Vereinfachte Darstellung Kältekreislauf
(Kaltdampf - Kompressions - Kälteprozess)
Oder populär ausgedrückt:
Die technische Erklärung wie ein Kühlschrank funktioniert.

Der Kaltdampf - Kompressions - Kälteprozess hat mit über 90% aller installierten Anlagen zur Zeit die grösste Bedeutung in der Kälte und Klimatechnik. Dieser Prozess findet ebenfalls Anwendung bei gewerblicher Kälte (Kühlräume, Kühlmöbel, Kühlvitrinen), in Haushaltkühlschränken und bei Wärmepumpen.

Funktionsweise
Der Verdampfer ist auf der Saugseite des Verdichters im Niederdruckbereich angeordnet. Das Kältemittel, früher im allgemeinen Sprachgebrauch auch Freon genannt, verdampft im Verdampfer. Die benötigte Verdampfungswärme wird dem Medium entzogen, welches gekühlt werden soll. In einem Haushaltkühlschrank ist es das Innere des Kühlschrankes, welches die Wärme liefert, um das Kältemittel zu verdampfen, in der Klimatechnik kann es das Kaltwasser sein, das von z.B. 12°C auf 6°C abgekühlt wird.
Das gasförmige (verdampfte) Kältemittel im Niederdruck gelangt in den Kompressor, wo es verdichtet wird. Durch die Verdichtung erhöht sich (wie in einer Velopumpe) der Druck und die Temperatur.

Nach dem Verdichter ist das gasförmige Kältemittel unter hohem Druck und gelangt in den Kondensator, wo es kondensiert und die Kondensationswärme an die Umgebung (beim Kühlschrank oder bei Klimageräten) oder an ein Medium (bei einer Wärmepumpe z.B. das Heizungswasser) abgibt.
Durch die Kondensation ist das Kältemittel nun flüssig, aber immer noch auf einem hohem Druckniveau. Im Expansionsventil (Entspannungs-, Drosseleinrichtung) entspannt sich das Kältemittel, das heisst der Druck wird abgebaut. Bei kleinen Geräten kann diese Aufgabe auch ein Kupferkapillarrohr übernehmen.
Nach dem Expansionsventil ist das Kältemittel immer noch flüssig, jedoch nun im Niederdruckbereich. Es gelangt wieder in den Verdampfer.
Durch den tieferen Druck kann das Kältemittel im Verdampfer unter Wärmezufuhr von aussen nun wieder verdampfen und der Kreislauf ist geschlossen.

Weitere Merkmale dieses Prozesses ist die Verwendung von Kältemitteln, die bei der Arbeitstemperatur t₀ der kalten Seite aus dem flüssigen Zustand unter Aufnahme eine möglichst grossen Verdampfungswärme verdampfen, und die bei der Arbeitstemperatur t_c der warmen Seite unter beherrschbaren Drücken wieder verflüssigt werden können. Hierbei wird das physikalische Gesetz der Abhängigkeit der Verdampfungs- / Verflüssigungs- Temperatur vom Druck ausgenutzt.

Weitere Informationen zur Kälteerzeugung und zur Unterscheidung Kältemaschine / Wärmepumpe siehe Dokument "Erklärung des Begriffes Kälteerzeugung".

Weitere Informationen

Dieser Artikel über den Kältekreislauf ist ein Service für die Kunden des Ingenieurbüro Dolder und die Besucher der Webseite www.dolder-ing.ch.

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