Funktionsweise eines Kühlregales
Das unsichtbare Schutzschild: Funktion und Luftführung in modernen Lebensmittelkühlregalen
Ein offenes Wandkühlregal im Supermarkt steht vor einer thermodynamischen Herausforderung: Es muss verderbliche Lebensmittel konstant in einem kritischen Temperaturbereich (oft zwischen +2°C und +7°C) halten, während es gleichzeitig nach vorne hin vollständig geöffnet ist, um dem Kunden barrierefreien Zugriff zu ermöglichen.
Im Gegensatz zu einem geschlossenen Kühlschrank, der die Kälte durch Isolierung im Inneren hält, basiert das offene Kühlregal auf einem dynamischen System der erzwungenen Konvektion. Das Geheimnis liegt nicht im "Halten" der Kälte, sondern im ständigen, kontrollierten "Bewegen" kalter Luft.
Dieses System steht und fällt mit der Präzision der Luftführung, insbesondere mit der Erzeugung eines stabilen Luftschleiers an der Gebäudefront.
Das Grundprinzip: Der interne Kältekreislauf
Das Herzstück des Kühlmöbels ist der interne Luftkreislauf. Dieser Prozess ist ein ständiger Loop, der sicherstellt, dass Wärme, die durch die Ware oder die Umgebung eingetragen wird, kontinuierlich abgeführt wird.
Ansaugen (Rückluft): Im unteren Frontbereich des Regals, unterhalb der untersten Warenauslage, befindet sich das Rückluftgitter. Hier saugen leistungsstarke Ventilatoren die "verbrauchte", leicht erwärmte Luft aus dem Innenraum des Möbels sowie den abfallenden Luftschleier an.
Abkühlung (Verdampfer): Die angesaugte Luft wird durch die Rückwand des Möbels über einen Wärmetauscher, den sogenannten Verdampfer, geführt. In diesem Verdampfer zirkuliert ein Kältemittel, das verdampft und dabei der vorbeiströmenden Luft massiv Wärmeenergie entzieht. Die Luft kühlt auf Temperaturen deutlich unter dem Gefrierpunkt ab.
Verteilung (Druckkammer): Die nun eiskalte Luft wird hinter der doppelten Rückwand des Regals nach oben gedrückt. Diese Rückwand fungiert als Druckkammer. Über Perforationen in der Rückwand strömt ein Teil der Kaltluft direkt auf die einzelnen Regaleböden, um die Ware direkt zu umspülen (Stützstrahl).
Der Hauptstrom (Kopfbereich): Der größte Teil der kalten Luft wird jedoch bis ganz nach oben in den Kopfbereich (den "Himmel") des Kühlregals geleitet, um von dort aus den entscheidenden Luftschleier zu bilden.
Die kritische Zone: Die Entstehung des Luftschleiers
An der oberen Vorderkante des Kühlregals muss die kalte Luft austreten und wie ein unsichtbarer Wasserfall senkrecht nach unten fallen, um die offene Front zu versiegeln.
Das Problem der Turbulenz:Die Luft, die von den Ventilatoren durch den engen Rückwandkanal nach oben gepresst wurde, ist extrem turbulent. Sie ist voller Wirbel und chaotischer Strömungen. Würde man diese Luft einfach durch einen einfachen Schlitz ausblasen, würde sie sofort verwirbeln. Dieser turbulente Strahl würde sich sofort mit der warmen Umgebungsluft des Supermarktes vermischen. Der "Schutzschild" würde brechen, warme Luft würde ins Regal eindringen und die Kühlkette unterbrechen.
Die Lösung: Die Ausblaswabe (Strömungsgleichrichter)
Hier kommt die wichtigste Komponente der Luftführung ins Spiel: Die Ausblaswabe, technisch oft als Strömungsgleichrichter bezeichnet.
Sie befindet sich direkt am Luftaustritt im Kopfbereich des Möbels. Sie besteht meist aus hochwertigem Kunststoff (z.B. Polycarbonat) und erinnert optisch an Bienenwaben – eine Struktur aus hunderten kleinen, parallel angeordneten, sechseckigen oder runden Röhrchen.
Die technische Funktion der Ausblaswaben
Die Ausblaswabe hat eine einzige, aber entscheidende Aufgabe: Sie muss das Chaos ordnen.
Gleichrichtung der Strömung: Wenn die turbulente Kaltluft auf die Wabenstruktur trifft, wird sie gezwungen, durch die vielen kleinen Röhrchen zu strömen. Die Seitenwände dieser Röhrchen "kämmen" die Luftverwirbelungen aus. Querströmungen werden eliminiert.
Erzeugung einer laminaren Strömung: Am Austritt der Wabe hat sich die turbulente Strömung in eine sogenannte laminare Strömung verwandelt. Das bedeutet, dass die Luftteilchen sich parallel zueinander in Schichten bewegen, ohne sich zu durchmischen.
Bildung des stabilen Luftschleiers: Dieser laminare, beruhigte Luftstrom tritt aus der Wabe aus und fällt aufgrund seiner höheren Dichte (kalte Luft ist schwerer als warme) stabil nach unten. Er bildet eine "unsichtbare Glastür" vor der Ware.
Der Doppeleffekt des Luftschleiers:Dieser durch die Waben perfektionierte Luftvorhang hat eine Doppelfunktion:
Kälterückhalt: Er hält die im Regal zirkulierende Kaltluft im Inneren.
Wärmeabweisung (Infiltration): Er verhindert physikalisch, dass warme, feuchte Umgebungsluft aus dem Supermarkt in das Regal eindringen kann (Infiltration).
