Eine Kälteanlage bzw. Kältemaschine sorgt für die Kühlung verschiedenster Bereiche. Die angestrebte Temperatur liegt meist weit unterhalb der Umgebungstemperatur.
Eine Kälteanlage bzw. Kältemaschine sorgt für die Kühlung verschiedenster Bereiche. Die angestrebte Temperatur liegt meist weit unterhalb der Umgebungstemperatur.
Das Einsatzgebiet von Kälteanlagen und Kältemaschinen besteht zum Beispiel in der Kühlung von Lebensmitteln, von medizinischen Bedarf, Labortechnik und der Prozesskühlung im technischen Gewerbe.
Das Tiefkühlen ist ein industrielles Verfahren zur Konservierung von verderblichen Speisen, bei der die Lebensmittel bei -18 Grad Celsius schockgefrostet werden. Bei diesen niedrigen Temperaturen können sich Mikroorganismen, wie zum Beispiel Bakterien, nur sehr langsam fortpflanzen. Somit bleiben konservierte Speisen sehr lange genießbar, solange die Kühlkette durchgehend eingehalten wird.
Der Unterschied zum „Einfrieren“ in Privathaushalten besteht darin, dass beim gewerblichen Tiefkühlen, den zu konservierenden Speisen innerhalb weniger Sekunden sehr viel Wärme entzogen wird. Dank dieses Schockfrost-Verfahrens können sich keine größeren Eiskristalle bilden. Die ursprüngliche Konsistenz der schockgefrosteten Lebensmittel bleibt somit erhalten.
Als Pluskühlung bezeichnet man Kühlgeräte, welche noch bei Plusgraden dafür sorgen, dass zum Beispiel leicht verderbliche Lebensmittel oder Medikamente länger genießbar sind. Das am weitesten verbreitete System der Pluskühlung ist wahrscheinlich der Kühlschrank. Dieser kühlt bei durchschnittlich +7 Grad Celsius und ist in so gut wie jedem Haushalt anzutreffen.
Kälteanlagen funktionieren mittels Kreislaufsystem und machen sich das Prinzip der Verdunstungskälte zunutze.
Lassen Sie uns an dieser Stelle kurz und anschaulich das Prinzip der Verdunstungskälte mithilfe eines Beispiels erklären.
Es ist ein warmer Sommertag am Strand und Sie haben für Familie, Freunde und sich selbst Getränke mitgebracht. Diese drohen in der Sonne warm zu werden, doch da Sie lieber ein erfrischendes, kühles Getränk genießen möchten, greifen Sie zu einem Trick.
Sie nehmen ein kleines Handtuch, machen es mithilfe des Meerwassers nass, rollen dann die Getränke in das Handtuch ein und legen das Handtuch in die Sonne. Was passiert nun?
Das nasse Handtuch wird in der Sonne erwärmt und das Wasser verdunstet. Beim Verdunsten des Wassers wird der Umgebung Wärme entzogen. Übrigens: um vor Überhitzung zu schützen, profitiert der menschliche Körper bei der Transpiration vom selben Prinzip der Verdunstungskälte.
1. Verdichter/ Kompressor
Die meisten Kälteanlagen funktionieren ebenfalls nach dem Prinzip der Verdunstungskälte und besitzen ein Kreislaufsystem mit vier grundlegenden Stationen und einem Kühlmittel, welches alle Stationen durchläuft und für den Energieaustausch benötigt wird. Eine der vier Stationen des Kühlungskreislaufes ist der Verdichter, welcher auch Kompressor genannt wird. Wie der Name schon beschreibt, wird das angesaugte dampfförmige Kühlmittel an diesem Punkt verdichtet. Der Druck auf das Kühlmittel wird um mehrere bar erhöht. Durch den Verdichtungsprozess entsteht viel Wärmeenergie und das Kühlmittel ist dadurch zu diesem Zeitpunkt um einiges wärmer als die Außentemperatur. Teilweise erreicht das Kühlmittel in diesem Schritt bis zu 70 Grad Celsius.
2. Kondensator
Das stark erhitze und immer noch gasförmige Kältemittel gelangt nun in den Kondensator. So, wie der Wasserdampf in einem Badezimmer am Fenster – dem kältesten Punkt des Raums – kondensiert und Tropfen bildet, verflüssigt sich nun das Kältemittel durch die Abkühlung des Kondensators.
3. Drosselorgan
Das flüssige und abgekühlte Kühlmittel strömt nun zum Drosselorgan. Im Drosselorgan wird der vorherrschende Druck stark abgesenkt, wodurch ein Teil des Kühlmittels sich expandiert und vom flüssigen in den gasförmigen Aggregatzustand wechselt. Zur Veranschaulichung stellen sie sich eine Deodorant-Dose vor. Der Druck in der Dose ist sehr hoch und der Inhalt in der Dose ist flüssig. Beim Abgeben des Deodorants an eine Umgebung mit weniger Druck wird nun der Inhalt teils gasförmig. Auch beim Auftragen von Deodorant merken Sie bereits den Kühlungseffekt, den wir Ihnen nun im Schritt vier erklären möchten.
4. Verdampfer
Hier strömt das teils gasförmig, teils flüssige Kältemittel in den Verdampfer. Der immer noch flüssige Teil des Kältemittels hat aufgrund der Druckbedingung ebenfalls den Drang in den gasförmigen Zustand überzutreten, doch wird hierfür Wärmeenergie aus der Umgebung benötigt. Der Verdampfer befindet sich also in einer Umgebung, die gekühlt werden soll, und entzieht dem umgebenden Medium – in den meisten Fällen Luft – solange die Wärme, bis es wieder verdampft ist.
Das dampfförmige Kältemittel wird dann wieder vom Kompressor angesaugt und somit ist der Kühlungskreislauf wieder geschlossen.
In modernen Kühlungsanlagen wird zusätzlich die aus der Umgebung entzogene Wärme aus dem Verdampfer in Energie umgewandelt. Dieser sogenannte Prozess der Wärmerückgewinnung ist für die Gesamteffizienz enorm förderlich.
Investitionen in Kälte- und Klimaanlagen, welche hocheffizient arbeiten und sich zum Beispiel Wärmerückgewinnung zunutze machen, werden durch das Bundesumweltministerium unterstützt. Der deutlich geringere Energieverbrauch und die daraus resultierenden geringeren Kohlenstoffdioxid-Emissionen schonen nicht nur die Umwelt, sondern auch Ihren Geldbeutel.
Lassen Sie sich noch heute von den L&K Experten über die staatlichen Förderungsmöglichkeiten informieren.