Koelkast

Het is al eeuwenlang bekend dat de verdamping van een vloeistof warmte onttrekt aan de omgeving. Wie uit het zwembad stapt, slaat algauw een baddoek om zich heen om warm te blijven. De verdamping van het water op de huid zorgt ervoor dat iemand het koud krijgt. Aan het begin van de negentiende eeuw dringt het besef door dat dit principe gebruikt kan worden voor het maken van een koelmachine.

De Amerikaan Oliver Evans –uitvinder van de hogedrukstoommachine– ontwerpt in 1805 de eerste koelkast. Evans laat het bij een ontwerp; hij heeft het apparaat nooit gerealiseerd. Dat doet de Amerikaanse natuurkundige John Gorrie. In 1842 maakt hij een apparaat om ziekenhuiskamers te koelen. De lichaamstemperatuur van lijders aan gele koorts zou door deze behandeling afnemen. Gorrie krijgt patent op de uitvinding van mechanische koeling.

Stoompomp
Al snel is duidelijk dat deze uitvinding uitgebreide mogelijkheden biedt. In Europa en Amerika neemt de vraag naar vlees afkomstig uit andere werelddelen toe. Het eerste koelschip ter wereld, de ”Paraguay”, brengt in 1877 zijn eerste lading bevroren vlees van Argentinië naar Frankrijk.

De eerste huishoudkoelkast verschijnt in 1879 op de markt. Het is een ontwerp van de Duitse ingenieur Karl von Linde. Hoewel de eerste stap gezet is om praktisch gebruik van koelkasten mogelijk te maken, zijn ze aan het begin van deze eeuw nog steeds duur, lawaaierig en inefficiënt. Zo drijft een kleine stoompomp het apparaat aan.

Baltzar von Platen en Carl Munters beginnen in 1925 in Zweden met het op kleine schaal produceren van koelkasten waarbij een elektrische motor de compressor aandrijft. In 1926 krijgen ze patent op de huishoudkoelkast. Het bedrijf Electrolux neemt hun ontwerp in productie. In 1936 verkoopt het bedrijf zijn miljoenste koelkast.

De werking van de koelkast berust op twee natuurkundige principes. Het eerste is dat een vloeistof bij verdamping warmte onttrekt aan de omgeving. Het tweede is dat bij een lage druk een vloeistof bij een lagere temperatuur verdampt dan gebruikelijk. De Schotse natuurkundige William Cullen maakt in 1748 gebruik van dit principe. Hij slaagt erin ether –een vluchtige vloeistof– te laten koken in een partieel vacuüm.

In een koelkast is een buizenstelsel aanwezig, waarin een vluchtige vloeistof circuleert. De leidingen aan de binnenkant van de koelkast zijn breed en de druk is er laag. De vloeistof in de leiding verdampt en onttrekt zo warmte aan de inhoud van de koelkast. De damp belandt vervolgens bij een compressor aan de buitenkant van de koelkast. De compressor perst het gas samen, zodat het condenseert. Daarbij komt warmte vrij. Deze warmte is goed te voelen aan de achterkant van de koelkast. Een smalle buis transporteert de vloeistof weer naar de binnenkant van de koelkast en het koelproces begint opnieuw.

Cfk's
In de beginperiode van de koelkast is ammoniak als koelvloeistof gebruikt. De vloeistof verdampt bij een lage temperatuur en kan dus veel warmte opnemen. Een groot nadeel is dat ammoniak zeer giftig is. Al in 1920 begint de zoektocht naar een vloeistof die dezelfde gunstige eigenschappen heeft als ammoniak, maar veel minder giftig is.

Chloorfluorkoolwaterstof (cfk) lijkt de ideale vervanger. De stof is reukloos, alleen giftig in een extreem hoge dosis en niet brandbaar. In de jaren zeventig wordt steeds duidelijker dat cfk's zich ophopen in de atmosfeer en daar de ozonlaag afbreken. Sinds die tijd is gebruik van cfk's door de overheid steeds meer aan banden gelegd.

De koelkast is niet meer weg te denken uit ons leven. Een koud glas cola of een auto met airconditioning behoren weliswaar niet direct tot de eerste levensbehoeften, maar bij een lage temperatuur bederft voedsel ook minder snel, omdat micro-organismen zich dan minder snel vermenigvuldigen. Ongetwijfeld heeft de koelkast zo een bijdrage geleverd om de gezondheid van de mensheid op een hoger peil te brengen.