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Verdunstungs-Kühlschrank

Forschungsprojekte


Eine interessante Möglichkeit zum Bau eines einfachen Kühlschrankes ohne Strombedarf in heissen Ländern bietet ein Kühlschrank, der auf Verdunstungskühlung beruht. Dabei werden die Wände eines Kühlschranks mit Wasser berieselt, das verdunstende Wasser holt die für die Verdampfungsenthalpie notwendige Wärmemenge aus der Umgebung, also aus dem Kühlschrank. Auf diesem Prinzip beruhen Kühltürme bei Kraftwerken, Weinkühler und auch die Kühlung des menschlichen Körpers durch Schweiss, der auf der Haut oder in der Kleidung verdunstet und dabei den Körper kühlt.

Diese Kühlschränke wurden angeblich häufig in Namibia bei Farmen gebaut. Das Wasser rieselte aus einem darüber angebrachten Behälter über die Wände des Schrankes nach unten. Der Schrank stand in einer wasserdichten Wanne, worin das Wasser aufgefangen wurde und gleichzeitig verhindert wurde, dass Tiere zu den Vorräten gelangten.

Das gleiche Prinzip wurde früher bei sogenannten "Gradierwerken" angewandt, hier aber mit dem Zweck, niedrigkonzentrierte Solesalzlösungen aufzukonzentrieren (um damit Brennmaterial bei der Soleeindampfung zu sparen) oder bei Kur-Gradieranlagen, um feuchte Luft für Heilzwecke herzustellen.

Optimiert werden solche Verdunstungs-Kühlschränke durch Vergrößerung der Oberfläche, die zur Verdunstung genutzt wird, indem man das Wasser über Holzkohle rieseln lässt (sogenannte
"Holzkohle-Kühlschränke"). Dabei werden die zu kühlenden Schränke mit einem Kaninchendrahtgitter umspannt und der Zwischenraum mit Holzkohle gefüllt. Holzkohle ist (als Brennmaterial) weit verbreitet, hat eine große Oberfläche, absorbiert (Fäulnis)Gerüche und wirkt im frischen Zustand in geringem Maße desinfizierend.

Auf dieser Website ( http://www.solar-ofen.de/03_Solarenergie.aspx )
[ externer Link ] (in der Mitte der Seite die Grafik und der Text unmittelbar darüber) wird der Bau eines Holzkohle-Kühlschrankes beschrieben, weiter optimiert mit Styroporplatten als Isoliermittel.

Unser Optimierungsvorschlag umfasst den Einsatz von Kapillarmatten, um das Wasser von unten anzusaugen. Das Wasser muß nicht mehr in einen Behälter nach oben geschöpft oder gepumpt werden, sondern wird von unten kapillar angesaugt. Anstelle von gewebtem Glasfaservlies wäre jeder andere mehrlagige gewebte Stoff denkbar, bloß verrotten die Glasfasern nicht.

Der Erfinder solcher Glasfaser-Kapillarmatten
[ externer Link http://www.kapillar-ortmann.de/ ] beschreibt auf seiner Website die Kapillarbewässerung von getopften Pflanzen mit einem gewebten Glasfaservlies mit gerichteten Fasern und damit mit verbesserter Saug-Kapillarität gegenüber einem üblichen gefilzten Glasfaservlies mit ungerichteten Fasern. Mithilfe solcher Saugmatten bzw. Saugdochte könnten Verdunstungs-Kühlschränke, die weniger Pflegeaufwand erfordern, gebaut werden.

Ein Nachteil von Verdunstungs-Kühlschränken ist die Erhöhung der Luftfeuchtigkeit für die zu kühlenden Nahrungsmittel, was unter Umständen auch zu einem schnelleren Verderb führen kann. Abhilfe schaffen dabei nur feuchtigkeitsdichte Schränke. Dafür geeignet halten wir
handelsübliche Aluminiumkisten, die mit Gummidichtung und Verschluß erhältlich sind. Diese Kisten müssten nur mehr durch innen angenietete Winkel zur Abstützung von Regalplatten oder durch andere Fächerunterteilungen zum Schrank umfunktioniert werden.

UNSER FORSCHUNGSPROJEKT DAZU:
Wir beabsichtigen, Prototypen solcher Verdunstungs-Kühlschränke zu bauen und in heissen Ländern zu erproben.


Das Verfahren der Verdunstungskühlung wird mittlerweile auch
für Klimaanlagen angewendet:
[ Externer Link: ] Comeback für grüne Klimaanlage mit indirekter Verdunstungskühlung
[ Externer Link: ] Energiesparende Klimaanlage erobert alle Klimazonen (etwas holprig ins Deutsche übersetzter Text, z.B. Verwechslung von hydrophob mit hydrophil, etc.)
[ Externer Link: ]
Klimaanlage im Eigenbau

In einem anderen Verfahren zur Klimaregulierung in Wintergärten kombiniert die Firma Schennjesse mit ihrem patentierten „ Hypotauscher-System“ Verdunstungskühlung mit der Kondensation durch Erdkälte. Dabei wird Gebäudeluft durch Brunnen, Wasserschleier oder Pflanzen befeuchtet ( = abgekühlt), abgesaugt und im Keller durch Ziegel-Hohlsteine geleitet. Die kühleren Kellertemperaturen lassen die Feuchte kondensieren, das Kondensat rinnt ab und die getrocknete Luft kann wieder Feuchte durch Verdunstung aufnehmen.
[externer Link zu http://www.schennjesse.de/technik/klimaregulierung.php ].

Einen guten Überblick über herkömmliche Kühlschrank-Technologien und moderne Kühltechnik durch Zeolith-Adsorption bietet zeo-tech.de [externer Link, pdf, 10 mB ].


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