Wie funktioniert ein Camping-Kühlschrank bzw. ein Gaskühlschrank?

Vielleicht hast du dich schon gefragt, wie so ein Kühlschrank denn überhaupt funktioniert. Diese Frage ist nicht nur legitim, sie mag einem auch besonders bei einem Gaskühlschrank in den Sinn kommen, denn auf den ersten Blick erscheint es alles andere als logisch, dass durch die Erzeugung von Wärme (mittels einer Gasflamme) etwas gekühlt werden kann… Und es ist auch etwas komplizierter, aber ich will es hier auf verständliche Art erklären.

Das Grundprinzip

Das ist das noch relativ leicht zu verstehende Grundprinzip, nach dem alle Kühlschränke und Kühlboxen funktionieren. Es entsteht ein Kreislauf aus Wärmeentzug im Innenraum und Wärmeabgabe an die Umgebung.

Dieses Grundprinzip kann allerdings über verschiedene physikalisch-chemische Vorgänge erreicht werden. Wenn man nun etwas genauer hinschaut, so gibt es drei verschiedene Funktionsweisen, die bei Kühlschränken zum Einsatz kommen:

Kompressorkühlschrank

Zu dieser Kategorie gehört jeder gängige Haushaltskühlschrank, der in der Küche zum Einsatz kommt und permanent ans Stromnetz angeschlossen ist. Es gibt jedoch auch einige Camping-Kühlschränke, v.a. für Wohnmobile, inzwischen aber sogar Kühlboxen, die durch das Kompressionsverfahren kühlen. Typisch sind die schwarzen, gewundenen Stäbe bzw. dünnen Rohre an der Geräterückseite.

Und dies ist die (vereinfachte) Beschreibung der Funktionsweise: Ein Kältemittel wird durch eine spezielle Vorrichtung im Innenraum des Kühlschranks geleitet und entzieht diesem Wärme, folglich wird das Innere abgekühlt. Ein (elektrisch betriebener) Kompressor verdichtet das Kältemittel und leitet es durch die schwarzen Kühlschlangen an der Geräterückseite, wobei Wärme entsteht und an die Umgebungsluft abgegeben wird.

Der Kompressor erzeugt im Betrieb Vibrationen und Laufgeräusche, die wahrscheinlich jeder kennt – es kann durchaus lästig werden, wenn man in der Nähe des Kühlschranks schlafen will. Außerdem ist ein Gasbetrieb nicht möglich, weshalb dieses Prinzip bei den meisten Camping-Kühlschränken und Kühlboxen nicht zum Einsatz kommt, wenn eine vom festen Stromnetz (Landstrom) unabhängige Kühlung möglich sein soll.

Dafür arbeitet ein Kompressorkühlschrank mit dem höchsten Wirkungsgrad, d.h. im Vergleich mit den anderen beiden Funktionsweisen wird relativ wenig Energie zur Kühlung benötigt.

Absorberkühlschrank / Gaskühlschrank

Ein gutes Stichwort zum Verstehen des Absorberprinzips ist Verdunstungskälte. Bestimmt jeder hat schon erlebt, dass man – bei gleichen Umgebungsbedingungen – schneller friert, wenn man nass ist. Die feuchte Haut kühlt ab, weil die Verdunstung Energie in Form von Wärme benötigt – dem Körper wird Wärme entzogen. Und genau so funktioniert prinzipiell auch ein Absorberkühlschrank:

Ein Wasser-Ammoniak-Gemisch wird erhitzt, wofür sowohl Strom (elektrisch betriebene Heizung) als auch eine Gasflamme verwendet werden kann. Das entstandene gasförmige Ammoniak wird vom heißen Wasserdampf getrennt und durch den Kondensator geleitet, wo es sich verflüssigt und dabei Wärme an die Umgebung abgibt.

Nun gelangt das flüssige Ammoniak in den Verdampfer, der sich im Innenraum des Kühlschranks befindet. Hier kommt das oben beschriebene Prinzip der Verdunstungskälte zum Einsatz: Durch die Wasserstoffatmosphäre verdampft das Ammoniak und entzieht dabei der Umgebung, also dem Innenraum des Kühlschranks, Wärme – das Innere kühlt ab. Im Absorber werden Wasser und Ammoniak wieder vermischt und so schließt sich der Kreislauf.

Nun ist hoffentlich auch klar geworden, warum Wärme, nämlich eine Gasflamme, zur Kühlung verwendet werden kann.

Da beim Absorberprinzip keine mechanischen Teile zum Einsatz kommen, ist so ein Kühlschrank praktisch lautlos. Allerdings ist der Wirkungsgrad gegenüber einem Kompressorkühlschrank meist etwas schlechter und das Prinzip benötigt eine waagerechte Stellfläche.

Der größte Vorteil des Absorberkühlschranks liegt im Einsatz von Gas als Energiequelle und damit der Unabhängigkeit von Elektrizität. Dadurch kann er auch beim Camping, bei Festivals und anderen Outdoor-Aktivitäten zum Einsatz kommen.

Thermoelektrischer Kühlschrank (Peltier-Kühlbox)

Fast zufällig wurde im 19. Jahrhundert entdeckt, dass durch Elektrizität auch ein Kühleffekt eintreten kann, was heute v.a. in Kühlboxen mit Anschluss an den Zigarettenanzünder im Auto zum Einsatz kommt.

Grundlage des Prinzips ist ein sogenanntes „Peltier-Element“ mit zwei keramischen Seiten, an die Gleichstrom angelegt wird. Aufgrund des Peltier-Effektes entsteht in der Folge zwischen den beiden Seiten eine Temperaturdifferenz von ca. 60 Grad, die zum Kühlen verwendet werden kann. Dabei befindet sich die heiße Seite des Peltier-Elements außerhalb der Kühlbox und gibt Wärme ab, die andere im Inneren.

Im Vergleich zu den anderen beiden Kühlmethoden benötigt ein thermoelektrischer Kühlschrank jedoch sehr viel mehr Energie, hat also einen niedrigen Wirkungsgrad. Er kommt v.a. bei Kühlboxen mit 12/24 V Gleichstromanschluss (im Auto oder Wohnmobil) zum Einsatz, bei denen aus Platzgründen das Absorber- oder Kompressorprinzip nicht eingesetzt werden kann.