Hieronder verstaat men het kunstmatig onttrekken van warmte aan lichamen om ze daardoor beter voor hun doel geschikt te maken of te houden. Voor de vsch. methoden, die in gebruik zijn, om de afkoeling te verkrijgen, zie → Liquefactie. In de techniek zijn vnl. van belang de methode van de koudmakende mengsels en de afkoeling door verdamping.
De expansiemethode is alleen in gebruik in de koudeluchtmachine, die echter zeer oneconomisch is, en daar, waar in de techniek vloeibare lucht (kunstmestfabricage, zuurstof zuivering) noodig is. Verder is deze methode, evenals de demagnetisatie, tot nog toe slechts voor wetensch. doeleinden in gebruik.1° De methode der koudmakende mengsels.
Wanneer de oplossingswarmte van een zout negatief is, dan zal als geen warmte van buiten wordt toegevoerd, door het oplossen de temp. dalen. De bereikbare temperatuursdaling hangt af van de mengverhouding der componenten en is het grootst bij de zgn. eutectische samenstelling. Nog grooter is de afkoeling, als men in plaats van de vloeistof kan nemen de vaste stof, daar dan de smeltingswarmte hiervan ook nog medewerkt. Mengt men bijv. twee deelen geschaafd ijs of sneeuw met een deel keukenzout, dan ontstaat pekel van —20° C., daar de benoodigde smeltwarmte aan de oplossing zelf onttrokken wordt. Hierop berust de volgende eenvoudige methode om een lage temp. te bereiken: Men laat koolzuur uit een cylinder stroomen, terwijl men een doek voor de opening houdt. Door de expansie koelt het koolzuur af en vormt koolzuursneeuw van —79° C. Mengt men dit nu met aethylalcohol, dan krijgt het mengsel een temp. van -100° C.
2° De verdampingsmethode.
Als een vloeistof snel verdampt, koelt deze af. Hierop berusten de meeste koelmachines, zoowel die voor industrieele doeleinden als ook die voor huishoudelijk gebruik. Hoewel er dus geen principieel verschil tusschen beide groepen bestaat, is de practische uitvoering nogal verschillend, daar bij de eerste groep vnl. gelet wordt op economie en bij de tweede groep op eenvoudige bediening, compacten vorm, veiligheid en geruischlooze werking. Er kunnen twee verschillende typen onderscheiden worden.
a) Compressiemachines. Met behulp van een pomp wordt een damp samengeperst (compressor). De daardoor ontstane warmte wordt door luchtkoeling met een ventilator of door koelwater af gevoerd, waardoor de damp condenseert (condensor). Vervolgens laat men via een ventiel de vloeistof snel verdampen (verdamper), waardoor deze afkoelt en nu voor zijn doel bruikbaar is. Ten slotte wordt de damp naar den compressor teruggevoerd. In de huishoudkoelkast bevindt zich de machine meestal onderin, terwijl de koude vloeistof in buizen langs het plafond stroomt. Om de koude snel aan de lucht in de kast te kunnen mededeelen, zijn de buizen van koelribben voorzien. Ze zijn bovenin geplaatst, omdat de koude lucht naar beneden valt. In de grootere machines gebruikt men ammoniak, of, zooals op schepen, waar het sterk op reukloosheid aankomt, kooldioxyde. Voor huishoudkoelkasten zijn de hiervoor benoodigde drukken te hoog en gebruikt men bijv. zwaveldioxyde of chloormethyl. Ze hebben voor particulier gebruik het nadeel, dat ze veel bewegende deelen hebben en dus zorg vereischen. Voor industriedoeleinden is dit geen bezwaar, terwijl de methode wel economisch is. De eerste machine met ammoniak is van Linde (1874), de eerste met zwaveldioxyde van Pictet (1876).
b) Absorptiemachines. De werking van deze machines, uitgevonden door Carré (1862), berust op het volgende principe. Als een vloeistof verzadigd is met een damp, bijv. ammoniak, dan zal door verwarmen deze eruitgedreven worden. Deze damp komt dan onder hoogen druk en evenals in de compressiemachine kan men nu door koelen de ammoniak vloeibaar maken, expandeeren, enz. De gebruikte damp wordt ten slotte weer door een vloeistof geabsorbeerd en met een pompje naar het beginpunt teruggevoerd. Men heeft bij huishoudkoelkasten dit pompje nog weten te vermijden door de ammoniakoplossing beurtelings te verwarmen, waardoor de damp wordt uitgedrevenen af te koelen, waardoor de afgewerkte dampen weer worden opgenomen. De machine heeft dan geen bewegende onderdeelen meer, echter ten koste van het continu-bedrijf. Beide voordeelen zijn vereenigd in de Electrolux-koelkast volgens een idee van Goppert (1899): door het toevoegen van een indifferent gas (waterstof) aan de ammoniak is men erin geslaagd, een zoodanige drukverdeeling te verkrijgen, dat het pompje kon vervallen. Ammoniak is bij de absorptiemethode de meest gebruikte stof. Men heeft ook nog wel absorptiemachines, waarbij men i.p.v. een vloeistof een vaste stof, bijv. actieve kool, als absorbeerende stof gebruikt. Ten slotte bevindt zich in de huishoudkoelkasten nog een thermostaat, die automatisch de temp. in de kast constant houdt. Om gebruik te kunnen maken van den goedkoopen nachtstroom gebruikt men nog de zgn. koude-accumulatoren, waarin de dan verkregen koude vloeistof zoolang bewaard blijft.
Toepassingen. Op groote schaal wordt de koude gebruikt voor het maken van ijs. Men plaatst daartoe conisch toeloopende bakken met water in een gekoelde pekeloplossing. Als het water bevroren is, worden de bakken even verwarmd, waardoor de staven ijs loslaten. Men verkrijgt mat ijs van gewoon water met veel lucht; schud- of klaar ijs met matte kern, als door schudden de lucht kan ontsnappen en de zouten zich in de kern verzamelen; gewoon kristalijs met zeer dunne matte kern uit koud, op bijz. wijze ontlucht water; en ten slotte kristalijs uit gedistilleerd, ontlucht water. Dit bevat geheel geen kern meer. In het algemeen is het verschil tusschen de diverse soorten niet van groot belang.
Voor wetensch. doeleinden (nulpuntsbepalingen) moet men gedistilleerd, met lucht verzadigd ijs gebruiken. I. p. v. gewoon ijs gebruikt men tegenw. steeds meer het zgn. droge ijs, d.w.z. samengeperste koolzuursneeuw. Dit smelt niet, doch verdampt (sublimeert). Men heeft dus geen last van smeltwater, kan veel lager koelen, snel bevriezen, wat soms voordeel oplevert, terwijl het nuttig effect per kg grooter is dan van ijs.
De k. vindt ook uitgebreide toepassing voor het maken van koelruimten, d.w.z. geïsoleerde, door sluizen toegankelijke ruimten. Men koelt deze ofwel direct, door de koelvloeistof door buizen langs de zoldering te leiden, ofwel indirect door eerst bijv. pekel met de koelvloeistof te koelen en dan naar de koelruimte te leiden. Dit systeem heeft boven het direct systeem het voordeel, dat de koelmachines afzonderlijk kunnen worden opgesteld, de lange koelleidingen niet op hoogen druk behoeven te zijn en pekel ongevaarlijk is. Men voert ook wel gekoelde lucht in de koelruimte. Behalve koelhuizen heeft men tegenwoordig ook koelwagons, koelschepen, enz. Behalve levensmiddelen koelt men ook bont enz., om het motvrij te houden.
Een toepassing met veel toekomst is het maken van kunstijsbanen (het eerst in New York, 1879). De overdekte zijn meestal niet rendabel, de openluchtijsbanen, die alleen in den winter gebruikt worden, winnen steeds meer veld. Het systeem van een ijzeren bodem, waaronder de koelhuizen, is verouderd. Men legt nu meestal een buizensysteem in gewapend beton. Men gebruikt pekel van —10° C, het ijs is dan ongeveer —5° C en aan den bovenkant ongeveer 0°C. Ten slotte vindt de k. nog vele toepassingen in de chemische industrie, bij het bevriezen van grond, enz.
Organisatie. De hoofdorganisatie is het „Institut International du Froid” te Parijs. Iedere twee maanden verschijnt een bulletin met alle nieuws op wetensch. en techn. gebied. Iedere vier jaren is er een congres, in 1936 in Den Haag gehouden. In Ned. heeft men de „Ned. Ver. voor Koeltechniek” met het orgaan „Koeltechniek”.
Lit.: Pohlmann, Taschenb. f. Kaltetechniker (Hamburg 1935); R. Plank, Haushalt-Kaltemaschinen ; Imelman, Koel- en vriesbedrijf (1929); id., Koel-, vries- en ijsinstallaties (1931); Wallis-Tayler, Industrial Refrigeration, Cold Storage and Ice-Making (1929).
J. v. Santen.