Der Kältekreislauf im Kühlschrank

Raschelnde Tüten sind zu hören. Die 22-jährige Tamara Dell’Anna läuft in die Küche, stellt die Tüten mit den eingekauften Lebensmitteln auf den Boden und öffnet die Kühlschranktür. Die junge Frau räumt nach und nach den Einkauf hinein.

Sie achtet darauf, dass die Nahrungsmittel in einer strickten Aufteilung in den Kühlschrank eingeräumt werden. Kaum zu glauben: Vor etwa 100 Jahren war er ein Luxusgut, heute steht er in jeder Küche – der Kühlschrank. In ihm werden Lebensmittel gekühlt und somit länger haltbar gemacht. Das Gerät folgt einem einfachen Prinzip der Thermodynamik, auch Wärmelehre genannt. Ein Kältekreislauf findet statt.

Lebensmittelaufteilung im Kühlschrank

Im Kühlschrank steigt die warme Luft nach oben und die kalte nach unten, darum ist der obere Bereich mit 7 bis 8 Grad Celsius am wärmsten, während der untere Bereich mit 2 bis 3 Grad Celsius am kältesten ist. Deshalb gilt, dass leicht verderbliche Lebensmittel im kältesten Bereich gelagert werden müssen. Kälteempfindliches Obst und Gemüse kommt in das Gemüsefach, das durch eine Abtrennung geschützt ist. Die 52-jährige Claudia Oberascher ist gelernte

Lebensmittelaufteilung im Kühlschrank Skizze: Yildirim Yasemin

Ernährungswissenschaftlerin und arbeitet als Fachgebietsleiterin für Haushalt und Technik für die Fachgemeinschaft für effiziente Energieanwendung (HEA) und den Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW). Sie erläutert: „Eine richtige Lagerung im Gerät verlängert die Haltbarkeit der Lebensmittel, deshalb ist es wichtig, auf die verschiedenen Kühlbedürfnisse der Nahrungsmittel zu achten.“ Die optimale Kühlschranktemperatur beträgt 7° C.

Die 22-Jährige nimmt die kalte Milch aus der Kühlschranktür. Ein lautes „Klick“ ist zu hören. Langsam schenkt die junge Frau die Milch in das saubere Glas auf dem Küchentisch. Dell’Anna schließt den Milchdeckel und dreht sich in Richtung Kühlschrank. Die zuvor herausgenommene Milch stellt sie in das Getränkefach ab, damit die Milch auch kühl bleibt.

Kältekreislauf einer Kältemaschine

Der Kompressionskühlschrank, der am häufigsten in Gebrauch ist, nutzt den physikalischen Effekt der Verdampfungswärme. Der Innenraum wird nicht gekühlt, sondern ihm wird die Wärme entzogen und nach außen getragen. Das flüssige Kältemittel, das für den Prozess notwendig ist, wird in einem geschlossenen Kreislauf bewegt und erfährt verschiedene Aggregatzustände, sagt die Ernährungswissenschaftlerin. Für den Kältekreislauf sind neben dem Kältemittel die vier Bestandteile Kompressor, Kondensator (auch Verflüssiger genannt), Drossel und Verdampfer wichtig.

Kältekreislauf Kühlschrank (mit Q1= entzogene Wärme und Q2= abgeführte Wärme) Skizze: Yildirim Yasemin

Im ersten Schritt wird dem Innenraum die Wärme entzogen. „Das verdampfte Kältemittel wird vom Verdampfer weiter zum Kompressor transportiert. Das Mittel wird dort komprimiert, sozusagen verdichtet“, erklärt die Fachgebietsleiterin. Anschließend wird das Kühlmittel weiter zum Verflüssiger geleitet, wo die aufgenommene Wärme an die Umgebung abgegeben wird. Bei diesem Vorgang wird das zuvor gasförmige Kältemittel wieder flüssig. Oberascher sagt: „Meistens sind die Verflüssiger bei Standgeräten die sichtbaren Blechlamellen auf der Rückseite“. Abschließend wird die Flüssigkeit an die Drossel gleietet. Dort findet eine Verengung statt – der Druck wird reduziert und das Kältemittel entspannt sich. Der Kreislauf kann nun erneut beginnen.

Dell’Anna läuft in Richtung Eingangsbereich, sie bemerkt nicht, dass der Boden frisch gewischt ist und schon gerät sie ins Taumeln. Im letzten Moment hält sich die junge Frau am Kühlschrank fest. Die 22-Jährige ist verwundert: „Wieso ist der Kühlschrank im hinteren Bereich warm?“. Da Metall ein optimaler Wärmeleiter ist und die Wärme auf der Kühlschrankrückseite nach außen getragen wird, kann der Kühlschrank an den Außenseiten warm werden. Das Kühlgerät soll möglichst frei und kühl stehen, außerdem muss eine unbedingte Be- und Entlüftung sichergestellt werden, bemerkt die 52-Jährige.

Kühlmittel bei Kühlschränken

Der wichtigste Bestandteil im Kältekreislauf ist das Kühlmittel, da der Prozess ohne nicht funktionieren würde. Je nach Modell sind es 20 bis 65 Gramm. Es sind Flüssigkeiten mit sehr niedrigen Siedetemperaturen (-25 Grad Celsius; -41 Grad Celsius). Früher enthielten Kältemittel FCKW – Flourchlorkohlenwasserstoff. Seit 1995 ist FCKW verboten, da sich das Mittel negativ auf die Ozonschicht auswirkt und schwer abbaubar ist. „Das Kühlmittel kann für den Menschen nicht gefährlich sein, da es in einem geschlossenen Kreislauf bewegt wird und kein Kontakt mit dem Mittel zustande kommt“, beruhigt die Fachgebietsleiterin. Heute sind Kältemittel sogenannte Dortmunder Mischungen: Kohlenwasserstoffverbindungen (KW), Mischungen aus Propan und Butan, Chlorverbindungen, Wasser oder Isobutan.

Dell’Anna steht im Eingangsbereich, als sie ein lautes Geräusch hört. Unklar ist, woher das Piepen kommt. Auf einmal fällt ihr ein, dass sie die Kühlschranktür offengelassen hat. Sie rennt in Richtung Küche, steht vor dem geöffneten Kühlschrank und schließt die Tür.

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