Hur fungerar ett kylskåp?

Funderar du på att sätta in ett kylskåp i båten? Du är inte ensam. Här får du hjälp av Kryssarklubbens kunniga tekniska kommitté. Läs först: Så här fungerar ett kylskåp i princip.

Tänk på detta när du ska köpa kylskåp

Mat och kyla

För att hålla ett utrymme vid lägre temperatur än omgivningen krävs energi. Den kan erhållas t ex från elektricitet, fotogen eller gasol. Även gas i komprimerad form kan användas genom att man utnyttjar dess förångningsvärme.

Till sjöss kommer inte energin enkelt och billigt från två hål i väggen utan måste framställas från motorns generator eller bäras ombord i form av fotogen eller trycktuber med gasol eller ammoniak. Då är det viktigt att framställa kyla med så lite energi som möjligt och att bevara den så länge som möjligt med hjälp av god isolering.

Att alstra kyla.

För att börja lite mer tekniskt kan man dela in de olika principerna för att skapa kyla ombord på följande sätt:

Omgivningstemperaturen har stor betydelse för kylskåpets funktion. Dels blir värmeförlusterna större vid högre omgivningstemperatur, dels blir verkningsgraden sämre i kylmaskinen om temperaturskillnaden mellan omgivning och kylskåp är stor. Det första problemet åtgärdas genom effektivare isolering i kylskåpets väggar och det andra problemet genom att den varma sidan av kylmaskinen kyls med sjövatten.

Ackumulerad kyla
Det enklaste sättet att hålla ett isolerat utrymme svalt eller kallt är att lägga in isblock, precis som i isskåpen förr i tiden. I modernare form använder man kylklampar. Sådana innehåller ofta en saltlösning som fryser under noll grader vilket gör att de kan hålla låg temperatur i utrymmet. Idag används denna princip vanligen bara för kylväskor.

Det enklaste sättet att hålla ett isolerat utrymme svalt eller kallt är att lägga in isblock, precis som i isskåpen förr i tiden. I modernare form använder man kylklampar. Sådana innehåller ofta en saltlösning som fryser under noll grader vilket gör att de kan hålla låg temperatur i utrymmet. Idag används denna princip vanligen bara för kylväskor.

I USA är det däremot vanligt att motorbåtar har en kylkompressor med mycket stor kapacitet som laddar, det vill säga fryser, verkligt stora kylklampar, vilka är fast monterade i ett kylskåp. Någon enda timmes motordrift ger tillräcklig kyla för ett eller två dygn. På detta sätt ackumulerar man energin som kyla direkt utan att gå omvägen över el.

Kompressorsystem
För stationära kylar och frysar är kompressordrift numera helt dominerande. Och nu börjar de bli vanligast även i mobila sammanhang. Kompressordrift är idag den mest energisnåla metoden. Kompressorerna dimensioneras vanligen så att en betydande reservkapacitet finns för nedkylning även vid de högsta aktuella temperaturerna i omgivningen.

För stationära kylar och frysar är kompressordrift numera helt dominerande. Och nu börjar de bli vanligast även i mobila sammanhang. Kompressordrift är idag den mest energisnåla metoden. Kompressorerna dimensioneras vanligen så att en betydande reservkapacitet finns för nedkylning även vid de högsta aktuella temperaturerna i omgivningen.

Vissa faktorer gör att kompressorn ej kan göras hur liten som helst. Även den minsta kompressorn blir därför stor som en handboll och väger flera kilo.

Systemet fungerar så här:

En kompressor suger gas, köldmediet, exempelvis ammoniak eller butan, från kylelementet i skåpet, även kallat förångaren. Då upprätthålls ett så lågt tryck att mediet förångas, varvid det upptar värme.

Från kompressorn strömmar het gas under högt tryck till kondensorn, vanligen en rörslinga placerad utanpå skåpet. Omgivande luft eller sjövatten kyler gasen så att den kondenserar till vätska. Denna går sedan fram genom en strypning, vanligen ett kapillärrör, och sedan tillbaka till förångaren.

I större system används en expansionsventil, som mera sofistikerat reglerar flödet.

Avgörande för kylsystemets tillförlitlighet är dess täthet. För eldrift används kompressorer som är sammanbyggda med en elmotor och inneslutna i en hermetiskt hopsvetsad kapsling. Elkablarna är insmälta i en glaspropp i väggen. Sådana system behåller gasfyllningen 15-25 år.

Termoelektriska system
Systemet är enkelt och utan rörliga delar med undantag för eventuell fläkt. Det kan göras litet och är därför lämpligt för mobilt bruk. Nackdelen är dess låga verkningsgrad, vilken gör att boxarna ofta får liten kylförmåga. De förmår då inte hålla + 8 grader när ruffens temperatur går över 25 grader. Det tar också lång tid att kyla maten. Elförbrukningen ställer stora krav på batterikapacitet. Ett termoelektriskt system fungerar så här:

Systemet är enkelt och utan rörliga delar med undantag för eventuell fläkt. Det kan göras litet och är därför lämpligt för mobilt bruk. Nackdelen är dess låga verkningsgrad, vilken gör att boxarna ofta får liten kylförmåga. De förmår då inte hålla + 8 grader när ruffens temperatur går över 25 grader. Det tar också lång tid att kyla maten. Elförbrukningen ställer stora krav på batterikapacitet. Ett termoelektriskt system fungerar så här:

En likström leds genom ett kylelement med skikt av olika legeringar. Dessa har valts så att flödet av elektroner gör elementets ena sida kall och den andra varm. Elementet placeras i väggen till ett skåp med den varma sidan utåt. Det förses ibland med aluminiumflänsar på ena eller båda sidorna och en liten fläkt, som blåser rumsluft på utsidans flänsar. Den varma sidan kan också kylas med sjövatten, vilket förbättrar verkningsgraden.

Absorptions system
Absorptions-system eller Platen-Munters system, kallas ibland Electrolux’ system och är helt utan rörliga delar”. Funktionen är i princip enkel men utförandet är ett synnerligen sinnrikt system av behållare, värmeväxlare och rör. Energin tillförs i form av värme från el, gasol eller fotogen. Den gasoldrivna versionen används bland annat i husvagnar men är ej tillåten i båtar på grund av den öppna lågan. Verkningsgraden är låg men avsaknaden av rörliga delar gör systemet driftsäkert.

Absorptions-system eller Platen-Munters system, kallas ibland Electrolux’ system och är helt utan rörliga delar”. Funktionen är i princip enkel men utförandet är ett synnerligen sinnrikt system av behållare, värmeväxlare och rör. Energin tillförs i form av värme från el, gasol eller fotogen. Den gasoldrivna versionen används bland annat i husvagnar men är ej tillåten i båtar på grund av den öppna lågan. Verkningsgraden är låg men avsaknaden av rörliga delar gör systemet driftsäkert.

Vätskeförångare
Ett mer sofistikerat system att skapa kyla är att använder en komprimerad gas, vanligen ammoniak, som köps i en trycktub, ungefär som gasol, fast vid mycket högre tryck. Vid detta tryck är gasen vätskeformig i rumstemperatur.

Ett mer sofistikerat system att skapa kyla är att använder en komprimerad gas, vanligen ammoniak, som köps i en trycktub, ungefär som gasol, fast vid mycket högre tryck. Vid detta tryck är gasen vätskeformig i rumstemperatur.

För alla vätskor gäller att kokpunkten är lägre ju lägre trycket är. Då gasen släpps ut i atmosfären minskar trycket och en liten del av gasen kokar av, förångas, så att resten kyls ner till kokpunkten vid atmosfärstryck. För ammoniak är den – 33 grader.

Vid förångningen absorberas mycket stora värmemängder. Blandningen av gas och vätska leds genom en rörslinga i skåpet, där den förångas helt och kyler detta. Den förångade gasen leds ner i vattnet, som mycket snabbt absorberar ammoniak, så att man ej har obehag av dess stickande lukt. Gasen ingår i det naturliga kretsloppet, urin bildar ammoniak, varför de små mängder det handlar om inte utgör någon miljöbelastning.

Ammoniak är ganska billig och tuberna kan förvaras i rumstemperatur. Denna kylningsprincip är ett sätt att ”köpa kyla på tub” istället för isblock. Men tuberna är tunga och finns bara att köpa på ett fåtal ställen. Man måste också beakta att ammoniak som läcker ut är giftig.

Text: Ernst Blixt, Per-Erik Forssberg, Bo Sandgren, Harald Wenander, Sture Åström