Alternatieve koelkasten

Op de wereldtentoonstelling in Parijs in 1887 werd de eerste huishoudelijke absorptiekoelkast getoond. Het was een lompe kast met een naar huidige maatstaven piepklein koelkastje. Voedsel kan bij warm weer tot twee of drie dagen vers blijven! Het leek toen een wonder, hoewel men nog niet geleerd had hoe de temperatuur in de koelkast constant te houden.

Tussen het verleden en de toekomst

Naarmate de jaren verstreken en de omstandigheden veranderden, is de sensationele kast een van onze dagelijkse benodigdheden geworden.

Maar decennia lang heeft de huishoudelijke koelkast alleen maar geleerd om meer voedsel in zijn schoot te houden… Het was een mijlpaal toen de ontwikkelaars van Candy voor het eerst het binnenste deurpaneel van hun koel-vriescombinatie voorzagen van handige schappen. Zelfs na enkele decennia zijn automatische verdamperontdooiing en, optioneel, een vorstvrije verdamperstand toegevoegd.

Dramatische veranderingen in thuiskoeling vinden zo snel plaats dat we ze nauwelijks kunnen bijhouden.

En de tijd is niet ver weg dat er thuis waarschijnlijk geen voedselvoorraad of -opslag nodig zal zijn… En koelkasten kunnen helemaal uit ons dagelijks leven verdwijnen. Want in elk slim huis van de niet al te verre toekomst zal de “slimme keuken” uitgerust zijn met nanotechnologie om allerlei eiwitten en andere verse voedingsstoffen rechtstreeks naar de eettafel te brengen.

Temeer omdat de opkomende wetenschap van de nanotechnologie sinds de jaren zeventig nu is aangevuld met de kloontechnologie. Onze smaakvoorkeuren, caloriegehalte, vitaminen en mineralen kunnen allemaal gemakkelijk in de biogenerator worden geprogrammeerd. Hoe deze biogenerator eruit zou zien? Krijg je geen heimwee naar de goede, vette, gezellige rommelende koelkast??

Hij is nog steeds bij ons. Vandaag de dag is het nog steeds noodzaak nummer één in elke keuken… En het voelt goed.

Magnetische kracht bevriest alles

De eerste magnetische koelkast ter wereld werd gebouwd in het Ames Laboratory van het US Department of Energy. Het werkingsprincipe is gebaseerd op het vermogen van bepaalde legeringen om op te warmen wanneer de magnetische veldsterkte toeneemt en af te koelen wanneer deze afneemt.

Hoewel het verschijnsel meer dan tachtig jaar geleden werd ontdekt, wordt het nu pas in de praktijk toegepast. Ingenieurs zijn ervan overtuigd dat koelkasten en airconditioningsystemen op basis van deze technologie in de komende jaren beschikbaar zouden kunnen zijn. Er zijn al werkende prototypes van een nieuw type magnetische koeleenheid.

Het is mogelijk dat in de nabije toekomst voedsel wordt gekoeld op een draaiende metalen schijf, een permanente magneet en een kleine hoeveelheid water. Hoe werkt het??

Een schijf metaal wordt tussen de polen van een permanente magneet gedraaid, zodat steeds slechts één deel van de schijf in het magneetveld terechtkomt en de rest zich buiten het veld bevindt. Wanneer dit deel in het magnetische veld wordt geduwd, richten minuscule bipolaire magneten in het schijfmateriaal zich langs de veldlijnen en stijgt de temperatuur van de schijf op dit punt. De opgewekte warmte wordt afgevoerd door het water dat in dit gebied circuleert.

Wanneer dit deel van de schijf uit het magnetische veld gaat, worden de magneten erin niet langer vastgehouden door de veldlijnen en draaien ze willekeurig weer rond, waarbij ze warmte-energie verbruiken en de schijf dus afkoelt tot onder de omgevingstemperatuur. Het koelt ook het water dat het spoelt in het secundaire circuit. Dit gekoelde water wordt gebruikt als koelmiddel in de nieuwe magneetkoelkast.

Om de efficiëntie van de magnetische koeling te vergroten, zoeken onderzoekers naar het optimale materiaal voor de schijf. Een werkmonster gebruikt een schijf gemaakt van gadolinium, een zeldzaam aardmetaal dat wordt gebruikt in opnamekoppen van videorecorders. Er zijn ook goedkopere materialen beschikbaar.

Magnetische koelkasten zouden in ieder geval goedkoper zijn in het gebruik, milieuvriendelijk hun koelmiddel is gewoon water en vrijwel geruisloos. De tijd zal leren of ze parallelepipedisch, cilindrisch of bolvormig zullen zijn… Het zal niet lang meer duren.

Kou komt van de zon?!

Naast de klassieke compressiekoelmethode wordt het thermo-elektrische koeleffect al lang parallel gebruikt in de wereld. Al in de 19e eeuw werd ontdekt dat de verbinding van geleiders van verschillende materialen afkoelt of opwarmt afhankelijk van de stroomrichting wanneer er een gelijkstroom loopt “Peltier-effect” . Maar het effect is zwak en alleen van wetenschappelijk belang.

Pas met het begin van het brede gebruik van halfgeleidermaterialen was het mogelijk dit fysische effect aan te passen voor praktisch gebruik.

Thermo-elektrische koelkasten bestaan al tientallen jaren, maar zelfs nu nog zijn er heel wat mensen die er nog nooit van hebben gehoord. Omdat deze koelkasten in een smalle ruimte worden gebruikt. Het punt is dat het nog niet mogelijk is hetzelfde bruikbare volume van het koelkastcompartiment te bereiken als bij compressiekoelkasten.

Daarom bestaan thermo-elektrische koelkasten meestal in de vorm van bescheiden apparaten die door een autoaccu worden aangedreven. Ze kunnen soms op zonne-energie werken. Hier is een merkwaardige paradox: de zon genereert kou..!

Draagbare thermo-elektrische koelkasten zijn ook klein, maar kunnen zowel op oplaadbare batterijen 12 V als op 220 V worden aangesloten. Thuis worden ze koelers genoemd. De meeste koelboxen hebben de vorm van een geïsoleerde kist met een scharnierend deksel. Ze hebben handvatten of wielen voor vervoer.

Het kleine volume van de koelers kan echter ook worden voorgesteld als compact. Dankzij het thermo-elektrische principe kunnen koelers worden gebouwd die zelfs in een zak passen bv. voor het koelen van geneesmiddelen . Onze defensie-industrie biedt compacte koelers om bijvoorbeeld een blikje bier te koelen. Ze worden gemonteerd in de buurt van het dashboard van de bestuurder in de auto.

De koelers zijn betrouwbaar en stil dankzij het ontbreken van bewegende delen, hebben een bijna oneindige levensduur en zijn milieuvriendelijk geen koelgas nodig . Ze kunnen zijwaarts of ondersteboven worden geplaatst – wat u ook wilt, ze werken feilloos en zijn bestand tegen een rit over zeer ruw terrein. Geen compressiekoelkast zou zo’n liberale behandeling kunnen doorstaan.

De nadelen zijn het lage rendement van de koeler slechts 16-17% en de instabiliteit van de temperatuur in de koeler, die rechtstreeks afhankelijk is van de omgevingstemperatuur. Koeling laat te wensen over bij warm weer.

Maar er zit een “pit” in het thermo-elektrisch ontwerp. Zoals reeds vermeld, kan het thermo-elektrisch effect niet alleen koeling maar ook verwarming veroorzaken. Het hangt af van de richting van de stroom. Door de contacten met behulp van een schakelaar te wisselen, wordt de thermo-elektrische koeler een verwarming voor gekoeld voedsel of bv. flesjes babyvoeding die erin worden geplaatst. Zeer praktisch voor onderweg of tijdens een picknick.

Transparante deuren laten geen warmte door

Koelkasten met glazen deur zijn nu verkrijgbaar. Het lijkt erop dat er niets nieuws is – koelkasten met glazen deuren worden al lang in de handel gebruikt. Maar dat is het ding – het is niet alleen een glazen deur. Ongeveer gelijk aan die van moderne hermetische ramen.

Het blijkt een aanzienlijk betere deurisolatie te bieden dan conventionele poreuze isolatiematerialen. Het resultaat is een koelkast die minder energie verbruikt dan een gloeilamp van 60W!

Transparantie van de deur verhoogt ook de economische efficiëntie. Terwijl we gewoonlijk bij het openen van een koelkast enige tijd afwezig zoeken naar wat we nodig hebben, kun je met een glazen deur de gewenste verpakking van tevoren “zien” en dan pas de koelkast openen. De tijd dat de deur open blijft, wordt verschillende keren verkort.

Op de Nederlands markt worden reeds koelkasten met glazen deuren gepresenteerd door het Duitse bedrijf Gaggenau.

Meer naar binnen, minder naar buiten

Aan het begin van de ontwikkeling van huishoudelijke koelkasten werd de cilindrische vorm van het lichaam serieus besproken. Veel mensen waren alleen maar geamuseerd, maar eigenlijk is het idee heel praktisch…

Ten eerste, hoe energie-efficiënter een koelkast, hoe kleiner de verhouding tussen oppervlakte en effectief volume. Dat wil zeggen, hoe kleiner de oppervlakte voor hetzelfde volume, hoe minder koeling door straling van het oppervlak, en hoe minder energie nodig is om het te laten werken, ceteris paribus.

Als wij bijvoorbeeld als eenheid het volume van een kubus nemen en de oppervlakte van deze kubus gelijkstellen aan 100%, dan zal het parallellepipedum met hetzelfde volume, maar met een hoogte-breedteverhouding van 0,7õ0,7õ2,1 zeer wijdverbreide verhoudingen van een koelkast een voorwaardelijke oppervlakte hebben van 114%. wat betekent dat zo’n parallellepipedum 14 procent meer koeling zou verliezen dan een kubus.

En een cilinder met een verhouding diameter/hoogte van 0,9 tot 1,58 wat ook een aanvaardbare verhouding is voor de koelkast heeft een conditioneel oppervlak van 96% en zal 4% minder koude verliezen dan een kubus en 18% minder dan een parallellepipedum. Het lijkt misschien niet veel, maar als u de klok rond en het hele jaar door werkt, bespaart u heel veel.

Trouwens, koelkasten in de vorm van een kubus, cilinder of bol en waarom niet?? zal lichter zijn en minder materiaal gebruiken dan een parallelepipedische koelkast met hetzelfde effectieve volume.

Dan heeft de bol de kleinst mogelijke oppervlakte, gelijk aan 81% van de oppervlakte van de kubus…

Waarom Eskimo’s ijshuizen op een halfrond bouwen?

Deze wiskundige conclusie is duidelijk te zien in de natuur en in de vorm van vele natuurlijke formaties om ons heen, te beginnen met planeten, sterren en onze zon en eindigend met appels, watermeloenen en andere bolvormige vruchten. Eskimo’s bouwen hun iglo-ijshuizen intuïtief halfrond, zodat ze zo weinig mogelijk warmte verliezen van de haard die binnenin brandt…

Vanuit het oogpunt van de thermofysica is de meest rationele constructie van een koelkast dus de bolvormige! Maar niemand is er tot nu toe in geslaagd uit te vinden hoe het binnenste bolvormige volume van zo’n koelkast het best kan worden benut en waar de deur van zo’n koelkast moet komen…

Het volgende zeer economische ontwerp is een cilinder, elliptisch of rond van doorsnede. U zult het ermee eens zijn dat dit heel acceptabel is voor huishoudelijke omstandigheden, maar lange tijd is het uiterlijk van de cilindrische koelkast beperkt geweest door het conservatieve ontwerp van onze keukens waar alles onderworpen is aan rechte lijnen. Daarom werden en worden modellen van de meest energieverliezende vorm van een rechthoekig parallellepipedum van gelijke grootte in twee richtingen gerepliceerd.

“Lazy Susan” is op weg naar de massa

En zo verschenen, na nog geen honderd jaar nadenken over deze truc, cilindrische koelkasten op de massamarkt! Tegenwoordig worden ze bijvoorbeeld gemaakt door het Amerikaanse bedrijf Equator.

Met 68 in. hoog 170 cm en 30 in. diameter 75 cm , met de deur wijd open, meet hij 39 in. of 97,5 cm. Dit model heeft een nuttig volume van het koelgedeelte van 242,3 l en een volume van het vriesgedeelte van 83,1 l. Onopvallend! De koelkast heeft een traditionele rechthoekige vorm met een inhoud van 186x60x60 cm.

Cilindrische koelkasten zijn niet alleen zuiniger in termen van energieverbruik, maar ook lichter en goedkoper ze hebben minder materiaal nodig . Het cilindrische lichaam is technologisch geavanceerder en minder duur dan een rechthoekig lichaam.

Het vriesvak in dit model is onderaan gemonteerd en heeft een aparte compressor. Snelvriesmodus produceert ijsblokjes in minder dan een uur.

De cilindrische koelkast heeft “Lazy Susan” glazen leggers die draaibaar zijn en uitschuiven. Een naam die elke Amerikaanse salonganger kent. Daar wordt de naam gegeven aan het draaiende apparaat dat de trage bordenautomaat vervangt.

De cilindrische koelkastplateaus zijn draaibaar voor gemakkelijke toegang tot de levensmiddelen die u nodig hebt, en het geharde glas waarvan ze zijn gemaakt biedt een duidelijk zicht op alles in de koelkast.

Het concept van een bio-vriezer

De ongewone vriezer werkt totaal anders dan conventionele modellen – hij is vier keer kleiner dan een conventionele vriezer en koelt met behulp van biopolymeergel. De geurloze, niet klevende gel omhult het voedsel alsof het is ingekapseld in plaats van de gebruikelijke schapruimte.

Vier keer kleiner dan normaal, het wordt gekoeld door een biopolymeer gel. In plaats van rekken, omhult de geurloze, niet klevende gel het voedsel alsof het wordt ingekapseld.

Geen deuren, geen schappen en geen motor: tot 90% van het koelkastcompartiment kan worden gebruikt voor het bewaren van voedsel. Daarbij behoudt het voedsel zijn natuurlijke smaak en aroma. Geen voedsel droogt uit omdat er geen convectie is.

Het werkingsprincipe van de biovriezer: omzetting van onzichtbare infrarode straling in zichtbaar licht. Het koelt af door warmte-energie te absorberen en zendt deze uit in een ander golflengtegebied. Hetzelfde principe geldt ook voor de bekleding van de Space Shuttle.

Geen energieverslindend koelproces. De producten zijn ondergedompeld in gel. Sterke oppervlaktespanning creëert een aparte pod voor elk product. De vorm van de koelkast kan variëren afhankelijk van de vulling. Hoe meer voedsel het bevat, hoe meer ruimte het inneemt. Het bruikbare volume kan tot 300% worden vergroot.

Kan zowel horizontaal als verticaal en zelfs aan het plafond worden geïnstalleerd. De verstelbare afmetingen maken hem aanpasbaar aan elke woning. Ze hebben ook een ruimtebesparende deur, hoeven het interieur niet te reinigen en verbruiken vooral minder elektriciteit. Een biokoelkast vergt een fractie van de ruimte van zijn voorganger. De term “koelkast” zelf is niet langer geschikt – het is meer een gekoeld bad.

Het afkoelingsproces gaat gepaard met een gloeiende gel die luminescentie wordt genoemd. Een spannende entertainmentshow als huishoudelijk apparaat.

Samenvatting:

– Er is geen energie nodig om het voedsel te koelen;

– Ontwerpkenmerk – 4 keer kleiner dan een conventionele koelkast, hij verandert van vorm afhankelijk van de lading;

– Door het ontbreken van planken en deuren kan hij zowel verticaal als horizontaal worden geplaatst;

– De gel plakt niet en is geurloos;

– Grotere opslagdichtheid, het volume wordt zo efficiënt mogelijk gebruikt;

– Eten altijd in het zicht en gemakkelijk bereikbaar;

– Volledig stille werking, geen bewegende delen.