Kühlschrank

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Blick in den Nutzraum eines Kühlschranks
Leipziger Messe 1953, Haushaltskühlschrank 200 l mit Tiefkühlung

Ein Kühlschrank ist ein schrankförmiges Gerät, das üblicherweise elektrisch oder mit Flüssiggas betrieben wird und die Temperatur in seinem Inneren selbstständig niedrig hält. Mittels eines häufig an der Rückseite befindlichen und per Temperaturregler geregelten Kühlaggregates wird das Kühlschrankinnere gekühlt. Ebenso existieren Kühlschränke auf der Basis von Verdunstungskühlung oder indem kalte Außentemperaturen genutzt werden.

Kühlschränke finden Verwendung für die Lagerung von Nahrungsmitteln, Medikamenten, Chemikalien usw. Durch die niedrigere Temperatur laufen chemische Reaktionen und biologische Prozesse, die beispielsweise Lebensmittel ungenießbar und Medikamente unbrauchbar werden lassen, langsamer ab.

Die typische Betriebstemperatur im Innern von Haushaltskühlschränken liegt zwischen 2 °C und 8 °C. Das Gehäuse der Kühlfächer ist wärmegedämmt, um den Energieaufwand zur Erhaltung der Differenz zur Umgebungstemperatur niedrig zu halten. Kühlschränke gehören zu den meistverbreiteten und regelmäßig verwendeten Haushaltsgeräten und haben damit einen bedeutenden Anteil am Haushaltsstromverbrauch.

Geschichte[Bearbeiten]

Kühlung wurde schon in der Antike erreicht, indem man Eis aus den Bergen in Orte transportierte und in tiefen Kellern (sog. Eiskellern) zur Lagerung von Lebensmitteln einsetzte.

1748 zeigte William Cullen die erste künstliche Kühlung an der Universität Glasgow. Der moderne Kühlschrank wurde ab 1834 kommerziell vermarktet, und zwar von Alexander Twinning; seine Kühlschränke kühlten durch Luftkompression. Eine wichtige Weiterentwicklung war der Einsatz von Ammoniak durch Ferdinand Carré 1859.[1]

Bis etwa 1950 wurden auch hölzerne Eisschränke, gespeist mit Eis aus Fabrik oder Teich (gelagert im Keller unter Sägespänen), verwendet. Sie enthalten innen ein Gefäß aus gelötetem Zinkblech. Oben wird Eis (zerkleinert oder am Stück, z.B. Eiszapfen) eingefüllt, unten das abtropfende Wasser gesammelt, in der Mitte ist eine dann von Eis umgebene Kammer ausgebildet, die das Kühlgut auf (Marmor-)Fächern aufnimmt und mit einer Tür verschlossen wird. In Graz erinnern die Adressen Eisteichgasse (-siedlung) nahe den ehemaligen Ziegel-Lehmgruben und Am Eisbach sowie der Ort Eisbach an diese Form der winterlichen Eisgewinnung. In Vallorbe wurde das Eis vom Lac de Joux für Paris auf die Eisenbahn verladen, Zell am See lieferte das Eis für deutsche Brauereien[2]

Kollektive Kühltruhen im Alblasserwaard, niederländische Kinonachrichten von 1956

Zur Entwicklung des Kühlschranks trug 1876 der deutsche Ingenieur und Unternehmer Carl von Linde bei, der Entwickler des für die Wissenschaft und Technik fundamentalen Linde-Verfahrens. Seine Erfindung erlaubte es, die Zuverlässigkeit des Kompressors und der gesamten Kältemaschine so zu verbessern, dass diese industrietauglich wurde. Nun konnte man Wassereis ganzjährig industriell herstellen; man war nicht mehr auf Natureis angewiesen. Auch seine Erstentwicklung wurde damals noch mit Ammoniak betrieben. Diese Substanz ist ätzend und verursachte nicht nur Lecks, sondern auch einen üblen Geruch, so dass Kühlschränke erst in den 1920er Jahren seit der Entwicklung von Ersatzchemikalien für den Hausgebrauch geeignet waren. In den 1930er Jahren wurde er in den USA und Kuba zur Standardausstattung privater Haushalte; bereits 1937 hatte jeder zweite amerikanische Haushalt einen Kühlschrank.

Lackierung von Kühlschrankgehäusen in Magdeburg (1958)
Kühlschrankproduktion bei VEB Kühlautomat Berlin 1988

Der erste europäische Kühlschrank wurde 1929 von den durch Jørgen Skafte Rasmussen gegründeten Zschopauer Motorenwerken J.S. Rasmussen entwickelt. Aus der Marke DKW-Kühlung ging 1931 die Deutsche Kühl- und Kraftmaschinen GmbH in Scharfenstein hervor.

Die ersten Kühlschränke wurden mit Methylchlorid, Ammoniak oder Schwefeldioxid betrieben; dies brachte Probleme für die Lagerung der beweglichen Teile im Kompressor und bei Undichtigkeiten den Austritt giftiger Gase oder Verpuffungen mit sich. Mit der Entdeckung und dem Einsatz der Fluorchlorkohlenwasserstoffe (deren ozonzersetzende und klimaverändernde Wirkung damals noch nicht bekannt war) konnten diese Probleme vermieden werden.

Der erste FCKW-freie Kühlschrank der Welt in neuerer Zeit wurde 1992 durch das sächsische Unternehmen „dkk Scharfenstein“ (später unter dem Namen „Foron“) produziert. Angeregt wurde die Entwicklung von Greenpeace und dem Hygiene-Institut Dortmund unter der Leitung von Harry Rosin. Der erste FCKW-freie Kühlschrank dieser Art wurde durch die Lare GmbH als Laborgerät für das Hygieneinstitut Dortmund umgebaut. Die Hersteller von Kühlschränken hatten damals noch kein Interesse daran, diese Technik einzuführen. Seit dem Jahr 2000 sind Haushalts- und Gewerbekühlgeräte mit brennbaren Kältemitteln mehr und mehr auf dem Markt vertreten. Das System kühlt mit der sogenannten „Dortmunder Mischung“, einem Gemisch aus Propan und Butan, die weder das Ozonloch vergrößern noch den Treibhauseffekt verstärken, dafür allerdings brennbar sind.

Mit der Verbreitung des elektrischen Stroms und des Kühlschranks verlor sein Vorläufer, der stromlose Eisschrank, an Attraktivität. Das Wort Eisschrank (in Österreich Eiskasten) wird bis in unsere Zeit umgangssprachlich für den heute gebräuchlichen Kühlschrank verwendet.

Funktionsweise[Bearbeiten]

Kühlkreislauf im Kompressorkühlschrank:
A Küche, I Wärmedämmung, B Innen.
1 Kondensator (Verflüssiger, warme Seite, hoher Druck), 2 Drossel (Kältemittel flüssig), 3 Verdampfer (kalte Seite, geringer Druck), 4 Kompressor (Kältemittel gasförmig).
Kompressor und Wärmetauscher an der Rückwand eines Haushaltskühlschrankes

Bei allen Kühlschranktypen wird mittels Wärmeübertragern dem Innenraum des Kühlschranks Wärme entzogen und an die Umgebung abgegeben (siehe Kältemaschine und Wärmepumpe). Nach der Art, mit der dies erreicht wird, unterscheidet man drei Typen: Kompressorkühlschränke, Absorberkühlschränke und Kühlschränke mit Peltier-Element.

Kompressorkühlschrank[Bearbeiten]

Hauptartikel: Kompressionskältemaschine

Auf diesem Prinzip basieren die in Haushalt und Industrie üblicherweise verwendeten Kühlanlagen: Beim Kompressorkühlschrank wird ein gasförmiges Kältemittel durch einen Kompressor adiabatisch verdichtet, wodurch sich das Kältemittel erwärmt. Im Verflüssiger, der aus schwarzen Kühlschlangen besteht und an der Rückseite des Geräts angebracht ist, wird die Wärme an die Umgebung abgegeben, wodurch das Medium kondensiert. Danach strömt es zur Druckabsenkung durch eine Drossel – z. B. ein Expansionsventil oder ein Kapillarrohr – und dann weiter in den Verdampfer im Inneren des Kühlschranks. Hier entnimmt das verdampfende Kältemittel aus den Kühlfächern die notwendige Verdampfungswärme (Siedekühlung) und strömt als Gas weiter zum außenliegenden Kompressor. Ein Kompressorkühlschrank entspricht in der Funktion fast einer Wärmepumpe, er unterscheidet sich lediglich in der Nutzung der Wärmeübertrager. Die Temperaturregelung erfolgt mit einem Thermostaten, der den Kompressor je nach gewünschter Temperatur ein- bzw. ausschaltet.

Absorberkühlschrank[Bearbeiten]

Hauptartikel: Absorptionskältemaschine
Minikühlschrank

Der Absorberkühlschrank arbeitet mit einem Wasser-Ammoniak-Gemisch. Im Kocher werden Ammoniak und Wasser durch Wärmezufuhr (z. B. Gasflamme, elektrische Beheizung, Sonnenwärme) getrennt. Danach werden das flüssige Wasser und das gasförmige Ammoniak über verschiedene Rohrsysteme weitergeleitet. Das Ammoniak wird im Kondensator verflüssigt; hier gibt der Kühlschrank Wärme an die Umgebung ab. Ein Verdampfer im Innenraum macht es wieder gasförmig – an dieser Stelle kühlt der Kühlschrank. Anschließend wird das Ammoniak im Absorber mit dem Wasser zusammengeführt. Eine ausführliche Funktionsbeschreibung findet sich im Artikel der Diffusionsabsorptionskältemaschine. Absorberkühlschränke werden z. B. in Kraftfahrzeugen oder im Campingbedarf eingesetzt. Sie haben, zumindest bei Elektrobetrieb, einen schlechteren Wirkungsgrad als Kompressorkühlschränke. Werden sie direkt mit Gas oder Motorabwärme betrieben, sind sie durch die direkte Nutzung von Primärenergie etwa gleich effektiv wie Kompressorgeräte. Da sie außer der Arbeitsflüssigkeit keine bewegten Teile besitzen, sind sie praktisch lautlos; diese Eigenschaft verschafft ihnen ein breites Anwendungsgebiet z. B. als Minibar in Hotelzimmern. Für den Einsatz in besonders entlegenen Gebieten gibt es auch Absorberkühlschränke mit Petroleumbetrieb.[3]

Für kleine Absorberkühlschränke für Wohnmobile, Wohnwagen und für Hotelzimmer ist Electrolux praktisch alleiniger europäischer Marktführer (2008) (Produktname Electrolux RM nnn). Die Geräte werden baugleich auch unter dem Namen „Dometic“ verkauft.

Vorteile der Absorberkühlschränke

  • Geräuschlos und Vibrationslos
  • Betrieb auch mit Brenngasen (üblich ist Propan) möglich
  • Keine Verschleißteile

Nachteile des Absorber-Kühlsystems

  • Schlechter Wirkungsgrad, damit höherer Energieverbrauch
  • Leistungsabfall ab 35°C Außentemperatur möglich
  • Bewegungs- und schräglagenempfindlich
  • Definierte Bauweise des Absorber-Kühlsystems
  • Aufgrund geringer Produktionszahlen teurer als vergleichbare Kompressionskühlschränke

Thermoelektrischer Kühlschrank[Bearbeiten]

Zur mobilen Anwendung werden seit Jahren verbreitet Kühlboxen nach dem thermoelektrischen Prinzip (Peltier-Effekt) angeboten. Sie arbeiten direkt mit 12 V Gleichspannung und sind daher ideal für den Einsatz im Auto. Außerdem arbeiten sie prinzipiell völlig geräuschlos, werden aber in der Regel durch Lüfter unterstützt, die einen gewissen Geräuschpegel erzeugen. Die Vorteile werden jedoch durch einen extrem schlechten Wirkungsgrad erkauft: Während ein Kompressorkühlschrank zur Übertragung von 1 Watt „Kühlleistung“ ungefähr 0,5 Watt verbraucht, benötigt ein Peltierelement für den gleichen Energietransport über 2 Watt. Ein Einsatz dieser Geräte im Haushalt ist daher energietechnisch nicht sinnvoll.

Aufbau[Bearbeiten]

Verschiedene freistehende Kühl-Gefrier-Kombinationsschränke

Ein typischer Tischkühlschrank (Standmodell) hat ca. 150 Liter Inhalt und wiegt ca. 40 kg. Eine Kühl-Gefrier-Kombination hat ca. 250 Liter Inhalt und wiegt etwa 65 kg.

Es existieren verschiedene Raumaufteilungen für Kühlschränke. Am bekanntesten und am gebräuchlichsten ist dabei die Variante mit einer großen Außentür und einer inneren Klappe zum Gefrierabteil im oberen Bereich. Das Gefrierabteil besitzt meist ein Fassungsvermögen von maximal 20 Litern, das Kühlabteil kann Größen bis zu 250 Litern (evtl. größer) annehmen.

Andere Varianten verfügen über getrennte Türen für Kühl- und Gefrierfach. Sie werden als Kühl-Gefrier-Kombination bezeichnet. Die Abteile können übereinander oder auch nebeneinander liegen; letztere Version ist vor allem in den USA sehr populär und verfügt meist über einen integrierten Eiswürfelbereiter und optional über eine zusätzliche Getränkeklappe in der großen Tür des Kühlsegments. Ein solcher „Side-by-side“-Kühlschrank – auch amerikanischer Kühlschrank genannt – kann mehr als 500 Liter (Kühlteil etwa 350 Liter, Gefrierteil etwa 150 Liter) aufnehmen.

Größere Varianten verfügen beispielsweise über eine Doppeltür zum obenliegenden Kühlbereich und unten über eine sehr breite Schublade für das Gefriersegment. Diese Varianten werden französischer Kühlschrank genannt.

Betrieb[Bearbeiten]

Geöffneter Einbaukühlschrank
Fach für Obst und Gemüse mit speziellen LEDs zum Vitaminschutz

Temperaturzonen[Bearbeiten]

In einem modernen Haushalts-Kühlschrank herrschen verschiedene Temperaturzonen:

  • Oben ist es am wärmsten, dort können gekochte Speisen und Marmeladen gut gelagert werden.
  • Im Mittelbereich sind unter anderem Milchprodukte (Joghurt, Käse) gut aufgehoben.
  • Am kältesten ist es mit etwa 2 °C unten im Fach über den Gemüsefächern. Hierhin gehören leicht verderbliche Dinge wie Fleisch und Wurst.
  • Die Schubfächer ganz unten sind mit etwa 8 °C günstig für Obst und Gemüse. Unter der Abdeckung sind Temperatur und Luftfeuchtigkeit geeignet, Vitamine und Aussehen der Ware zu erhalten.
  • In den Türfächern ist es relativ warm, aber kühl genug für Butter und Eier.
  • Neuere, hochpreisige Kühlschränke haben zudem teilweise eine 0-°C-Kühlzone, die Lebensmittel besonders lange frisch halten soll.
  • Eine weitere Neuerung ist die Ausstattung eines Extrafaches für Obst und Gemüse mit LEDs, die bei geschlossener Tür weiter leuchten. Dies sind beispielsweise zwei blinkende LEDs, die den Blau- und Grünanteil des Sonnenlichts simulieren. Auf diese Weise sollen die natürlichen Schutzmechanismen von Obst und Gemüse aktiviert werden, um dem Vitaminabbau, der bei Lagerung im Dunkeln eintritt, entgegenzuwirken.

Umgebungstemperatur[Bearbeiten]

Bei Kühlschränken mit Eisfach, besonders mit Tiefkühlfächern, ist die vom Hersteller angegebene Umgebungstemperatur des Aufstellorts, angegeben als Klimaklasse, zu berücksichtigen:

Klimaklasse SN (Subnormal)
Umgebungstemperaturen von +10 °C bis +32 °C
Klimaklasse N (Normal)
Umgebungstemperaturen von +16 °C bis +32 °C
Klimaklasse ST (Subtropen)
Umgebungstemperaturen von +16 °C bis +38 °C
mit dieser Klasse darf ein Gerät um 10 % mehr Energie verbrauchen als die normale Klasse um das gleiche Energielabel zu erhalten (z. B. A++)
Klimaklasse T (Tropen)
Umgebungstemperaturen von +16 °C bis +43 °C
mit dieser Klasse darf ein Gerät um 20 % mehr Energie verbrauchen als die normale Klasse um das gleiche Energielabel zu erhalten (z. B. A++)

Während eine geringe Umgebungstemperatur des Aufstellungsortes zunächst hilft, Energie zu sparen, führt – scheinbar paradoxerweise – das Unterschreiten der Mindesttemperatur zu einem Auftauen im Eis-/Tiefkühlfach. Das hängt damit zusammen, dass der Kühlraum und die Tiefkühlfächer meist einen gemeinsamen Kompressor haben, der über einen Thermostaten im Kühlraum geregelt wird. Bei einer geringen Außentemperatur, z. B. 8 °C, muss der Kompressor nur selten laufen, um z. B. eine Temperatur von 6 °C im Kühlraum zu gewährleisten. Diese Aktivität des Kompressors reicht nicht aus, um gegen den deutlich größeren Unterschied (Wärmestrom) zwischen Außentemperatur und Temperatur im Tiefkühlfach, z. B. −18 °C, zu arbeiten. Davon abgesehen können unterhalb der Mindestbetriebstemperatur Schmiermittel im Kompressor zu zähflüssig werden.

Kühlschränke der Klimaklasse SN haben daher häufig eine Heizung in Nähe des Thermostates im Kühlraum von ca. 8 Watt. Manchmal wird einfach die Glühlampe (üblich: 15 Watt) nicht ausgeschaltet, um die Betriebstemperatur von der Klimaklasse N auf SN zu erweitern.[Beleg?]

Wer Energie sparen und ein Kühlgerät in einem ungeheizten Raum aufstellen möchte, bei dem auch dauerhafte Temperaturen unter 10 °C zu erwarten sind, entscheidet sich besser gegen eine Kühl-/Gefrierkombination und für einen getrennten Kühl- und Tiefkühlschrank bzw. noch besser für eine Tiefkühltruhe. In letzter Zeit setzen sich in privaten Haushalten auch immer mehr kleine Kühl- und Tiefkühlzellen durch. Für gewerbliche Nutzer gibt es noch einige andere Kühlgeräte wie z. B. Wandkühlregale (zur Präsentation von hauptsächlich verpackten Lebensmitteln), Freikühltresen, Bierkühlungen usw.

Manche Lebensmittelläden bieten Getränke – auch in Kisten – kühl temperiert in ganz normalen Regalen an, indem ein kleiner Bereich geringerer Raumhöhe als Kühlraum ausgebildet ist, der nur durch einen etwa 1 m breiten ziemlich luftstromdichten, transparenten Folienstreifenvorhang zu betreten ist.

Energiebedarf[Bearbeiten]

Der Energiebedarf wird in Mitteleuropa für Umgebungstemperaturen zwischen +16 °C bis +32 °C definiert und als Klimaklasse N klassifiziert. Die Energieverbrauchskennzeichnung (umgangssprachlich Energielabel) aus dem Jahre 1998 dient zur Unterstützung der Kaufentscheidung. Die Spanne reicht von G bis A und spiegelt den Stand der Technik zu der Zeit wider. Für besonders stromsparende Kühl- und Gefriergeräte wurden 2003 die Erweiterungen A+ und A++ eingeführt, die jeweils noch besser als die Energieeffizienzklasse A sind und für einen sehr niedrigen Energieverbrauch stehen.

Das europäische Parlament verabschiedete mit der Richtlinie 2010/30/EU im Mai 2010 eine ab 2011 geltende Neuregelung der Energieeffizienzklassen für Haushaltsgeräte. Zusätzlich zu Klassen A+ und A++ wird auch noch die Klasse A+++ eingeführt und auf dem Energielabel dargestellt. Die neue A+ darf 5 % mehr Energie verbrauchen als die alte A+ Klasse und die neue A++ darf 10 % mehr brauchen.

Alte Richtlinie für Haushaltsgeräte: 92/75/EWG für Kühlschränke: Richtlinie 94/2/EG [4] Änderung: Richtlinie 2003/66/EG[5]

Neue Richtlinie für Haushaltsgeräte: 2010/30/EU für Kühlschränke: Verordnung (EU) Nr. 1060/2010 [6]

In der neuen Richtlinie ist festgelegt, dass seit Juli 2011 keine schlechteren Haushaltsgeräte mit Kompressoren als Klasse A mehr auf den Markt gebracht werden dürfen (z. B. Absorbergeräte dürfen nach wie vor deutlich schlechter sein).

1983 baute das Rocky Mountain Institute (RMI) einen Sun-Frost-Kühlschrank mit nur 0,19 kWh/l pro Jahr, dessen Wärmeübertrager außen am Gebäude angebracht war und die Hälfte der benötigten Kühlenergie passiv erzeugt wurde. Das RMI hält eine Entwicklung von Geräten mit noch geringeren Verbrauchswerten, z. B. durch Vakuumisolationsschichten, für möglich. Die sparsamsten Kühl-/Gefrierkombinationen erreichen Verbrauchswerte von 0,48 kWh/l pro Jahr (bei 25 °C Umgebungstemperatur) wie der Blomberg CT 1300A (nicht mehr im Handel) oder 0,34 kWh/l pro Jahr (bei 21 °C) der Sun Frost RF16. Ein vergleichbares Gerät der Energieeffizienzklasse A benötigt 1,26 kWh/l pro Jahr (Stand 2006). Wesentlich sparsamer sind reine Kühlgeräte ohne Gefrierfach. Diese sind dann zu empfehlen, wenn ohnehin eine separate Gefriertruhe vorhanden ist.

Abtauen, Wartung[Bearbeiten]

Die Wartung durch das Abtauen von Kühlschränken ist eine Maßnahme um die Verschwendung von Energie zu verhindern. Beim Öffnen der Kühlschranktür gelangt warme Luft in das Kühlschrankinnere. Wird die Tür geschlossen, senkt der Kühlschrank die Innentemperatur wieder ab. Da kältere Luft jedoch eine geringere Fähigkeit hat, Feuchtigkeit aufzunehmen, also schneller gesättigt ist, kondensiert das überschüssige Wasser und schlägt sich in Form von Tröpfchen an den Flächen ab und gefriert. Durch Kondenswasser vereiste Kühlflächen verlieren an Leistungsabgabe, da die Eisfläche isolierend wirkt. Dies führt dazu, dass der Kühlschrank für dieselbe Leistung mehr Energie (Strom) aufwenden muss.[7]

Moderne Kühl- und Gefrierschränke besitzen in der Regel eine Abtauautomatik in Verbindung mit der No-Frost-Technik. Während die No-Frost-Technik präventiv wirkt indem sie die Feuchtigkeit senkt und dadurch die Eisbildung reduziert, kommt die Abtauautomatik kurativ bei bereits entstandenem Eis zum Einsatz. Bei Modellen ab der mittleren Preisklasse ist die Abtauautomatik für den Kühlteil seit etwa den 1980er Jahren Standard, während sie im Gefrierteil nur bei Modellen in Gastronomiequalität üblich ist. Kühlschränke früherer Baujahre müssen manuell abgetaut werden, indem man sie einige Stunden ausschaltet und den Eispanzer, der sich an der Innenrückwand aus gefrorenem Kondenswasser gebildet hat, durch Verflüssigung in einen Extrabehälter ablaufen lässt oder manuell entfernt. Eine Technik, dieses Problem zu vermeiden, besteht darin, mit einem Umluftsystem im Inneren des Kühlschranks dafür zu sorgen, dass die Luft einem Verdampfer – außerhalb des eigentlichen Kühlraums – zugeführt wird, an dem sich dann Eis bildet. Dieser Verdampfer wiederum taut sich regelmäßig selbstständig ab, und die entstehende Flüssigkeit wird außerhalb des Gerätes in einer Auffangschale aufgefangen und kann dort unterstützt durch die Kompressorabwärme verdunsten. Dadurch ist die Luft im Kühlschrank trocken, und es kann sich kaum Eis bilden.

Dieser Artikel oder nachfolgende Abschnitt ist nicht hinreichend mit Belegen (beispielsweise Einzelnachweisen) ausgestattet. Die fraglichen Angaben werden daher möglicherweise demnächst entfernt. Bitte hilf der Wikipedia, indem du die Angaben recherchierst und gute Belege einfügst. Näheres ist eventuell auf der Diskussionsseite oder in der Versionsgeschichte angegeben. Bitte entferne zuletzt diese Warnmarkierung.

Eine andere Technik, die z. B. im Kühlabteil des Kühl-/Gefrierschranks BBC-Duplo aus den 1970er Jahren eingesetzt wurde, besteht darin, dass an der Rückseite des im oberen hinteren Bereich des Kühlraums senkrecht angebrachten plattenförmigen Verdampfers eine Heizplatte angebracht ist (beim genannten Gerät 20 Watt), die jeweils automatisch eingeschaltet wird, wenn der Kompressor durch den Thermostaten zum Stillstand gebracht wird und bei dessen Wiederanlauf sich dann gleichzeitig ausschaltet. Das allenfalls vorhandene Abtauwasser wird in einem flachen, in der inneren Rückwand integrierten Trichter darunter gesammelt, der den Ausgang an der Rückseite des Kühlschranks hat. Dort wird das Wasser mittels eines Schlauchs nach unten zum offenen Behälter geleitet. Dieser wird durch die Kühlmittelleitung unmittelbar am Ausgang des Kompressors – wo diese verhältnismäßig hohe Temperaturen erreicht – beheizt, womit das Abtauwasser leichter in die Umgebung verdampfen kann; dadurch trägt es auch energetisch zum Kühlen des komprimierten Kühlmediums im Kondensator bei, ein Teil der in der Abtau-Heizplatte verbrauchten Energie wird hier zurückgewonnen.

Seit etwa 1995 ist häufig die Kühlfläche für das Kühlabteil in die Innen-Rückwand integriert, da wegen der Einführung des brennbaren Kältemittels R600a der Verdampfer aus Sicherheitsgründen besser geschützt sein muss. Nach der Kühlphase wird solange gewartet, bis die Fläche 5 °C hat,damit der dort gebildete Reifbelag abtaut. Das Wasser rinnt herunter bis zu einer trichterförmigen Rinne und durch eine 10 mm große Öffnung und außen in eine Tasse über dem Kompressor, dessen Abwärme das Kondenswasser verdunsten lässt. Im Betrieb ist zu beachten, dass nichts vom Kühlgut an der Rückwand steht, da das Kondenswasser sonst in den Kühlraum rinnt. Das Abflussloch ist frei von Verstopfung zu halten. Manche sind mit Staubkappen abzudecken, die mit einem federnden Fortsatz in die Abflussöffnung gesteckt werden. Zum einmal jährlich empfohlenen Freistechen des Abflusses eignet sich beispielsweise ein Strohhalm. Bei diesen Gerätetypen muss nur ein eventuell vorhandenes Gefrierabteil eigens abgetaut werden.

Sternekennzeichnung für Gefrierfächer[Bearbeiten]

Kennz. Temp. Leistungsvorgabe
< 0 °C nicht geeignet zur Lagerung von gefrorenen Lebensmitteln (Hauptsächlich für Eiswürfel)
* ≤ −6 °C geeignet zur kurzzeitigen Lagerung von gefrorenen Lebensmitteln (ca. 1 Woche)
** ≤ −12 °C geeignet zur Lagerung von gefrorenen Lebensmitteln bis ca. 2 Wochen
*** ≤ −18 °C geeignet zur Langzeitlagerung von gefrorenen Lebensmitteln
**** ≤ −18 °C geeignet zur Langzeitlagerung von gefrorenen Lebensmitteln
geeignet zum Einfrieren, ohne dass bereits eingelagertes Gefriergut auftaut

Verwandte Kühlgeräte[Bearbeiten]

Gefrierschrank/-truhe[Bearbeiten]

SB-Kühltruhe in Thailand
Käse-Kühlregal

Gefrierschränke und -truhen funktionieren nach demselben Prinzip wie ein Kühlschrank, kühlen jedoch mit einer Innentemperatur von −18 °C und kälter, wodurch die langfristige Lagerung von gefrorenen Lebensmitteln möglich ist. Mit 4-Sterne-Gefrierschränken können Lebensmittel zudem eingefroren werden. Sie sind meistens mit einem separaten Schnellgefrierfach ausgestattet (es befindet sich meist oben und ist mit einer separaten Klappe ausgestattet, während die anderen Gefrierfächer wie eine Schublade funktionieren).

Gefriertruhen eignen sich zur Aufbewahrung von Gefriergut in größeren Stücken (z. B. unzerteiltes Fleisch) und sind daher vor allem in ländlichen Haushalten verbreitet. Durch ihre Form (kalte Luft sinkt nach unten, daher entweicht beim Öffnen des Deckels weniger Kälte als beim Öffnen der Tür eines Gefrierschranks) ist ihr Energieverbrauch etwas geringer, vor allem dort, wo der Deckel häufig geöffnet wird, etwa in Supermärkten, macht sich dies positiv bemerkbar. Im Haushalt ist es aber ein Nachteil, dass der Inhalt übereinander liegt und daher nicht so übersichtlich angeordnet ist wie in einem Gefrierschrank.

Ein Gefrierschrank braucht deutlich mehr Strom als ein gleich großer Kühlschrank.

Kühlregal[Bearbeiten]

In Supermärkten werden spezielle offene Kühlgeräte verwendet, um Lebensmittel, die einer dauerhaften Kühlung bedürfen, für Kunden leicht zugänglich aufzubewahren. Da hier, anders als bei geschlossenen Kühlgeräten, ein ständiger Austausch mit der wärmeren Umgebungsluft stattfindet, ist der Energieverbrauch deutlich höher.

Tiefkühltruhen mit Zugang von oben wurden in der Vergangenheit über Nacht mit einfachen Plastikdeckeln abgedeckt, seit etwa dem Jahre 2005 sind Schiebedeckel aus Isolierglas (Zweischeiben, metallbedampft) üblich.

Tiefkühlvitrinen mit Zugriff von vorne (erhöhen den Warenumsatz pro Fläche) haben selbstschließende Isolierglastüren mit Offenhalter und Scheibenheizung gegen Kondenswasser. Hinweisschilder wie „Auswählen – dann erst öffnen“ sollen die Erwärmung gering halten.

An der Vorderseite von Kühlregalen ohne Türen fließt ständig ein kalter Luftstrom nach unten, der dort aufgefangen, gekühlt und oben schleichend wieder ausgeblasen wird. Nachts werden sie mit aluminisierten Vorhängen aus Schaumkunststoff verschlossen.

Während früher die Abwärme dieser Kältemaschinen an jedem Kühlgerät in den Geschäftsraum abgegeben wurde, wird die Abwärme in neueren Geschäftslokalen per isoliertem Kältemittelrohrkreis in eine Energiezentrale geleitet, die der Klimatisierung (Heizung, Kühlung, Lüftung) der Räume und der Warmwasserbereitung dient.

Probleme[Bearbeiten]

Umweltprobleme[Bearbeiten]

Im Haushalt eingesetzte Kühlschränke arbeiten nach dem Kompressor-Prinzip. Die dort als Kältemittel lange Zeit verwendeten FCKW-haltigen Kältemittel sind ökologisch sehr bedenklich, da sie stark ozonabbauend wirken. Darüber hinaus wurden die in der Isolierung verwendeten Schaumstoffe ebenfalls mit FCKW aufgeblasen. Da die FCKWs jedoch erst bei Verschrottung des Kühlschranks frei werden, sollten die betreffenden Kühlschränke nicht aus diesem Grund vorzeitig ersetzt werden. Beim Schäumungsmittel ist man in den 1990er Jahren z. B. auf n-Pentan umgestiegen. In neueren Kühlgeräten werden seit Mitte der 1990er Jahre vorwiegend andere Kältemittel wie beispielsweise Isobutan oder R134a eingesetzt. Das Wiederauffüllen von Kühlschränken oder Klimaanlagen mit ursprünglich FCKW-haltigen Kältemitteln ist verboten bzw. nur noch mit passenden FCKW-freien Ersatzkältemitteln zulässig. Ältere, schon installierte industrielle Kühlanlagen sind von dieser Regelung ausgenommen.

Im Winter ist der Betrieb von Kühlschränken besonders unwirtschaftlich, da das Gerät häufig in beheizten Räumen (z. B. Küche) steht und es von der erhöhten Umgebungstemperatur herunterkühlen muss. Das wurde früher vermieden, indem man in der kalten Jahreszeit das Kühlgut in einem Schrank mit Verbindung zur Außenwelt unterbrachte.

Gesundheitsrisiken[Bearbeiten]

Nach einer Untersuchung von Jean-Pierre Hugot vom Pariser Hôpital Robert Debré könnte es sein, dass die klimatischen Verhältnisse innerhalb eines Kühlschranks die Verbreitung bestimmter kälteliebender Mikroben wie Yersinien und Listerien begünstigen. Diese Mikroorganismen sind möglicherweise Verursacher des Morbus Crohn (Krankheit des Verdauungssystems).[8] Der Verzehr verdorbener Speisen wegen Verzicht auf die Kühlung dürfte allerdings mit größeren Krankheitsrisiken behaftet sein.

Dem Bundesinstitut für Risikobewertung zufolge sind die von vielen Herstellern verwendeten antibakteriellen Silberbeschichtungen in Kühlschränken überflüssig.[9] Eine mögliche Folge der Verwendung antibakterieller Silberbeschichtungen ist die Übertragung von Silberteilchen in Nahrungsmittel. Silber hemmt das Bakterienwachstum, ist jedoch für den menschlichen Organismus weitgehend unbedenklich, daher (neben Gold und Aluminium) auch als Lebensmittelfarbe zugelassen.

Reparaturen[Bearbeiten]

Bauteile wie beispielsweise der Kompressor, die Anlassvorrichtung des Kompressors und der Thermostat sind höheren Beanspruchungen ausgesetzt. Während der Austausch eines Thermostaten von fast jedem Elektrobetrieb durchgeführt werden kann, muss man sich bei einem beschädigten Kompressor in der Regel an den Reparaturdienst des Geräteherstellers oder aber an einen Fachbetrieb für Kältetechnik wenden. Der Austausch eines Kompressors kann so teuer sein, dass ein Wechsel des gesamten Kühlgerätes wirtschaftlicher sein dürfte, da nicht nur der Kompressor, sondern auch die gesamte Kältemittelfüllung ersetzt werden muss. Die Anlassvorrichtung ist hohen Strömen und hohen Temperaturunterschieden ausgesetzt. Bei kunden- und umweltfreundlich konstruierten Kühlgeräten kann sie getrennt vom Kompressor ausgetauscht werden.

Wurde eine Kühlfläche aus Aluminium, meist hergestellt durch Roll-bonding und Aufblasen – etwa durch ungeeignetes Nachhelfen beim Abtauen durch Kratzen oder Stoßen – perforiert, lohnt sich eine Reparatur kaum. Es gibt zwar ein Klebeverfahren, es ist jedoch aufwändig, und der Kältekreislauf muss zusätzlich in einer Fachwerkstatt auf Dichtheit geprüft und wiederbefüllt werden. Die zu klebende Stelle ist nur von außen zugänglich, während der Druck von innen wirkt. Eine Klebung wird durch Feuchtigkeit und häufige starke Temperaturwechsel hoch beansprucht. Einfacher zu reparieren erscheint der Bruch eines Rohrs zum Verdampfer hinten. Kupferrohr kann gut gelötet werden.

Einschalten[Bearbeiten]

Wird ein Kompressorkühlschrank ausgeschaltet, kann der Kompressor gegen den noch im Verflüssiger vorhandenen Druck nicht sofort wieder anlaufen. Erst nach einiger Zeit (ein bis zwei Minuten) gleicht sich der Druck durch die Drossel und den Kondensator aus, und der Anlauf ist wieder möglich. Die im Kühlschrank eingebaute Regelung beachtet diese Wartezeit automatisch. Wird jedoch im laufenden Betrieb der Stecker gezogen, so sollte er erst nach einigen Minuten wieder eingesteckt werden, um den Kompressorantrieb nicht unnötig zu überlasten. Wird der Stecker dennoch sofort wieder eingesteckt, wird nach erfolglosen Startversuchen durch einen (selbstrückstellenden) Motorschutzschalter eine Wartezeit verursacht.

Transport und Lagerung[Bearbeiten]

Wurde ein für stehenden Betrieb ausgelegter Kompressorkühlschrank längere Zeit liegend transportiert, so kann sich Schmiermittel aus dem Kompressor in den Kühlkreislauf verlagert haben. In diesem Fall sollte der Kühlschrank erst ca. zwölf Stunden in seiner normalen Lage stehen, bevor er wieder in Betrieb genommen wird. Dadurch wird dem Schmiermittel genügend Zeit gegeben, in den Kompressor zurückzufließen.

Wird ein gebrauchter Kühlschrank vorübergehend außer Betrieb gesetzt, sollte zur Vermeidung von Schimmelpilzbildung die Kühlschranktür geöffnet bleiben.

Durch das enthaltene Kühlmittel fallen Kühlmaschinen (incl. Kühlagregat) unter die UN-Nummer 3358. Die Sondervorschrift 291 befreit jedoch vom ADR, solange weniger als 12 kg Gas enthalten ist. Wenn ein nicht entzündbares Gas enthalten ist, gilt UN-Nummer 2857. Auch hier gibt es eine Sondervorschrift 119, die bis 12 l bzw. kg Gasinhalt in diesen Kältemaschinen die Anwendung des ADR nicht erforderlich macht.

Siehe auch[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Encyclopædia Britannica, 2004
  2. Die Hauptabnehmer des Zeller Eises, private Website
  3. http://www.dometic.com/enau/Asia-Pacific/Australia/Product-ranges/Dual-Energy-Refrigerators/ Australische Website eines bekannten schwedischen Absorberkühlschrankherstellers
  4. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CONSLEG:1994L0002:20070101:DE:PDF
  5. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2003:170:0010:0014:DE:PDF
  6. http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2010:314:0017:0046:DE:PDF
  7. kids-and-science.de
  8.  Jean-Pierre Hugot, Corinne Alberti, Dominique Berrebi, Edouard Bingen, Jean-Pierre Cézard: Crohn's disease: the cold chain hypothesis. In: The Lancet. 362, Nr. 9400, 2003, S. 2012–2015, doi:10.1016/S0140-6736(03)15024-6.
  9. Bundesinstitut für Risikobewertung: Antimikrobielle Innenraumbeschichtung bei Kühlschränken ist überflüssig (PDF; 84 kB).

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Kühlschränke – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
 Wiktionary: Kühlschrank – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
 Wiktionary: Kühltruhe – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
 Wiktionary: Tiefkühlschrank – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
 Wiktionary: Tiefkühltruhe – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen