Waarom ontdooit een vriezer als het erbuiten koud is?

Vriezers Eén van de redacteuren van de wetenschapsredactie ontdekte tijdens het uitzoeken van een nieuwe vriezer een bijzondere eigenschap van deze apparaten.

Foto Moyo Studio

Eén van de redacteuren van de wetenschapsredactie kwam tijdens het uitzoeken van een nieuwe vriezer achter een bijzondere eigenschap van deze apparaten. De meeste vriezers werken niet of slecht als de omgevingstemperatuur onder de 10°C komt. Eigenaardig voor een apparaat dat binnenin juist een temperatuur onder nul realiseert. En bovendien onhandig. Als je de vriezer in een slecht geïsoleerde schuur zet, loop je in de winter het risico dat je diepvriespizza’s, doperwtjes en ijsjes ontdooien. Waarom heeft een koelapparaat een relatief warme omgeving nodig om te functioneren?

Gasvorming

Twee zaken zijn daarbij van belang. De eerste heeft te maken met de manier waarop een vriezer koelt. IJskasten en vriezers koelen door een koelmiddel dat via leidingen het apparaat binnenstroomt, daar warmte onttrekt, naar buiten stroomt en daar de warmte weer afstaat.

Het is mogelijk om warmte aan de relatief koude binnenkant te onttrekken en aan de warme buitenkant af te staan doordat een koelmiddel tijdens dit proces omgezet wordt van vloeibaar naar gasvorming en terug. Als gasvormige damp condenseert tot een vloeistof komt er namelijk warmte vrij. En als een vloeistof verdampt, onttrekt dit warmte aan de omgeving. Dit ervaar je ook als je ontsmettingsmiddel met alcohol gebruikt. Als dat van de huid verdampt, dan voelt dat koud aan.

Drukverschil

Bij een vriezer wordt een samengeperst, vloeibaar koelmiddel de zogeheten verdamper ingespoten. Daar wordt de druk verlaagd waardoor het koelmiddel verdampt en warmte onttrekt aan de binnenkant van de vriezer. Het verdampte koelmiddel wordt daarna weer uit de vriezer in de compressor gezogen waar het onder druk samengeperst wordt. Dan raakt het warmte kwijt door in de zogeheten condenser aan de achterkant van de vriezer te condenseren tot vloeistof.

Als de omgevingstemperatuur daalt, dan daalt de druk bij de condenser die aan de buitenkant zit. „Beneden de 10°C is het verschil in druk tussen verdamper en condenser niet voldoende om een het koelmiddel continu rond te laten lopen, waardoor de koelkast of vriezer niet meer werkt”, mailt Ekkes Brück, hoogleraar fundamental aspects of materials and energy aan de TU Delft. Dit geldt voor moderne koelers die bijvoorbeeld werken met het koelmiddel methylpropaan (handelsnaam R600a). Door de technische instelling aan te passen of een ander koelmiddel te gebruiken kunnen fabrikanten het temperatuurbereik een beetje aanpassen, maar daar zitten ook beperkingen aan.

Klimaatklasse

„Elke vriezer is ingedeeld in een klimaatklasse, die het temperatuurbereik aangeeft waarvan de fabrikant garandeert dat het apparaat op de juiste manier blijft werken”, mailt Niels Gaastra van koel- en vriesapparatenverkoper Buram Electro. „Deze klimaatklassen zijn internationaal gestandaardiseerd. De laagste, subnormale (SN) klasse moet geschikt zijn voor gebruik in omgevingstemperaturen van +10°C tot +32°C en de hoogste, tropische (T) voor +16°C tot +43°C. Daarom kom je bij bijna alle koel- en vrieskasten 10°C of 16°C als ondergrens tegen.”

Volgens Gaastra hebben de problemen die ontstaan onder de 10°C ook te maken met condensvorming, zoals je bijvoorbeeld ziet op autoruiten als het buiten koud is. Dat gecondenseerde water kan problemen geven voor de vriezer, met name voor de elektronica en de behuizing.

Er bestaan wel vriezers die blijven werken bij een omgevingstemperatuur tot 5°C of zelfs -15°C. Maar daar bestaat nog geen klimaatklasse voor. De vraag is of het bij die temperatuur niet energie-efficiënter is om je vriezer uit en open te zetten.