme an die Umgebung ab. Dies geschieht über die Lamellen des Kondensators (Ein Kondensator ist eine passive zweipolige elektrische Komponente, die elektrische Energie in einem elektrischen Feld speichert). Absorptionskältemaschinen haben den Nachteil, dass sie bei gleicher Kühlleistung etwa dreimal so viel Energie verbrauchen wie ein Kompressionskältemaschine. Der Vorteil ist jedoch, dass sie praktisch geräuschlos betrieben werden können, da es keine beweglichen mechanischen Teile gibt. Darüber hinaus können sie mit verschiedenen Energieformen wie 230 V Gleich- oder Wechselspannung, 12 V Gleichspannung, über das Bordnetz oder mit Propangas arbeiten. Der Einsatz von Absorptionskältemaschinen beschränkt sich daher auf Anwendungen, bei denen diese Eigenschaften von besonderem Interesse sind, wie z.B. Campinggeräte oder Wohnkühlschränke (Raumleiste). Wird die Wärmeabfuhr über den Kondensator gestört oder ist die Umgebungstemperatur zu hoch (ab ca. 30 °C), wird die Kälteleistung des Gerätes erheblich reduziert. Darüber hinaus kann die Funktionsfähigkeit des Kühlschranks nach dem Transport oder einer längeren Neigungszeit des Kühlschranks beeinträchtigt werden. Der Kältemaschinenverdampfer (Ein Verdampfer ist eine Vorrichtung, mit der die flüssige Form einer Chemikalie in ihre gasförmige Form gebracht wird) sowohl im Absorptions- als auch im Kompressionskältemaschinenbau ist oft als kastenförmige Einheit ausgeführt. Sie ist durch eine Klappe oder Tür vom eigentlichen Kühlhaus getrennt. Sein Innenraum bildet den Verdampferraum, der sich für die Lagerung von Tiefkühlkost und Tiefkühlware eignet.