Projekt "Überkühl" - ❄ Gefrierschrank mit ☀ Sonnenstrom aufladen, mit 🔋 Salzwasser"kälte"speicher puffern

[lichtquant]

Salz/Wasser
Endlich Kurven die mir gefallen:

1 Blaue Kurve:
210g/l Salzmischung 1l
Oberstes Fach

2 Orange Kurve:
Mittlere Schublade
(210g/l x 2l und 240g/l x1l)

3 Rote Kurve:
Unterste Schublade am Schokoeis
(Im Boden auch 210g/l obendrauf 240g/l)

Da allein die Kühlleistung in den verschiedenen Schubladen verschieden ausfällt, kommt es zu sehr unterschiedlichen Temperaturen.

Auch die WärmeIsolierung ist ganz oben und ganz unten am schlechtesten.

In der "mittleren" (2. Schublade 2. Sensor) ist die Temperatur am niedrigsten.

[lichtquant]

Geplanter Logg:

@lichtquant

3- Alkohol Wasser

140g:320g
30%ig nach Gewicht?

@lichtquant

Und dann noch mit Allohol? * hicks *

In der 2. von 4 Schubladen, da gute Kühlleistung in der Mitte.

In der 2. Schublade befinden sich auch Salzlösungen.
Am Schubladenboden 2l 210g/l und auf dem Kühlgut 1l 240g/l, welche die Messungen beeinflussen können. Sie sind jedoch nicht im direktem Kontakt mit den Sensoren.

Sensor 1 umwickelt vom TestBeutel
Sensor 2 neben dem Beutel (in gleicher Schublade)

Sensor 3 beim Vanilleeis (in 4. Schublade)

Erstes Ergebnis:
Ich bin mit den Kurven nicht ganz glücklich. Ob da Sensoren bewegt worden beim Schublade öffnen.

Leider konnte ich die Messung am Folgetag nicht reproduzieren.
Wahrscheinlich, da die Alkohol-lösung nicht auftaute (-16 Grad).

Ich werde es rausnehmen und auftauen,
zu 35% nach Gewicht aufmischen und morgen wieder einfrieren lassen.

Geplanter Logg für morgen:
Ca 160g zu 320g (Alkohol : Wasser)
Ca 33%

Vergällter Alkohol in Form von Spiritus (Ethanol)

Ergebnis:

Plateau bei -21 Grad

Bei den nächsten waren Sensoren 1. und 2. vertauscht!
Korrigiert

Andere Kurven

1. Alkohol 33% nach gewicht, 480g gesamt (Fühler etwas rausgerutscht)Oberste Schublade
2. Salzwasserlösung 210g/l oberste Schublade
3. Unterm NougatEis, untere Schublade

Letzte Runde: Reproduzierbar (Zumindest ähnlich. Sensor war verrutscht, jetzt besser im inneren)

Fazit:
Einfrieren:
Testflüssigkeit ging bei ca -20,6 Grad sprunghaft in Phasenwandel. Plateau bei ca -18 Grad.

[lichtquant]

! Bei den beiden vorigen Messungen (voriges Post) waren Sensoren 1. und 2. vertauscht!
Hab es korrigiert.

Jetzt wird Frostschutz eingefroren

150g:320g Frostschutzmittel:Wasser (Gewicht)

Ca 32%ig

@lichtquant

5- Ethandiol/Ethanol Gemisch und Wasser
(Scheibenfrostschutz)

Ethandiol=Ethylglykol
(Ethylenglycol – Wikipedia

(4. Isoprop kommt später, der Geruch ist mir im Moment zu heftig)

Wo:

1. Schublade die sich mit am schnellsten erwärmt. Sensor eingewickelt in Beutel der die Flüssigkeit enthält.

Wer:

1. Salzlösung 210g/l
2. Ethylglykolwasser (32%, Gewicht)
3. Kontrolle Lebensmittel unterste Schublade Nougateis

Erstes Einfrieren:
Ethylglykolwasser (32%, Gewicht)
scheint bei -19° den Phasenübergang zu starten.
Ca -18,6 Grad das Plateau.

Werde noch abwarten ob reproduzierbar.

Stimmt was noch nicht.
temperatur an der Testlösung geht zu schnell hoch.
Sensor wieder verrutscht

Abends nochmal "An"

Ich muss mal Sicherstellen, das die Sensoren an Ort und Stelle bleiben....

Tage Später:

Sensoren an Testlösungen fixiert,
1 Salzwasserlösung 210g/l in zweiter Schublade
2 Ethylglykolwasser (32%, Gewicht) auch in zweiter Schublade
3 Salzwasserlösung 210g/l 2l am Boden von dritter Schublade

Irgendwie schwierig wenn die Salzlösung im Boden der Schublade schon den Temperaturverlauf bestimmt.

Vielleicht gibt es noch mal neue Einfriertests mit Alkoholwasser und Ethylglykolwasser ohne Salzlösung in der gleichen Schublade...

[tageloehner]

Geniales Projekt. Was noch fehlt: irgendwas mit Phasenübergang bei +4 .. +8°C fürn Kühlschrank

[hopfen]

Mir fehlt was wirklich erschwingliches mit Phasenübergang im Hochtemperatur Bereich, 40 bis 60 Grad das mit WP aufgepumpt wird.
Angeblich soll auch Schokolade helfen

[lichtquant]

Hmmmm, Scho ko la de...

Now we are Talking!

"Frisch" eingefroren (vorher rausgenommen) sieht es doch ganz richtig aus:

Wer:
1 Salzwasserlösung 210g/l
2 Alkohol Wasser 33% (gewicht)
3 Ethanol/Ethandiol Wasser 32% (gewicht) (Das Frostschutzmittel)

Wo:
2. Schublade von oben.
Ohne andere Salzwasser"kälte"speicher.
Wenig Nahrungsmittel

Was ist passiert:

(Sprunghaftes kristallisieren bei X Grad , Plateau bei Y Grad)

1 Salzwasserlösung 210g/l
-18,3 Grad, -17,6 Grad

2 Alkohol Wasser 33% (gewicht)
Nicht Sprunghaft , Plateau bei -17,38Grad

3 Ethanol/Ethandiol Wasser 32% (gewicht)
-14,25 Grad, ca -13 Grad

Warum?
2. Hat vermutlich schon vorher leicht kristallisiert, wodurch kein "Sprung" zu sehen ist.
Auch ist 2. Nah an einem Nahrungsmittel, dass die Temperatur zu puffern scheint!

Morgen: Reproduzierbar wenn nur bis ca -14 Grad erwärmt?

[tageloehner]

Stearin, Paraffin, Gemische aus Wachsen

[hopfen]

Ja, Parafin & Co gibts auch fertig Speicher. Müsste ich mal wieder prüfen, die 300 gr. Schokolade Tafeln waren damals günstiger als das Zeugs oder es war die falsche Quelle. Ev. Teelichter fällt mir grad ein.

An einen Stein oder auch Wasser Speicher kommt das Zeugs halt eigentlich nie ran. Ist dann halt grob das doppele Volumen.

[lichtquant]

Halt noch die Besonderheit, eine bestimmte Temperatur länger halten zu können.

[hopfen]

Temperatur halten. In Verbindung mit Kältemaschinen und Wärmepumpen ist es natürlich ein Effizienz Faktor. Hier sollte die Delta Temperatur deshalb ja minimal und möglichst konstant bleiben.

Den isolierten Hochtemperatur Stein, Sand usw. für Direkt Heiz Zwecke kann man auf über 1000 Grad mit was auch immer verschwenderisch aufheizen und dann geregelt langsam abkühlen lassen.

Für Kälte geht das nicht mal so einfach im Haushalt.
Da hat der Latent Effekt schon seine Vorteile.

[lichtquant]

Momentane "bequeme" Einstellung und Messwerte.

1:
Temperatursonde x3 im Gefrierschrank:
Wärmste Temperatur im obersten Fach mit standard Kühlakku, die anderen beiden Temperaturen sind bei "Solespeichern" ("Salzwasserkältespeicher"), mehr in der Mitte.

2:
Leistung PV, Gefrierschrank:
Momentan max. Leistung 300W an dem WR (wegen Umbaus), Südseite Balkon. Der andere Graph zeigt die Leistung des Gefrierschranks und das Ein-/Ausschalten durch die GefrierschrankHysterese.

3:
Energieverbrauch:
Gefrierschrank von 01:00 Uhr bis 7:00 aus, sonst normaler Betrieb, recht kalt gestellt. Ca. 0,45Wh/Tag.

Bequem, da der Gefrierschrank die minimale Temperatur regelt und bei neuem Gefriergut zun einfrieren automatisch länger kühlt. Auch sollte er dadurch eher im effizienten Bereich arbeiten.

Nachtrag2:

Wahrscheinlich werde ich mit der Temperatur noch etwas höher gehen, wenn ich mehr Speicher zum Puffern eingefroren habe.

[lichtquant]

Temperatur wärmer eingestellt:

Erwärmt bis -15 Grad.
Gekühlt ca -19 bis -20 Grad.
Ca 0,4 kWh /24 Std

[lichtquant]

Kälter gestellt, länger aus (7h), 0,5kWh:

Stufe 5,5 von 7 (7 max.)
0:00-07:00 Uhr aus
Verbrauch 0.5kWh/ Tag
Warm bis -19 Grad
Kalt bis -22 Grad

[lichtquant]

Noch länger aus (8h), Warm bis -17 Grad, 0,5kWh:

Stufe 5,5 von 7 (7 max.)
23:00-07:00 Uhr aus
Verbrauch 0.5kWh/ Tag
Warm bis -17 Grad
Kalt bis -22 Grad

Gefrierschrank anders gefüllt (mehr Pommes), ansonsten bei gleichen Einstellungen recht reproduzierbar. Warm bis -16,5 Grad.
(Umgebungstemperatur nicht gemessen, etwas wärmer)

[lichtquant]

Wird bald Zeit für ein Fazit.

Ich denke ich werde die Solespeichermessungen von "tagsüber an mit Dauerfrost-Taste" und "tagsüber an auf Stufe 5,5/7" beschreiben mit den jeweiligen Pufferzeiten.

Es ist imo sehr interessant wie kurz die Zeit ist, die man braucht um den Gefrierschrank aufzuladen, zu "überkühlen".

[lichtquant]

(Oder die Schubladen rausnehmen und die Speicher mit dünner Unterlage direkt auf die "Kühlrohre" legen und nochmal neu messen -> "bessere" kühlung, schneller?
)

Neuer Versuchsaufbau

Ca 10l "Solespeicher" möglichst nah an "Kühlrohren".

Wegen Komfort, mehrere große Schubladen beibehalten.

Änderung auf 12 Std "aus". (23:00 bis 11:00)
(( Vorher geplant 10Std aus (0:00-10:00)))

Ziel:

Schnelles "Aufladen" der Solespeicher.
(Schnelles Gefrieren der Salzwasser"kälte"speicher.)

Aufbau:

StandGefrierschank mit 4 Schubladenfächern (oberstes schmal, unterstes kleiner wegen Kompressorausschnitt) (alter 97 Liter "Bosch Economic GSL 8502")

Am schlechtesten isolierte Fächer, oberstes( alt: und unterstes) ausgeleert, Schublade entfernt.

Die beiden großen, mittleren Fächer behielten ihre Schubladen (Komfort). Das obere davon (2.) hat einen flachen 2l Akku im Schubladenboden liegen.

Oberstes Fach mit 3l Akku ausgelegt (darauf ist noch etwas Luft und Platz für Gefriergut)

Änderung: Unterstes Fach mit Schublade als "warmes Fach" bis -10 Grad Warm definiert. 3l Akku auf Lebensmittel nah an "Kühlrohr".

(Alt: Unterstes Fach unten mit Styroporblock ausgelegt, darauf gefüllt mit ca 4-5l Akku.Unter dem Styroporblock ist nur eine kleine Kühlrohrschleife ohne Gitter, die kaum ausreichte die Solespeicher zu laden.
Deswegen laden durch die darüber befindlichen Kühlrohrschleife mit Gitter die in Kontakt mit den 5l Akkus stehen.)

Sensorverteilung:

1. Sensor: 1.Fach (ganz oben), zwischen kühlrohr und akku.

2. Sensor: 2. Fach (mitte), in Schublade unter Akku am Boden, somit nah an Kühlrohr.

3. Sensor: 4. Fach (ganz unten), zwischen Kühlakkus, wärmster Bereich.

Erwartung:

Die Akkus entladen schneller, da sie sich in den schlecht isolierten Bereichen befinden.
Sie laden auch schneller, da sie näher an den "Kühlrohren" sind.

In der Mitte (Schublade 2 und 3) bleibt die Temperatur lange im Bereich -15 bis -21° Celsius, da gepuffert durch Kühlgut sowie Akkus, vor allem darüber und darunter.

"on verra" - wir werden sehen...

Nachtrag:
Zusätzliche Idee: Sensorbereich mit Salzwasser"kälte"speicher in Kontakt bringen um "an" zu lassen bis gefroren?

[lichtquant]

Temporäres Zwischenergebnis, nicht eingeschwungen.
"0-10Uhr aus, 10-23 Uhr "an""
"0,5 kWh"

Eventuell nehme ich die unterste "warme" Schublade für -10 Grad Sachen wieder in Betrieb und lege auf die Lebensmittel einen Akku der dadurch nahe am Kühlrohr ist.

Momentan die 5l Akkus frieren nicht komplett durch
(Roter Graph)

Gesagt, getan:
Nächstes temporäres Ergebniss

"22-11 Uhr aus, 12h "lang aus"
"0,55kWh" (gefriergut dazu gekommen)
Wärmstes in den Fächern: -15.3 -17.5 -20.3 Grad

Nächste Messung ist:

• Damit mehr in Sonnenzeit "an", veränderung 13Std statt 12Std "an: (9-22 Uhr an). Damit dann 13Std "an" und 11Std "aus".

• Doch auf Stufe 5,5 von 7 am Gefrierschrank gestellt , damit phasenwechsel erfolgt.

• Die unterste Schublade ist jetzt mit unempfindlichen Gefriergut gefüllt, und Gefrierschrank insgesamt mehr gefüllt, puffert damit auch mehr

Die Temporäre Messung, nicht eingeschwungen

Wärmstes -16,7 -17,7 -20,8 Grad
Erste "an"zeit 3h45m lang
0,56Kwh/tag Verbrauch
Oberste blaue Messonde ist jetzt zwischen 2 Akkus im obersten fach.

Nächste Messung,

9-21 Uhr an, 12 Std an 12 Std aus

[lichtquant]

Bald Fazit zu "Bequem, Schnell, Zonen", wenn ich nichts mehr verstelle und die Temperaturen eingeschwungen sind

Wärmste Temperaturen: -16,3 -17,6 - 21 Grad
Kälteste Temperaturen: -21,3 -21,5 -24 Grad
0,54kWh Verbrauch, Erste "Anzeit" 4 Std.
12 Std "An", (9-21 Uhr)
12 Std "Aus"
Stufe 5,5 von 7

Brot wurde eingefroren.

sieht reproduzierbar aus, nächste Messung:

Wärmste Temperaturen: -16,4 -18,7 - 20,9 Grad
Kälteste Temperaturen: -21,9 -22,7 -23,8 Grad
0,54kWh Verbrauch, (Erste "Anzeit" 4h45 Std, 0,3kWh)
12 Std "An", (9-21 Uhr)
12 Std "Aus"
Stufe 5,5 von 7

Roter Ausbrecher: Schublade geöffnet, Sensor etwas versetzt (Unter das Vanilleeis gepackt).

Und drittes mit gleichen Einstellungen um Reproduzierbarkeit zu überprüfen, roter Sensor verrutscht in det Schublade :

Wärmste Temperaturen: -16,3 -18,6 - 21 Grad
Kälteste Temperaturen: -21,8 -21,9 -23,8 Grad
0,54kWh Verbrauch, (Erste "Anzeit" 4h49 Std., 0,31kWh)
12 Std "An", (9-21 Uhr)
12 Std "Aus"
Stufe 5,5 von 7

[lichtquant]

Gefrierschrank mit Sonnenstrom aufladen und mit Salzwasser"kälte"speicher puffern:

Fazit zu "Bequem, Schnell, Zonen":

Wenn man sich einen aufrechtstehenden Gefrierschrank in verschiedene Kältezonen unterteilt ist die Nutzung als "Energiepuffer" sehr einfach und bequem.

Mitte am kältesten:
Die Mitte erwärmt sich, selbst bei 12 Std. ohne Strom, nicht auf wärmer als -21 Grad Celsius. Der wärmste Bereich im Gefrierschrank erwärmt sich nicht über -16 oder -18 Grad. (Ganz unten, ganz oben.)

Schon nach ca 4:45 Std. mit 0,3 von 0,55 kWh Verbrauch, sind 55% der gesamten Energie "nachgetankt". Nach 12 Std die gesamten 0,55 kWh.

Im Herbst bei weniger Sonnenstunden könnte eine stärkere Kühlung, mit einer Einstellung "stärker "5,5 von 7", die gesamte Energie in weniger als 12 Std. "nachtanken".

Da der Gefrierschrank immer noch im taktendem Betrieb der eingestellten Temperatur läuft, friert er in der "An"-zeit neue Lebensmittel zuverlässig unter höherer Energieaufnahme (längere "An"-takte), schnell ein.

In meinem Fall wurde die oberste "Eiswürfel"schublade entfernt und durch Salzwasser"kälte"speicher auf Unterlagen ersetzt. In den mittleren Schubladen wurden Salzwasser"kälte"speicher in die Böden gelegt und in der untersten Schublade ein Salzwasser"kälte"speicher auf die Lebensmittel draufgelegt.

Momentan läuft die gesamte Energieaufnahme in der meißt "hellen" Zeit von 9-21 Uhr ab.

Korrigiert:
4:45 Std statt 3:45 Std

[lichtquant]

(Beitrag vom Verfasser gelöscht)