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Im Haushalt · Exponat 12

Wie funktioniert ein Kühlschrank?

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Fassen Sie einmal an die Rückwand oder die Seiten eines laufenden Kühlschranks: Sie sind warm. Diese Wärme war vorher drinnen, in der Milch und in den Resten vom Mittag. Ein Kühlschrank schafft sie mit einem Kältemittel hinaus, das immer im Kreis läuft: Im Verdampfer innen verdampft es, der Kompressor verdichtet es, im Verflüssiger hinten wird es wieder flüssig, und ein dünnes Rohr führt es zurück. Der Gaskühlschrank im Wohnmobil kommt dabei ohne Kompressor und ohne Pumpe aus, ihm reicht eine kleine Flamme, und er muss dafür ziemlich gerade stehen.

Unten sind beide als Modell zum Anfassen aufgeschnitten, nebeneinander. Mit dem ersten Regler lassen Sie mehr Wärme hinein, mit dem zweiten kippen Sie den Gaskühlschrank.

Der blaue Pfeil ist die Wärme aus dem Kühlraum. Der senkrechte rote zeigt, was der Kompressor (der Kreis) oder die Flamme (das rote Dreieck) dazugibt: dünn beim Kompressor, fast viermal so dick wie der blaue bei der Flamme. Der rote oben ist alles zusammen, was in der Küche landet.

Wie funktioniert der Kältekreislauf?

Im Inneren, meist in der Rückwand oder hinter einer Blende, liegt ein Rohr mit dem Kältemittel. In vielen Haushaltskühlschränken ist das Isobutan, in der Fachsprache R600a; so nennt es auch die Beko-Anleitung unten. Wenn eine Flüssigkeit siedet, nimmt sie Wärme auf, so wie Wasser im Topf Wärme von der Herdplatte holt, ohne heißer als 100 °C zu werden. Siedet das Kältemittel in diesem Rohr unterhalb der Temperatur im Kühlschrank, zieht es der Luft und den Lebensmitteln Wärme ab. Das ist der Verdampfer.

Wann etwas siedet, hängt vom Druck ab. Presst man das Gas zusammen, wird es schon oberhalb der Küchentemperatur wieder flüssig. Dann ist selbst ein warmer Raum kühl genug, und beim Kondensieren gibt das Gas seine Wärme ab. Das passiert in der warmen Schlange auf der Rückseite, dem Verflüssiger. Der Druck ist in bar angegeben; 1 bar ist ungefähr der Luftdruck um Sie herum. Das Diagramm nutzt Messwerte der US-Standardbehörde NIST für Isobutan:

Isobutan siedet bei jedem Druck woanders. Schieben Sie den Regler und sehen Sie, wo der Punkt im Verhältnis zum blauen Band und zu den roten Linien liegt.

Bei 0,6 bar siedet Isobutan bei etwa −24 °C, bei 5,3 bar wird es bei etwa 40 °C wieder flüssig. Der Kompressor, auch Verdichter genannt, der schwarze Klotz unten an der Rückseite, saugt das Gas bei niedrigem Druck aus dem Verdampfer und drückt es mit hohem Druck in den Verflüssiger. Ein dünnes Kapillarrohr führt die Flüssigkeit zurück in den Verdampfer, der Druck fällt, und sie siedet wieder. So arbeitet jede Wärmepumpe, und ein Kühlschrank ist eine.

Hinten kommt mehr Wärme heraus, als drinnen herausgeholt wurde, denn auch die Arbeit des Kompressors landet in der Küche. Deshalb ist der große rote Pfeil im ersten Modell immer der blaue plus der kleine, und deshalb wird eine geschlossene Küche mit offener Kühlschranktür wärmer, nicht kälter.

Welche Stufe am Kühlschrank ist am kältesten?

Bei den Geräten, die ich nachprüfen konnte, die höhere Zahl. AEG schreibt auf seiner Supportseite: „Stufe 1 bedeutet wärmste Stufe!“, „Stufe 6 bedeutet kälteste Stufe!“, und Stufe 0 heißt ausgeschaltet. Die Zahl ist keine Temperatur. Sie sagt nur, wie stark der Kühlschrank kühlen soll. Einer Zahl am Drehregler lässt sich laut AEG keine feste Temperatur zuordnen, weil die Temperatur im Kühlraum unter anderem von der Raumtemperatur abhängt.

Zum Einstellen rät AEG, mit einer mittleren Stufe zu beginnen und ein Thermometer in einem Glas Wasser auf die mittlere Glasablage zu stellen. Nach einigen Stunden sollte es „zwischen + 2 °C und + 8 °C“ zeigen, ideal sind etwa 5 °C. Bei diesen Geräten mit Skala am Drehwähler gilt: Ist es zu kalt, stellen Sie eine niedrigere Zahl ein, ist es zu warm, eine höhere.

Bis wie viel Grad funktioniert ein Kühlschrank?

Das steht in seiner Klimaklasse. Die EU-Verordnung zur Energiekennzeichnung teilt Kühlschränke in Klassen ein, die in der Anleitung bei den technischen Daten stehen: SN für Räume von 10 bis 32 °C, N für 16 bis 32 °C, ST für 16 bis 38 °C und T für 16 bis 43 °C. Außerhalb seiner Klasse hält ein Kühlschrank die Temperatur unter Umständen nicht.

Im Sommer läuft er länger. Durch Wände und Türdichtung kommt in einer warmen Küche schneller Wärme herein, und der Thermostat lässt den Kompressor länger laufen. Im Modell lässt die Stufe „heißer Raum“ jeden Pfeil wachsen, auch den von Kompressor und Flamme. Für das EU-Energielabel wird der Verbrauch der meisten Kühlschränke bei zwei Raumtemperaturen gemessen, 16 °C und 32 °C.

Im Winter in einer ungeheizten Garage gibt es das umgekehrte Problem. Beko warnt in der englischen Anleitung einer Kühl-Gefrier-Kombination, dass unter 0 °C Raumtemperatur die Lebensmittel im Kühlteil gefrieren. Für das Gefrierfach hat Beko eine eigene Funktion eingebaut, damit Gefriergut bei der empfohlenen Reglerstellung 2 bis zu einer Raumtemperatur von −15 °C nicht auftaut, und beim ersten Aufstellen darf das Gerät nicht in der Kälte stehen. Daraus schließe ich: Ohne so eine Funktion ist eine kalte Garage auch für das Gefrierfach ein Risiko.

Ob ein voller oder ein leerer Kühlschrank mehr Strom braucht, ist weniger klar. Dometic nennt „der Menge der zu kühlenden Lebensmittel“ unter dem, was die Kühlleistung beeinflusst, neben der Umgebungstemperatur und der „Häufigkeit des Türöffnens“. Eine Zahl, wie viel ein voller Kühlschrank spart oder kostet, habe ich bei keinem Hersteller gefunden, also nenne ich keine.

Wie funktioniert ein Absorberkühlschrank im Wohnmobil?

Ein Absorberkühlschrank im Wohnmobil oder Wohnwagen läuft wahlweise an 12 V aus der Bordbatterie, an 230 V vom Landstrom oder mit Propan und Butan aus der Gasflasche, in keinem Fall mit Kompressor. Absorber heißt er, weil Wasser das Kältemittel Ammoniak aufnimmt, also absorbiert, und wieder abgibt. Den Rest der Rohre füllt Wasserstoff. Baltzar von Platen und Carl Munters haben das Prinzip 1922 in Schweden zum Patent angemeldet.

Die Flamme erhitzt die Ammoniaklösung, bis Ammoniakgas ausperlt. Die Blasen schieben Flüssigkeit durch ein enges Rohr nach oben, wie in einer alten Filterkaffeemaschine, in der das heiße Wasser blubbernd im Röhrchen hochsteigt. Von oben läuft alles von selbst: Das Ammoniakgas steigt in eine warme Schlange und wird flüssig. Die Flüssigkeit fließt in die kalte Schlange, verdunstet dort in den Wasserstoff und nimmt dabei Wärme aus dem Kühlraum mit. Weiter unten, im Absorber, nimmt das Wasser das Ammoniak wieder auf. Deshalb ist er so leise: „Das Kühlschrankaggregat arbeitet geräuschlos“, schreibt Dometic.

Bei 12 V oder Landstrom übernimmt ein elektrisches Heizelement die Arbeit der Flamme. Dometic nennt in seiner Störungstabelle ein „Wechselstrom-Heizelement“ und ein „Gleichstrom-Heizelement“.

Absorber oder Kompressor im Wohnmobil?

Der Absorber ist leise und läuft auf Gas, aber Hitze macht ihm zu schaffen. In der Störungstabelle von Dometic steht bei zu warmem Kühlschrank: „Die Umgebungstemperatur ist zu hoch. Entnehmen Sie zeitweise die Lüftungsgitter, sodass die warme Luft schneller entweicht.“ Dahinter liegt das Aggregat, und das wird laut Dometic im Betrieb sehr heiß: nicht anfassen, solange die Gitter ab sind. Einen Lüfter, wo eingebaut, schaltet das Gerät ein, „wenn die Umgebungstemperatur mehr als 32 °C beträgt“. Ein Kompressorkühlschrank braucht dafür Strom aus der Batterie. Welcher besser passt, hängt also davon ab, ob Sie öfter mit Gas oder mit Strom unterwegs sind; eine Messung beider Geräte unter gleichen Bedingungen habe ich nicht gefunden.

Warum muss der Kühlschrank im Wohnmobil waagerecht stehen?

Weil die Flüssigkeit ihren Weg bergab durch die Rohre selbst findet, und ein schräg stehender Kühlschrank verändert, wo bergab ist. Dometic schreibt: „Stellen Sie das Fahrzeug waagerecht ab, besonders bei Inbetriebnahme und Befüllen des Kühlschranks vor Reiseantritt.“ Bei den Fehlermeldungen für „Keine Kühlleistung“ steht als Erstes: „Prüfen Sie, ob das Gerät schräg steht und stellen Sie es gegebenenfalls gerade.“

Eine Gradzahl nennt Dometic nicht, die nennt der amerikanische Hersteller Norcold in seiner englischen Anleitung: 3° Schräglage zur Seite und 6° nach vorn oder hinten, jeweils von der Kühlschranktür aus gesehen, nicht vom Fahrzeug. Darüber könne der Kühlkreislauf Schaden nehmen, und es bestehe Verletzungs- und Sachschadengefahr; das Fahrzeug soll vor dem Einschalten waagerecht stehen. Der zweite Regler im ersten Modell kippt den Gaskühlschrank seitlich und zeigt, wann er die 3° überschreitet.

Wie läuft der Kühlschrank im Wohnmobil während der Fahrt?

Fahren ist etwas anderes als Parken am Hang: Norcold schreibt, dass die Kühlleistung während der Fahrt meist nicht leidet, auch wenn der Kühlschrank im Stand waagerecht stehen soll. Mit 12 V muss das Zugfahrzeug laut Dometic genug Spannung liefern, und bei manchen Fahrzeugen schaltet das Batteriemanagement Verbraucher ab; das erfährt man beim Fahrzeughersteller.

Mit Gas nur, wenn der Hersteller des Fahrzeugs den Betrieb der Gasanlage während der Fahrt erlaubt, und die nationalen Vorschriften muss man selbst prüfen. Tankstelle, Parkhaus, Fähre, Wohnwagen oder Wohnmobil auf einem Transport- oder Abschleppfahrzeug: Gas aus. Dometics RMD10-Reihe hat dafür einen Tank-Stopp-Modus: Schaltet man die Zündung aus, sperrt der Kühlschrank den Gasbetrieb für 15 Minuten und kehrt danach von selbst in den Automatikbetrieb zurück. Dauert das Tanken länger, muss man ihn ausschalten oder einen anderen Betriebsmodus wählen; im autarken Gasbetrieb schaltet man ihn beim Tanken immer von Hand ab. Viele andere Kühlschränke haben so etwas nicht; dort ist das Gas an der Zapfsäule nur aus, wenn Sie es selbst abschalten.

Was lassen die Modelle weg?

Echte Kühlschränke verstecken ihre Rohre im Schaum der Wände und führen sie in langen Schleifen; meine sind Kästen und Zickzacklinien. Der Pfeil der Flamme im ersten Modell folgt dem besten Wert, der 2019 an einem Versuchsgerät mit Absorber gemessen wurde: Es holte etwa ein Viertel der zugeführten Wärme aus dem Kühlraum (COP 0,26), die Flamme gibt also fast das Vierfache dessen dazu, was sie hinausschafft, bei anderen Einstellungen bis zum Neunfachen. Für den Kompressor habe ich keine gemessene Zahl, sein Pfeil ist meine Annahme. Das Kippen prüft nur Norcolds Grenze; was jenseits davon genau passiert, sagt die Anleitung nicht, also rät das Modell auch nicht. Wasserstoff, Ammoniak und Wasser sind nicht einzeln gezeichnet. Das Diagramm zeigt echte Daten für Isobutan, aber ohne Kapillarrohr, und andere Kühlschränke haben andere Kältemittel mit anderen Kurven. Reif, Abtauheizung, Lüfter und die Schlange des Gefrierfachs fehlen.

Quellen