Der Gefrierschrank ist einer der wichtigsten Teile des Kühlschranks. Es ermöglicht Ihnen, Lebensmittel frisch zu halten und Tiefkühlkost für eine lange Zeit zu lagern. Aber wie genau funktioniert der Gefrierschrank im Kühlschrank?
Das Grundprinzip des Gefrierschranks basiert auf dem Kühl- und Gefrierprozess. Im Inneren des Gefrierraums befinden sich spezielle Kühler, bei denen es sich um Kältemitteltanks handelt. Kältemittel ist eine spezielle Substanz, die einen niedrigen Siedepunkt aufweist.
Wenn sich die Einstellungen des Gefrierschranks auf einem bestimmten Niveau befinden, beginnt der Kompressor zu arbeiten und drückt das Kältemittel, wodurch der Druck erhöht wird. Dadurch steigt die Temperatur des Kältemittels an und es beginnt zu verdampfen. Die Verdampfung des Kältemittels ist ein energieaufwendiger Prozess, wodurch die Umgebungstemperatur sinkt.
Funktionsprinzip des Gefrierschranks
Wenn der Kühlschrank eingeschaltet wird, beginnt der Kompressor, das Kältemittel aus dem Gefrierschrank zu pumpen. Dadurch werden der Druck und die Temperatur des Kältemittels reduziert. Das Kältemittel wird dann durch den Verdampfer geleitet, der sich im Gefrierschrank befindet.
Wenn ein eisgasförmiges Kältemittel durch den Verdampfer gelangt, steigt seine Temperatur an und es absorbiert Wärme von den in der Kammer enthaltenen Produkten. Die Wärme aus den Tiefkühlprodukten wird an das Kältemittel übertragen, das dann im flüssigen Zustand an den Kompressor zurückgeführt wird.
Der Kompressor drückt das Kältemittel wieder zusammen, erhöht seinen Druck und seine Temperatur. Das Kältemittel wird dann durch den Kondensator geleitet, wo es Wärme an die Umgebung abgibt, wodurch es schnell abgekühlt und in Flüssigkeit umgewandelt wird.
Der Arbeitszyklus des Kühlschranks wird wiederholt, bis die gewünschte Temperatur im Gefrierschrank erreicht ist. Dank des Verdampfungs- und Kondensationsprozesses des Kältemittels hält der Gefrierschrank die für die Lagerung von Tiefkühlkost erforderliche Temperatur konstant niedrig.
thermoelektrischer Effekt
Der thermoelektrische Effekt basiert auf dem Phänomen der thermoelektrischen Emission, das darin besteht, dass in verschiedenen Materialien bei unterschiedlichen Temperaturen eine elektromotorische Kraft entsteht. Dieser Effekt wurde 1821 vom deutschen Physiker Thomas Joachim Zebek entdeckt. Jetzt bestehen thermoelektrische Materialien, die in Gefrierschränken verwendet werden, normalerweise aus Legierungen verschiedener Metalle und Halbleiter.
Im Kühlschrank wird der thermoelektrische Effekt verwendet, um die Temperaturdifferenz zu erzeugen, die zum Kühlen der Luft im Gefrierschrank erforderlich ist. Wenn elektrischer Strom durch das thermoelektrische Modul fließt, erwärmt sich eine Seite und die andere bleibt kalt. Die erhitzte Seite leitet die Wärme aus dem Gefrierschrank ab und die kalte Seite kühlt die Luft ab. Der thermoelektrische Effekt ermöglicht somit die Schaffung eines kalten Bereichs im Gefrierschrank.
| Vorteile des thermoelektrischen Effekts: | Nachteile des thermoelektrischen Effekts: |
|---|---|
| Einfache Konstruktion | Begrenzte Leistung |
| Geringes Rauschen | Relativ geringe Effizienz |
| Hohe Temperaturregelung | Hohe Produktionskosten |
Zyklus des umgekehrten Kühlprozesses
Der Zyklus beginnt mit einem Kompressor, der das Arbeitsmedium komprimiert und seinen Druck und seine Temperatur erhöht. Dieses heiß komprimierte Arbeitsmedium wird dann durch einen Kondensator geleitet, wo es der Umgebung Wärme abgibt und in eine flüssige Form kondensiert.
Das flüssige Arbeitsmedium wird dann durch eine regulatorische Vorrichtung geleitet, wo der Druck abnimmt und in eine gasförmige Form umgewandelt wird. In diesem Zustand wird das Arbeitsmedium durch den Verdampfer geleitet, wo es die Wärme aus dem Inneren des Kühlschranks absorbiert und abkühlt.
Das gekühlte gasförmige Arbeitsmedium wird dann zum Kompressor zurückgeführt, um den Zyklus erneut zu starten. Die ständige Änderung des Drucks und der Temperatur des Arbeitsmediums ermöglicht es dem Kühlschrank, Wärme von innen effektiv zu entfernen und die Temperatur im Gefrierschrank niedrig zu halten.
