Cool bleiben
Im Dezember 2009 musste Christine Stevens aus Avondale, Arizona, elf Tage in ihrem Auto verbringen. Die Behörden hatten ihr Haus für unbewohnbar erklärt, weil Stevens keinen Kühlschrank besaß, mit dem nach den örtlichen Bauvorschriften jedes Haus in Avondale ausgestattet sein musste. Und mit einer Klimaanlage.
Ohne Kühlschrank zu leben ist in den meisten Ländern kein Vergehen, doch Stevens ist Teil einer winzigen Minderheit: 99,5 Prozent der Amerikaner besitzen einen Kühlschrank. Vor kurzem hat eine Umfrage ergeben, dass sich die Amerikaner von allen Haushaltsgeräten am schwersten von ihrem Kühlschrank trennen würden.
Das gilt natürlich nicht nur für die Amerikaner. Der Kühlschrank steht für einen bemerkenswerten Wandel unserer Lebensweise.
Der erste seriengefertigte Kühlschrank kam erst 1918 auf den Markt; die Gerätekategorie ist also noch kein Jahrhundert alt. Heute gibt es auf der Welt schätzungsweise etwa 500 Millionen Kühlschränke, und jedesJahr werden ungefähr 60 Millionen produziert. Anscheinend will niemand auf Kühlung verzichten. Das Bedürfnis danach ist natürlich nicht neu; der Mensch kühlt schon seit tausenden von Jahren. Das erste nachgewiesene Eishaus wurde im Iran etwa um 1700 v. Chr. gebaut. In Eishäusern lagerte man vor der Erfindung der Kühltechnik während des ganzen Jahres Eis. Üblicherweise handelte es sich um unterirdische Kammern, die in der Nähe von natürlichen Wintereisreservoiren wie Süßwasserseen errichtet wurden. Im Winter brachte man Eis und Schnee in das mit einer Isolierung – etwa Stroh – gefüllte Eishaus. Es blieb viele Monate lang gefroren, oft bis zum nächsten Winter, und konnte in den Sommermonaten als Eisreservoir genutzt werden. Das Eis diente den gleichen Zwecken wie unsere heutigen Kühl- und Gefrierschränke – der Lagerung verderblicher Lebensmittel, der Kühlung von Getränken oder der Herstellung von Speiseeis.
Im 19. Jahrhundert verdiente der amerikanische Unternehmer Frederic Tudor ein Vermögen, indem er Eis, das er im Winter von Massachusetts aus Teichen geschnitten hatte, an Kunden in der Karibik verkaufte. 1833 verschiffte er schließlich Eis ins etwa 26.000 Kilometer (16.000 Meilen) von Boston entfernte Kalkutta nach Indien, was damals vier Monate dauerte. Eiskästen waren im 19. Jahrhundert als Vorläufer des Kühlschranks bei den einigermaßen Wohlhabenden gebräuchlich, um Lebensmittel für zwei bis drei Tage frisch zu halten. Allerdings musste man regelmäßig frische Eisblöcke kaufen.
Kühltechnik setzt sich durch
Die ersten Experimente mit künstlicher Kälteerzeugung hatten in den 1750er Jahren stattgefunden, und in den 1850ern war eine kleine Zahl einfacher Systeme in Betrieb. Als schließlich leistungsfähige elektrische Kühlschränke erhältlich waren, wurden sie schnell populär. Im Jahr 1920 stand in etwa 75.000 amerikanischen Wohnhäusern ein Kühlschrank. Doch zwischen 1921 und 1935 stieg die Jahresproduktion von 5.000 auf 1.700.000 Geräte. 1937 besaß fast jeder zweite Amerikaner eines. In Europa dauerte es etwas länger. In den 1930ern besaßen nur wohlhabende Familien Kühlschränke; erst nach dem zweiten Weltkrieg setzten sie sich stärker durch. Noch im Jahr 1958 verfügten nur zehn Prozent der französischen und zwölf Prozent der britischen Haushalte über einen Kühlschrank. In Spanien, der Sowjetunion und Japan waren es gar nur zwei Prozent. Die europäische Ausnahme bildete Schweden, die Heimat von Electrolux: Dort unterstützte zum Ende der 1950er Jahre etwas mehr als die Hälfte der Familien die nationale Marke. Die Auswirkungen der Kältetechnik auf unser Alltagsleben waren enorm. Sie hat unsere Nahrung ebenso radikal verändert wie die Art und Weise, wie wir sie kaufen und die Orte, an denen wir sie kaufen.
Als im Jahr 1882 eine Kompressionskühlanlage in ein neuseeländisches Schiff eingebaut wurde, führte das zu einem Boom in der Fleisch- und Milchindustrie von Ländern wie Australien, Argentinien und Brasilien. In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts konnte etwa Großbritannien einen ähnlich großen Anteil seiner Lebensmittel importieren wie heute. Dennoch mussten frische Lebensmittel vor dem verbreiteten Einsatz von Kühlgeräten im Privatbereich noch immer jeden Tag gekauft und verbraucht werden – auch wenn sie schon um die halbe Welt gereist waren. Fleisch kaufte man täglich beim Metzger, und der Milchmann drehte jeden Morgen seine Runde.
Seit Frederick McKinley Jones vor 75 Jahren ein tragbares Kühlgerät für den LKW erfunden hatte, ist es möglich, verderbliche Nahrungsmittel zu jeder Jahreszeit über große Entfernungen zu transportieren. Infolgedessen veränderten Länder wie Spanien und Holland ihre Agrarwirtschaft, indem sie frische Produkte quer durch Europa schickten. Heute erwarten wir, dass wir im Supermarkt jederzeit Meeresfrüchte aus Asien und frisches Obst und Gemüse aus Südamerika oder Afrika kaufen können. Schon das Konzept des Supermarkts, in dem eine Familie bei einem Besuch Lebensmittel für eine ganze Woche kaufen kann, funktioniert nur mit Kühlung und einer kalten Lieferkette. Das Ergebnis: Wir ernähren uns besser.
Beim Einfrieren wird der Wassergehalt der Lebensmittel in Eiskristalle umgewandelt. Dies verringert die Wassermenge, die den lebensmittelverderbenden Mikroorganismen wie etwa Bakterien zur Verfügung steht, und aufgrund der niedrigen Temperaturen können sie sich weniger schnell vermehren. Der Vitamingehalt gefrorener Lebensmittel ist oft höher als der von frischer Nahrung – beim Transport vom Bauernhof auf den Teller hatten sie keine Zeit, schlecht zu werden. Oder vom Meer auf den Teller. Die Qualität von Fisch verschlechtert sich unmittelbar nach dem Fang. Friert man ihn so schnell wie möglich ein, bleibt er frisch. Der gefrorene Fisch in unseren Supermärkten wird größtenteils an Bord des Fangschiffes auf hoher See oder nur wenige Stunden nach dem Fang im Hafen eingefroren. Paradoxerweise kann daher gefrorener Fisch frischer sein als frischer Fisch.
Das Einfrieren trägt auch dazu bei, dass wir weniger Nahrung verschwenden. Im November 2009 schätzte eine britische Behörde, die für die Reduzierung von Abfall zuständig ist, dass etwa ein Drittel aller in Großbritannien gekaufter Lebensmittel weggeworfen wird – etwa 6,7 Millionen Tonnen. Das ist nicht nur eine erschreckende Verschwendung der zur Nahrungsproduktion eingesetzten Ressourcen; jede Tonne Lebensmittelabfall wird auch für 4,5 Tonnen CO2 verantwortlich gemacht. Die enorm gestiegene Vielfalt an Milchprodukten hängt wie das Entstehen ganz neuer Industriesparten – etwa frische Fruchtsäfte und Smoothies – vollständig davon ab, dass sie durch Kühlung vor dem Verderben bewahrt werden können. Während die Kühltechnik unsere Nahrung und Lebensweise radikal verändert hat, waren ihre Auswirkungen darauf, wo wir leben und was wir tun fast ebenso tiefgreifend.
Klimaregelung
Seit tausenden von Jahren versucht die Menschheit, kühl zu bleiben. Der Schutz vor den Extremen des Sommers hat die Architektur vieler Zivilisationen beeinflusst. Gebäude hatten hohe Decken sowie tiefe, schattige Vorbauten und Arkaden. Fenster wurden so platziert, dass sie möglichst viel Querlüftung erlaubten. Mindestens seit dem 2. Vorchristlichen Jahrhundert dienten Handfächer in China dem persönlichen Komfort. Im 15. Jahrhundert entwarf und baute Leonardo da Vinci einen mechanischen Ventilator. In Britisch Indien sorgten große Pendelfächer namens Punkah dafür, dass sich die Ladies und Gentlemen des Raj wohlfühlten. Als sich ihre Lage ebenso wie die ihrer französischen Kollegen in Südostasien allzu sehr eintrübte, verlegten die Kolonialherren ihren Standort von der Ebene in die Berge, etwa nach Darjeeling im Himalaya, wo die Höhe für ein kühleres Klima sorgte.
Die extreme Hitze führte dazu, dass viele Gebiete des Südwestens der USA bis ins 20. Jahrhundert nur dünn besiedelt waren. Doch seit es die Klimaanlage gibt, verzeichnen die einstigen Wüstenstaaten Arizona, Nevada, New Mexico und Texas landesweit das schnellste Bevölkerungswachstum. Etwa 98 Prozent der Privathäuser in den Südstaaten werden heute mit Klimaanlage gebaut. Mit der Klimaanlage regulieren und steuern wir unsere physische Umgebung. Die Menschen fühlen sich besser – und arbeiten besser –, wenn sich ihre Umgebungstemperatur innerhalb ihrer Komfortzone befindet. Für eine bekleidete Person sind das im Sommer etwa 20-24°C. Oberhalb dieses Bereichs fühlen sich die meisten Menschen unbehaglich.
Dank der Klimatisierung können Architekten bei der Planung von Büros Fenster und natürliche Lüftung außer Acht lassen, wenn es darum geht, eine angenehme Arbeitsumgebung zu entwerfen. So sind sie in der Lage, Gebäude mit großzügigen Fensterflächen von der Straßenebene bis in die höchsten Obergeschosse zu schaffen. Bürogebäude lassen sich heute mit großen Grundflächen bauen; Arbeitsplätze und Mitarbeiter können viele Meter von einer Außenwand entfernt platziert werden.
Die Klimatisierung wurde jedoch nicht für den persönlichen Komfort entwickelt, sondern zur Optimierung von Herstellungsprozessen. Die erste moderne Klimaanlage verbesserte und regulierte im Jahr 1902 die Prozesssteuerung einer Druckerei. Schon bald hielt sie in anderen Branchen Einzug, z.B. in der Produktion von photographischen Filmen und in der Tabakverarbeitung. Die Steuerung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit ist noch heute für einige der wichtigsten Herstellungsprozesse von entscheidender Bedeutung, etwa für die Produktion von Mikrochips und Medikamenten. Im Krankenhaus erfordert eine Operation am offenen Herzen kontrolliert niedrige Temperaturen, während Geburtsstationen kontinuierliche Wärme benötigen. Und wo wären wir ohne Klimasteuerung in Rechenzentren, die indirekt viele Bereiche unseres Alltags beeinflussen?
Eines ist sicher: Die Menschen werden es auch weiterhin kühl haben wollen, und der steigende Wohlstand in Ländern wie China, Indien und Brasilien wird eine weitere Ausweitung des Marktes für Kühl- und Klimatechnik nach sich ziehen. Doch jeder Gerätehersteller muss dafür sorgen, dass kurzfristige Kühlung keine langfristige Erderwärmung verursacht. So ist Energieeffizienz heute ein zentrales Entwicklungskriterium für viele der bei GEA produzierten Maschinen und Geräte.
GEA lässt den Energiebedarf auf einfallsreiche Art und Weise sinken: Die von Klimaanlagen erzeugte Wärme kann im selben Gebäude für die Heizung verwendet werden. Diese Methode berücksichtigt den Umstand, dass in vielen Gebäuden Heizung und Kühlung gleichzeitig erforderlich sind und sich die Anforderungen an die Klimatisierung widersprechen. So bleiben in einem Supermarkt Milchprodukte, Fleisch und Gemüse länger frisch, wenn sie gekühlt werden, doch der Rest des Geschäfts benötigt eine normale Umgebungstemperatur. Tankstellen kühlen im Sommer ihre Ladenräume, doch für die Autowäsche brauchen sie heißes Wasser. Und in Bürogebäuden, Krankenhäusern oder Universitäten wird ebenso wie in Datenverarbeitungs- und Kommunikationszentren auch an kalten Tagen gekühlte Luft benötigt.
Deshalb hat GEA ein Gerät entwickelt, das eine Wärmepumpe mit einem Kühlapparat kombiniert und damit gleichzeitiges Heizen und Kühlen ermöglicht. Diese einfache, aber effektive Lösung ist dann besonders energieeffizient, wenn sich Kühl- und Heizbedarf die Waage halten – was in den gemäßigten Breiten zumeist in einem Drittel des Jahres der Fall ist. Ein Ort kann also gleichzeitig warm und kalt genug sein – das hat sich die Menschheit immer gewünscht.
Weitere Informationen:
- Wie Kältetechnik funktioniert
- Kältetechnik bei GEA