Ben je benieuwd hoe een koelkastmotor werkt, wat de motor doet of waar deze zit? Als gesproken wordt van de motor in een koelkast, gaat het meestal over de compressor. Dit is het hart van het koelsysteem en zorgt ervoor dat koude lucht wordt geproduceerd en verdeeld. Wanneer de thermostaat dankzij een voeler meet dat de temperatuur oploopt (bijvoorbeeld doordat je de deur open hebt laten staan), schakelt deze de motor in. Via een expansieventiel of -klep stroomt het koelmiddel verder.
Vraag je je af: waar zit de motor van de koelkast? Werkt de koelkastmotor niet meer goed of maakt deze vreemde geluiden? Dan kan het nodig zijn de motor te vervangen. Een warmtepomp haalt warmte uit de buitenlucht, de grond of het water. Deze warmte wordt door een compressor ‘verpompt’ van lage naar hoge temperatuur, vandaar de naam. Deze compressor verbruikt hiervoor elektriciteit. Vergelijk het als een omgekeerde koelkast. Binnen in de koelkast wordt warmte onttrokken en is het koud. Buiten de koelkast wordt de onttrokken warmte afgegeven en is het warmer.
De warmtepomp maakt gebruik van natuurkundige principes, namelijk verdampen en condenseren. Bij het verdampen van een koudemiddel neemt de warmtepomp warmte op, die vervolgens wordt vrijgegeven bij het condenseren van de vloeistof. Elektriciteit wordt gebruikt om dit proces in gang te zetten en warmte uit de omgeving te genereren. De energie uit de omgeving dient als bron. Een lucht/water warmtepomp gebruikt de buitenlucht als bron. Warmte wordt onttrokken uit de buitenlucht doormiddel van een buitenunit. Deze warmte wordt afgegeven en getransporteerd doormiddel van het koudemiddel. Hierna wordt het afgegeven aan het cv-systeem/verwarmingssysteem.
Veelgebruikte koudemiddelen bij Lucht/Water warmtepompen zijn R-410A en R32. Een Lucht/Water warmtepomp kan bestaan uit een losse binnen- en buitenunit, maar de binnen- en de buitenunit kunnen ook samengevoegd zijn in één apparaat. Dit heet een monoblock. Een grond/water warmtepomp gebruikt de bodem als bron. Warmte wordt onttrokken uit de bodem doormiddel van buizen die in de grond liggen waardoor vloeistof circuleert (mengsel van water en glycol). Het zijn vaak verticale buizen die meer dan 100 meter diep in de grond gaan. Ook worden er soms horizontale buizen gebruikt die rond 1 meter diep liggen. Deze buizen worden over een groter oppervlak ingegraven. De warmte die wordt onttrokken uit de bodem wordt via de binnenunit met een warmtewisselaar afgegeven aan het cv-systeem/verwarmingssysteem.
Het rendement van een Grond/Water warmtepomp ligt gemiddeld hoger dan andere warmtepomp systemen. De temperatuur diep in de grond is namelijk warmer en consistenter dan de temperatuur in de stookperiode op de oppervlakte. Een bron met een hogere en constante temperatuur kan een hoger rendement opleveren. De bron in de bodem moet onderhouden worden en daardoor wordt er aangeraden om te koelen met een Grond/Water warmtepomp. Door te koelen in de zomer, wordt de bron weer gevoed met warmte wat vervolgens in het eerst volgende stookseizoen weer gebruikt kan worden. Er kunnen meerdere woningen worden aangesloten op een bodembron.
Een Water/Water warmtepomp gebruikt grondwater als bron. Er moeten twee putten geboord worden. De ene put haalt ‘warmer’ water omhoog voor het verwarmen van de woning en de andere put vangt het koudere gebruikte water op. In de zomer moet er gekoeld worden en dan zal de put weer met ‘warmer’ water aangevuld worden. Er kunnen meerdere woningen worden aangesloten op een waterput als bron. Echter is er wel een vergunning benodigd om te mogen boren naar water.
Gerelateerde FAQ’s1. Wat is een monoblock warmtepomp?2. Welke verschillende koudemiddelen gebruiken warmtepompen?3. Wat is een warmtepomp?4. Bedankt voor de feedback! Hoe werkt een koelkast motor en wat is precies de functie van dit onderdeel? Wanneer we spreken over de 'motor' van een koelkast, doelen we meestal op de compressor, een cruciaal onderdeel voor het koelproces. De plek van de compressor kan per merk en type koelkast anders zijn, maar meestal bevindt dit onderdeel zich aan de achterkant van de koelkast (onderaan). De compressor begint te werken zodra je de koelkast aanzet en de thermostaat doorgeeft dat er koeling nodig is. De compressor zuigt een koelmiddel, meestal in gasvorm, uit de koelkast en comprimeert dit. Dan wordt het hete koelmiddel naar de condensor gebracht, dit is een spoel die de warmte afvoert. Hierdoor koelt het koelmiddel weer af en verandert het in een vloeistof. Daarna gaat het vloeibare middel door een expansieventiel: een smalle doorgang waarin de vloeistof onder lage druk komt te staan. Dit gekoelde mengsel stroomt vervolgens door de verdamper. De warmte uit de koelkast wordt aangetrokken tot de kou van het koelmiddel, waardoor de lucht in de koelkast afkoelt. Dit systeem, dat in werkelijkheid nog wat complexer is dan hier omschreven, herhaalt zich steeds weer wanneer de thermostaat aangeeft dat er koeling nodig is.
Hoe Werkt een Koelkast? Een koelkast werkt door middel van de dampcompressiekoelcyclus, die warmte uit het interieur van het apparaat verwijdert en naar de omgeving overbrengt. Door warmte effectief naar buiten te verplaatsen, koelt de ruimte binnenin af. Om de overgang van theoretische diagrammen naar de koelkast in jouw huis makkelijker te maken, vind je hier drie schema’s van gangbare koelkastindelingen. De volgende evolutie: de Side-by-Side koelkast. De Franse-deur koelkast, veel voorkomend bij luxere modellen; vaak met twee verdampers. De koelcyclus bestaat uit vier hoofdcomponenten: de compressor, de condensor, het expansieventiel of capillair en de verdamper. Elk van deze componenten beïnvloedt de druk en fase (vloeibaar of gasvormig) van het koelmiddel, zodat warmte binnenin wordt geabsorbeerd en naar buiten wordt afgevoerd. In de bovenstaande schema’s kun je deze componenten terugvinden in verschillende typen koelkasten.
De cyclus begint bij de compressor, een pomp die wordt aangedreven door een elektromotor. De compressor comprimeert het koelmiddelgas, waardoor de temperatuur en druk stijgen. Het hete, hogedrukgas verlaat de compressor en stroomt naar de condensor, een reeks spoelen of buizen aan de achterkant of onderkant van de koelkast. De condensor voert warmte af naar de omgevingslucht, waarbij een ventilator lucht over de condensorbuizen blaast. Terwijl het koelmiddel afkoelt, condenseert het en verandert het in een warme vloeistof onder hoge druk. De vloeibare koelmiddelstroom gaat door een capillair buisje dat de doorstroming beperkt. Hierdoor verliest het koelmiddel druk terwijl het door de capillaire buis stroomt. Bij de overgang naar de verdamper zet het koelmiddel gedeeltelijk uit en verdampt deels. Dit verdampingsproces onttrekt warmte aan het resterende vloeibare koelmiddel, waardoor het mengsel van gas en vloeistof koud wordt. Onze diagrammen tonen een expansieventiel, maar een capillair buisje werkt op een vergelijkbare manier. Het koude, lage-drukmengsel van gas en vloeistof stroomt door de verdamper, een reeks spoelen binnen in de koelkast of vriezer. Het koelmiddel verdampt volledig en absorbeert daarbij warmte uit de lucht in de koelkast, waardoor deze afkoelt. De verdamperventilator circuleert de lucht in de koelkast, zodat deze langs de koude verdamper stroomt en de temperatuur verlaagt. Dit proces gaat door totdat de gewenste temperatuur is bereikt, waarna de compressor wordt uitgeschakeld en het koelproces stopt. Het koelmiddel, nu volledig in gasvorm en op lage druk, keert terug naar de compressor, waar de cyclus opnieuw begint. De temperatuur van de koelkast wordt geregeld door een feedbacksysteem met sensoren en thermostaten. Als de temperatuur boven een bepaalde drempel stijgt, schakelt de thermostaat de compressor in om de koelcyclus te starten. Zodra de gewenste temperatuur is bereikt, schakelt de thermostaat de compressor uit en stopt het koelen. Je kunt het koelmiddel vergelijken met een spons voor warmte. Een samengeknepen (gecomprimeerde) spons wordt ondergedompeld in een waterbak (de binnenkant van de koelkast). Wanneer je de spons loslaat (expansie), neemt deze water (warmte) op uit de bak. Vervolgens knijp je de spons uit (compressie) en laat je het water eruit lopen. Een andere vergelijking is zweten bij mensen. Ons lichaam gebruikt een faseverandering (het verdampen van zweet) om af te koelen. De verdamping onttrekt warmte aan de huid, waardoor je afkoelt. Goede koelmiddelen hebben een laag kookpunt, zodat ze warmte kunnen opnemen door te verdampen, zelfs in een koude omgeving zoals een koelkast. Ze hebben ook een hoog kritisch punt (de hoogste temperatuur waarbij ze zowel in vloeibare als gasvormige toestand kunnen bestaan) en een hoge latente warmte (de hoeveelheid warmte die ze kunnen opnemen of afgeven bij een faseverandering). Verder hebben ze een lage viscositeit (om gemakkelijk door het systeem te kunnen stromen) en een hoge dichtheid (om zoveel mogelijk energie op te slaan).
Een koelkast werkt volgens de principes van thermodynamica door een koelmiddel door een cyclus van leidingen te pompen. Dit koelmiddel absorbeert warmte binnenin de koelkast en voert die af naar buiten. HOE WERKT EEN KOELINSTALLATIE? Een koelinstallatie onttrekt warmte door een koelmiddel in de verdamper van de vloeibare fase naar de gasvormige fase te laten overgaan. Dit proces noemen we de verdamping. De opgenomen warmte wordt door het koelmiddel aan de buitenlucht afgegeven in de condensors bij de overgang van gas naar vloeibare fase. Dit proces noemen we de condensatie.
In de verdamper (A) neemt het koelmiddel warmte op uit de koelcel, waardoor het verdampt en dus geleidelijk aan overgaat van de vloeistof- naar de gasfase. Dit proces vindt plaats bij een lage temperatuur van ongeveer -10 °C om de lucht in de koelcel te kunnen koelen tot -2 °C. De lucht in de koelcel wordt dus afgekoeld door de lucht over de koude verdamper te blazen. Om zeker te zijn dat alle vloeistof verdampt is, wordt er iets langer warmte uit de koelcel opgenomen tot de temperatuur van het koelmiddel gestegen is van -10 °C tot ongeveer -3 °C. Dit laatste wordt de oververhitting van het gas genoemd.
In de volgende stap wordt het koude gas uit de koelcel geleid naar de compressor (B) die meestal buiten staat opgesteld. Daar wordt het gas samengedrukt, waardoor het opwarmt. Deze compressie vraagt dus energie. Na het samendrukken heeft het gas een temperatuur die hoger is dan de buitentemperatuur. Deze warmte wordt vervolgens in de condensor (C) afgegeven aan de omgeving, waardoor het koelmiddel condenseert. Om zeker te zijn dat alle koelmiddel gecondenseerd is, wordt het nog wat extra afgekoeld. Dat wordt ook de onderkoeling genoemd.
Het vloeibaar geworden koelmiddel bevindt zich nog steeds onder hoge druk. Wanneer het expansieventiel (D) wordt geopend, stroomt de vloeistof automatisch naar de verdamper. Keuze van het koelmiddel Er bestaan een groot aantal verschillende koelmiddelen met elk zijn eigen karakteristieken. Hierdoor is niet elk koelmiddel geschikt voor elk koelsysteem. Bovendien heeft elk koelmiddel een impact op het milieu wanneer het ontsnapt uit de koelinstallatie, bijvoorbeeld door een lek. Op dat moment dragen sommige koelmiddel bij aan de opwarming van de aarde en/of aan de afbraak van de ozonlaag. Daarom hebben reeds een aantal koelmiddelen een negatieve beoordeling gekregen. Het meest bekend voorbeeld is R22 dat sinds 2015 verboden is. Ammoniak en CO2 als koelmiddel scoren op dat vlak het best. Hun technische eigenschappen maken ammoniak en CO2 echter niet geschikt voor installaties met een beperkte koelcapaciteit, zoals de koelcellen op witloofbedrijven.
Snelle tips voor een energiezuinige koelingSchakel een koelcel die leeg is onmiddellijk uit Voor het behoud van de kwaliteit van witloofwortels tijdens de bewaring is het noodzakelijk om voldoende te bevochtigen. Vermijd echter overdreven ijsvorming bovenop de palloxen. Een 'berg' ijs voor de verdampers heeft een enorme invloed op de luchtcirculatie in een koelcel. Door deze opstapeling van ijs zal er duidelijk meer energie nodig zijn om de gewenste temperatuur te bereiken. Hou de condensors proper. Vuil in de ribben van de condensors zorgt voor een minder goede afgifte van warmte, met als gevolg 10-30% hoger energieverbruik.
Plan acties die gepaard gaan met extra koelacties best ’s avonds, daardoor vallen de koelacties ’s nachts. Voorbeelden zijn: bevochtiging, extra ventilatie, opstarten koelcel. Verlichting die aangeschakeld wordt bij het openen van een koelcel (bijvoorbeeld een aanwezigheidssensor of een schakelaar op het openen van de poort) en nadien automatisch uitschakelt, blijft niet onnodig branden. Samen met het aanschakelen van de verlichting bij het openen van een koelcel, kan er ook gezorgd worden dat er geen koelacties zijn wanneer de poort geopend is en dat de ventilatoren stoppen met draaien. Laat de condensor steeds verse buitenlucht aanzuigen, zodat hij optimaal zijn warmte kan afgeven. 1°C verlaging van de condensatietemperatuur bespaart zo’n 2% energie. Eventueel kan er een bijkomende condensor in de loods geplaatst worden die enkel in koudere periodes in werking treedt. De warmte die deze condensor afgeeft, kan een gedeelte van de loods opwarmen.
Energiebesparende technieken Een frequentieregeling zorgt ervoor dat de compressoren slechts het vermogen leveren dat de koelinstallatie vraagt. Een capaciteitsregeling is nuttig wanneer in een koelcentrale 4 gelijke verdampers aangesloten zijn op 2 compressoren. Dan is het interessant dat elke compressor ook op halve kracht kan werken. Zo kan in stappen van 0, 25, 50, 75 en 100% van het maximaal vermogen gewerkt worden naargelang er 0, 1, 2, 3 of 4 verdampers koeling vragen. Een freuqentieregeling is interessant bij een groter aantal verbruikers. Dit is het geval bij één centrale, die verschillende trekcellen, putten en/of koelcellen moet bedienen. Dan zijn er meer mogelijke tussenstappen tussen ‘geen verbruik’ en ‘vol vermogen’ en kan de compressor ook al die tussenstappen geven door de frequentieregeling. Opgelet: frequentieregeling op zich vraagt ook een zekere hoeveelheid energie (3%) en is dus pas interessant als dit gecompenseerd kan worden door een lager verbruik van de compressor zelf. Ook de draaisnelheid van condensatieventilatoren kan geregeld worden met een frequentiesturing. Bij klassieke condensors zal de eerste ventilator steeds als eerste ingeschakeld worden. Daardoor zal deze ventilator steeds meer draaiuren hebben dan de volgende ventilatoren. Een frequentieregeling zorgt ervoor dat alle ventilatoren gelijktijdig draaien. De capaciteit van de condensor wordt aangepast door de aanpassing van de draaisnelheid van de ventilatoren. De regeling voor de aanpassing van de draaisnelheid is eenvoudiger en goedkoper bij gelijkstroommotoren dan de frequentieregeling bij de klassieke wisselstroommotoren. Bij nieuwbouw is het dan ook zinvol om het gebruik van gelijkstroommotoren in de condensors te overwegen.
Een elektronisch expansieventiel (EEV) zorgt voor een meer nauwkeurige sturing van het koelcircuit. Een elektronisch expansieventiel regelt de grootte van de doorlaatopening elektronisch, waardoor de verdamper ten volle benut wordt. Hierdoor kan de installatie in een kortere koeltijd hetzelfde koelvermogen afgeven. In tegenstelling tot een thermostatisch expansieventiel (TEV) kan er zo in de winter met een lagere condensatietemperatuur gewerkt worden. In de winter komt dat neer op 20% besparing.
Een heetgasontdooiing van de verdampers vraagt minder energieverbruik dan een elektrische ontdooiing. Bij een heetgasontdooiing wordt de warmte die normaal wordt afgevoerd via de condensors, gebruikt voor de ontdooing van de verdampers. Zo wordt er 3-5% energie bespaard. Daarnaast zorgt het systeem ook voor een kortere dooitijd: de koelcel warmt immers niet mee op, omdat de verdamper van binnenuit ontdooid wordt. Nadeel van deze techniek is dat er minimaal twee verdampers in werking moeten zijn (de ene ontdooit de andere en omgekeerd). Voor een betere sturing zijn echter drie verdampers aangewezen.
Bij een koelinstallatie zijn er verschillende technische aanpassingen mogelijk die tot een lager energieverbruik leiden. Elke aanpassing heeft echter effect op de volledige werking van de koelinstallatie. Deze invloed kan positief zijn, maar kan ook negatief zijn voor andere onderdelen. Het is belangrijk om steeds voldoende professioneel advies in te winnen voor uw specifiek geval alvorens aanpassingen aan te brengen. Een EPB-regelgeving omvat drie normen: een maximaal K-peil, isolatienormen of maximale U-waarden; en minimale ventilatienormen.
In de landbouw gelden momenteel enkel minimale isolatienormen of maximale U-waarden. Een hoge U-waarde betekent een groot verlies aan warmte. De U-waarde is afhankelijk van de isolatiewaarde en de dikte van het materiaal. U-waarden kunnen opgegeven worden voor één materiaalsoort of voor een combinatie van materialen, b.v. voor een samengestelde wand (betonelement + isolatiemateriaal). Voor industriële gebouwen is de maximale U-waarde 0,24 W/m²K. Voor productieloodsen van o.a. witloof gelden volgende normen: muren en daken: ≤ 0,40 W/(m².K); vensters: ≤ 1,1 W/(m².K); vensters met profiel: ≤ 1,8 W/(m².K); poorten en deuren: ≤ 2 W/(m².K).
Verblijfruimtes voor dieren en ruimtes voor bewaring en/of productie van plantaardige producten worden vrijgesteld van de ventilatie-eisen. Alle overige ruimtes waar personen werken en/of verblijven dienen te voldoen aan de bestaande ventilatienormen. Bij de koel- of vrieskast wordt binnen in de warmte onttrokken en aan de buitenzijde weer afgestaan. Dit gebeurt d.m.v. een koelmiddel dat door een gesloten leidingstelsel wordt getransporteerd. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de verandering van het koelmiddel vloeibaar en gasvormig. In de kast zit een verdamperplaat waarin het door een compressor gecomprimeerd gasvormige koelmiddel wordt ingespoten en bij dit proces warmte van zijn omgeving onttrekt. Deze warmte wordt via het leidingstelsel naar de condensor geleidt. Dit is bij een vrijstaande koelkast het zwarte ringvormige rooster welke zich aan de achterzijde bevindt. Hier is de druk in het systeem lager waarbij het gasvormige koelmiddel condenseert en weer vloeibaar wordt. Bij dit laatste proces komt warmte vrij. Deze warmte wordt vervolgens aan zijn omgeving afgedragen. Zolang de compressor draait, zal de temperatuur in de kast steeds kouder worden, dit afhankelijk van hoeveel koelmiddel en de maximale druk er wordt opgebouwd. Staat de koelkast echter in een te warme of te koude ruimte dan wordt de koelcapaciteit beperkt. In een te warme ruimte en/of slecht geventileerde ruimte zal de warmteafgifte beperkt worden waardoor de compressor langer moet draaien. De koelkast.
In een koelkast is een temperatuur tussen 9 en 4 G Celsius gewenst. Dit wordt bij een conventionele koelkast verkregen door de verdamperplaat zo af te laten koelen dat de temperatuur tussen de -11 en -32 G celsius afschakelt. Door de luchtcirculatie wordt dan langzamerhand de warmte uit de producten in de kast onttrokken. Is een lagere temperatuur gewenst, dan zal de compressor langer doordraaien en de verdamperplaat de -32 G Celsius bereiken. Als de thermostaat de temperatuur heeft bereikt zal de compressor enige tijd een pauze in acht nemen. Deze pauze duurt net zolang totdat de inschakeltemperatuur wordt bereikt. Deze inschakeltemperatuur ligt rond de 4 G Celsius. Hierop begint de compressor weer te draaien en zal dit proces zich oneindig herhalen. Tijdens het koelen zal op de achterwand(de verdamperplaat) rijpvorming ontstaan. Als de motor stil staat zal dit rijp smelten waarna het smeltwater in een afvoergootje verdwijnt. Op deze wijze hebben we een koelautomaat met een automatische ontdooifunktie.
De vriezer: Om producten te doen droogvriezen is een temperatuur gewenst tussen de -15 en -32 G Celsius. Hierbij is geen sprake van ontdooifunctie. Telkens wanneer de deur wordt geopend komt er relatief vochtige lucht binnen waardoor rijpvorming ontstaat. De conventionele vriezer moet hiertoe eens in de zoveel tijd ontdooid worden. Een uitzondering hierop is de no-frost kast. Bij de no-frost kast wordt dmv een ventilator de lucht langs de verdampper geblazen waarbij in deze vorm de verdamper wordt gevormd als een soort radiator. Om deze radiator zit ook een verwarmingselement welke in de ontdooifase de ontstane rijpvorming moet doen smelten. Het mooie van techniek is dat het altijd in beweging is. Er wordt iets gecreëerd, en al gaande het proces vinden er verbeteringen plaats. Onderweg kan er ook wel eens wat falen. Een kritische kijk naar kostprijs en telkens veranderende milieuvriendelijke materialen, besparende maatregelen t.o.v. energieverbruik kunnen toch onvoorziene gebreken tot gevolg hebben.
tags: #compressie #motor #koelkast #plint #keuken