Die Aufgabe einer Kälteanlage ist die Abkühlung von Stoffen und Produkten, z.B. um Lebensmittel vor dem Verderben zu schützen. Kühlung kann als Prozess beschrieben werden, bei dem der Umgebung Wärme entzogen wird.
Eine weit verbreitete Kälteanlage ist die sogenannte Kompressionskälteanlage. In dieser Anlage fließt Kältemittel durch vier Hauptelemente: Verdichter, Verflüssiger, Expansionselement und Verdampfer. In der Kälteanlage wird ausgenutzt, dass das Kältemittel bei niedrigem Druck eine niedrige Siedetemperatur hat. Deshalb findet die Verdampfung auf der Niederdruckseite statt. Bei der Verdampfung des Kältemittels wird der Umgebung Wärme entzogen, sie wird gekühlt. Die Verflüssigung erfolgt auf der Hochdruckseite nach dem Verdampfer. Dabei wird Wärme an die Umgebung abgegeben. Wenn nicht der Kühleffekt, sondern die abgegebene Wärme genutzt wird, spricht man von einer Wärmepumpe.
Der Aufbau von ET 101 stellt eine einfache Kompressionskälteanlage dar. Verdampfer und Verflüssiger sind als Rohrschlange ausgeführt, die jeweils in einen mit Wasser gefüllten Behälter eintauchen. Das Wasser simuliert die Umgebung. Als Expansionselement dient ein thermostatisches Expansionsventil. Zwei Manometer zeigen die beiden Systemdrücke auf der Hoch- und Niederdruckseite an. Auf einer zusätzlichen Skala am Manometer wird die Verdampfungstemperatur des Kältemittels angezeigt. Zwei Thermometer messen die Temperatur des Wassers in den Behältern. Damit kann berechnet werden, welche Wärmemenge der Umgebung entzogen (Verdampfer – kaltes Wasser) und zugeführt wird (Verflüssiger – warmes Wasser). Ein Schauglas zeigt den Aggregatzustand des Kältemittels vor dem Expansionsventil an.
