Door de geschiedenis heen hebben mensen manieren gezocht om voedsel koel te houden om bederf te voorkomen en hun gezondheid te beschermen. Een van de eerste strategieën, die honderden jaren geleden voor het eerst in India werd gebruikt, was het benutten van de koelkracht van verdampend water. Al in de 11e eeuw waren technieken ontwikkeld om waterdamp in spoelen te condenseren, onder druk te zetten en door een opening te laten stromen om het te laten verdampen. Water is echter geen erg goed koelmiddel en deze vroege koelsystemen waren niet erg efficiënt.
tegoed: Christian Horz / iStock / GettyImages Het koelsysteem dat u op een standaard vriezer ziet, heeft twee sets spoelen, de condensorspoelen en de verdampingsspoelen.Snel vooruit naar de 18e eeuw, toen uitvinders koelsystemen begonnen te bouwen door lucht, ammoniak en andere gassen samen te persen en ze vervolgens te dwingen warmte op te nemen door de druk te verlagen en ze uit te breiden. Koeling werd pas op grote schaal levensvatbaar tot 1876, toen de Duitse ingenieur Carl von Linde een condensatiesysteem bouwde dat deze gassen kon vloeibaar maken. Ongeveer 50 jaar later beëindigde General Electric de leeftijd van de koelbox door het eerste algemeen beschikbare koelsysteem op de markt te brengen, dat een eigen gas gebruikte dat bekend staat als Freon als koelmiddel.
Koelkasten en diepvriezers zijn nu gemeengoed en elk huishouden heeft er een, hoewel Freon nu verouderd is. De meeste units hebben zowel een koel- als vriesvak, maar de koeling vindt eigenlijk plaats in de vriezer en een ventilator circuleert de koele lucht in het koelgedeelte. Of het een klein huishoudelijk apparaat is of een groot commercieel inloopgebied, het koelsysteem werkt op hetzelfde basisprincipe van een diepvriezer.
De vriezercompressor is het hart van het koelsysteem
Het koelsysteem dat u op een standaard vriezer ziet, heeft twee sets spoelen, de condensorspoelen en de verdampingspiralen, en ze worden gescheiden door een kleine opening die bekend staat als de expansieklep. Als de vriezer op elektriciteit werkt, wat niet alle vriezers doen, brengt een elektrische diepvriescompressorpomp het koelmiddel in de eerste spoel onder druk en dwingt deze om door de expansieklep in de tweede spoel te spuiten. Omdat de druk in de tweede spoel veel lager is, verdampt het koelmiddel en dat zorgt voor de koeling.
In de taal van de chemie is verdamping een endotherm proces, wat betekent dat het warmte absorbeert. De warmte komt van de omringende lucht en levert de energie die de koelmiddelmoleculen nodig hebben om de gasvormige toestand te bereiken. Een vriezer voegt niet zozeer koelte aan de lucht toe, maar trekt er wel warmte aan af, en die warmte moet ergens naartoe gaan.
Nadat het in een gas is veranderd, keert het koelmiddel terug in de condensorspoelen waar het onder druk wordt gezet door de condensorpomp en weer in een vloeistof verandert. De druk genereert warmte, die de thermische cyclus voltooit, en de warmte moet worden afgevoerd uit het vriesvak om de lage temperatuur in de vriezer te handhaven. Veel eenheden hebben een ventilator om dit te vergemakkelijken. De thermische cyclus kan voor onbepaalde tijd doorgaan, op voorwaarde dat de spoelen zijn afgedicht en er geen koelmiddel kan ontsnappen.
Een vriesvak moet goed worden afgesloten
De diepvriestemperatuur kan tot 0 graden Fahrenheit (-18 ° C) en zelfs lager dalen, maar om dit te laten gebeuren, moet het compartiment goed worden afgesloten. De verdampingsspoelen bevinden zich meestal achter de achterwand van de vriezer. Zolang het compartiment is afgesloten, blijven de spoelen warmte uit het vriesvak absorberen en verspreiden ze zich via de condensorspoelen, en blijft de temperatuur in de vriezer dalen.
De meeste vriezers hebben een thermostaat die de temperatuur bewaakt. Wanneer de doeltemperatuur is bereikt, geeft de thermostaat aan dat de vriezercompressor wordt uitgeschakeld. Als het compartiment goed is afgesloten en geïsoleerd, duurt het lang voordat de temperatuur stijgt en de compressor doorloopt. Slechte deurafdichtingen die warme lucht in het vriesvak laten, zorgen ervoor dat de compressor vaker doorloopt en dit verspilt energie.
Vriezers moeten periodiek worden ontdooid
Een van de redenen dat u een vriezer hebt, is om ijs te maken en op te slaan, maar het ijs moet zich in trays of zakken bevinden, niet op de wanden van de vriezer. Wanneer ijs zich op de wand van de vriezer verzamelt naast de verdampingsspoelen of de spoelen zelf, interfereert dit met de luchtstroom en vermindert hun koelingsefficiëntie. Als gevolg hiervan moet de condensor harder werken en dat verspilt energie.
Het werkingsprincipe van een diepvriezer is dat de spoelen warmte uit de omringende lucht absorberen, maar ze kunnen dit niet doen als ze bedekt zijn met ijs of vorst. Daarom is periodiek ontdooien zo belangrijk en hebben veel vriezers een automatische ontdooifunctie. Als een vriezer geen ontdooifunctie heeft, moet deze handmatig worden ontdooid door deze lang genoeg uit te schakelen zodat het ijs kan smelten.
Wanneer een vriezer een ontdooimechanisme heeft, neemt dit meestal de vorm aan van een verwarmingselement dat is bevestigd aan de verdampingsspiraal. De ontdooier wordt mogelijk automatisch ingeschakeld of u moet deze handmatig inschakelen. Hoe dan ook, het smelt het ijs op de spoelen en het water gaat via een systeem van afvoerbuizen naar een pan waar het kan verdampen.
Wat maakt een vriezer anders dan een koelkast?
De meeste koelkasten worden geleverd met een bijgevoegde vriezer en ze zijn in afzonderlijke compartimenten. De ideale diepvriestemperatuur is ongeveer 0 F (-18 C), maar in het koelgedeelte lijkt het meer op 40 F (4 C). Om dit temperatuurverschil te handhaven, worden de compartimenten gescheiden door een ventilatieopening en blaast een ventilator alleen koele lucht uit de vriezer in de koelkast wanneer dat nodig is.
U regelt de temperatuur in het koelgedeelte door de werking van de ventilator aan te passen. Als de deurafdichtingen en isolatie intact zijn en de vriezer op de juiste temperatuur is, maar de koelkast te warm of te koud is, is de reden meestal een storing van de ventilator. Als de vriestemperatuur hoger is dan zou moeten, is het meestal de condensator die in gebreke is gebleven, en dat is een ernstiger probleem.
Kunt u uw vriezer zelf onderhouden?
Als er iets misgaat in een koelkast, kun je de ventilator of de bedieningselementen vaak zelf repareren als je weet wat je doet. Het is een ander verhaal als je de vriestemperatuur niet kunt handhaven, omdat dat meestal betekent dat er een probleem is met het koelsysteem. Federale wetgeving verbiedt personen zonder vergunning onderhoud aan koelsystemen.
Een van de belangrijkste redenen voor het verbod heeft te maken met de vluchtigheid van het koelmiddel. Hoewel Freon (ook bekend als R22-koelmiddel) niet meer wordt gebruikt omdat het een chloorfluorkoolstof is die de ozonlaag van de aarde beschadigt, kunnen sommige oudere systemen het nog steeds gebruiken. Bovendien kunnen sommige huidige koelmiddelen, zoals fluorkoolwaterstoffen (HFK's), ook schadelijk zijn voor het milieu door bij te dragen aan de opwarming van de aarde.
Sommige vriessystemen, met name propaan, gebruiken ammoniak als koelmiddel, wat een terugkeer is naar de vroege dagen van koelsystemen. Ammoniak is zeer corrosief en veroorzaakt verbranding van de ogen en de luchtwegen en kan in grote hoeveelheden dodelijk zijn. Er zijn vakkundige technici en strikte procedurele protocollen nodig om aan koelsystemen te werken zonder een van deze gevaarlijke gassen vrij te geven.
