@win Wieso muss der Phasenübergang dort, bei -18°C, liegen? Hauptsache unter der maximal geduldeten Höchsttemperatur müsste doch reichen. Oder stehe ich auf dem Schlauch?
Die Temperatur im Froster liegt zunächst bei -25°C und steigt an, weil der Kompressor noch schläft. Der Salzwasserakku hat den Phasenübergang bei -21°C. Also erwärmt sich erst das gefrorene Salzwassereis bis -21°C und dann beginnt der Phasenübergang. Die benötigte Wärmemenge zum Tauen des Salzwassereis wird der Umgebung, dem Inneren des Frosters entzogen und gleicht den Wärmeeintrag aus dem Aufstellraum aus. Nach vollständigem Phasenübergang erwärmt sich das Salzwasser weiter bis auf -18°C. Ab dann springt der Kompressor vom internen Thermostat gesteuert wieder an, im "schlimmsten" Fall auf Netzbezug und nix Schlimmes ist passiert.
Die Größe des Salzwasserspeichers lässt sich vergleichsweise leicht bestimmen. Gesetzt den Fall der Überkühlung, läuft der Kompressor ungefähr den ganzen sonnigen Tag über, selbst im Winter ca. acht Stunden. Braucht nun der Froster eine halbe kWh pro Tag, so entfallen ja schon mal 0,166kWh an Speicherkapazität für diese acht Stunden in denen der Kompressor läuft. Dann kommt die Reserve aus dem Kühlgut, inzwischen auch -25°C kalt, unterstellen wir mal mindestens weitere vier Stunden von -25 bis -18°C. Also braucht es noch 0,25kWh Speicherkapazität oder ca. 2,75kg Salzwassereis. Für unsere Truhe wären das etwa 2% des Volumens.
Genau, -18 Grad ist die (von mir) geduldete Höchsttemperatur.
Macht doch Sinn, es so niedrig wie möglch zu legen. Wenn der Tiefkühler normal -21 Grad macht, sind -18 Grad sinnvoll. Macht er normal -18 Grad, wären -15 Grad sinnvoll. Also so, dass die immer wieder sicher eingefroren werden und während dieses länger dauernden Einfrierprozesses die Temperatur im Tiefkühler auch schon nahe der Solltemperatur ist.
Den Tiefkühler auf -25 Grad permanent laufen zu lassen, wäre dann eher Energievergeudung.
Wie man das abstimmt, hängt aber von vielen Faktoren ab, das war nur ein Beispiel. Deine Überlegungen halte ich für genauso sinnvoll, je nach Situation.
Da fällt mir auch nochwas ein: Viele Tiefkühler haben ab Werk z.B. in der Tür schon 1-2 Kühlakkus hängen, die vermutlich auch recht tief ihren Phasenübergang haben. Die kann man ja schon mit einrechnen als Teil des nötigen Speichers.
@win Ich kann noch beitragen, unser altes Schätzchen kann ich bis auf -28°C runterdrehen. Da dürfte bei leidlicher Füllung keine Reserve in Form von Salzwasserakkus erforderlich werden.
Wenn sowieso genug Überschusstrom da ist, der keine andere Verwendung oder vergütete Einspeisung hat, spricht bestimmt nichts dagegen.
Die Verluste sind jedoch bei höherer Temperaturdifferenz zum Raum höher. Da könnten einfache, dichte Beutel /Kühlakkus mit Wasser/ Salzwasser als Speicher funktionieren? Die könnten die Temperatur länger unter -15 Grad halten.
Ob die Effizienz des Kompressors des Eisschranks sich bei unter -20 Grad verändert wäre interessant.
Allein auf Grund des notwendigen Temperaturhubs wird die Effizienz der Wärmepumpe schlechter. Bevor aber Strom "weggeschmissen" wird i.S. von BKW ohne Einspeisevergütung oder Speichermöglichkeiten ist der da ja besser aufgehoben.
Es ist grundsätzlich so: Je höher der Temperaturhub einer Wärmepumpe, um so mehr Energie wird benötigt. Damit sinkt die Effizienz. Weiterhin erhöhen sich die Wärmeverluste bzw. der Wärmeeintrag in den Tiefkühler durch die Dämmung.
Ich hab jetzt 2x 1l Lauwarnes Wasser mit ca 300g Salz gemischt, bis Salz auf dem Boden blieb und sich nicht mehr löste. Den verschlossenen Beutel in einen verschlossenen Beutel gemacht und in eine Plastikschale gelegt. Abkühlen lassen.
Jetzt am Tag den Eisschrank zum Testen stärker gestellt.
(Und die "Einfrier Taste" an, damit die anderen Sachen nicht auftauen und der Eisschrank erstmal ununterbrochen läuft um das Salzwasser einzufrieren. Meißt soll man sie nur max. 24 Std oder so anlassen)
Alle Fleisch und Fisch Sachen sind aus dem Eisschrank raus, so das nichts empfindliches schlecht werden könnte
Dann erstmal 1l rein bis gefroren, dann den nächsten Liter.
Nachts/morgens will ich ihn für 3 Std per Tasmota Zeitschaltuhr ausschalten und danach gucken wie stark die Temperatur angestiegen ist. Dazu nutze ich das in der Eisschranktür eingebaute analoge Thermometer.
Später dann Vergleich Energieverbrauch ohne überkühlen bei ca - 18 Grad und normal 24Std an.
Bei Wasser soll der Phasenübergang von fest zu flüssig wohl ca soviel Energie brauchen wie Wasser auf 80 Grad zu erhitzen.
Mal schauen.
Später dann Tagsüber von -18 Grad auf unter -21 Grad bei Sonne zu überkühlen, wäre in Verbindung mit der Ausnutzung der Energie der Salzwasser"kälte"speicher natürlich ideal.
Ich habe auch mal an einer alten Gefriertruhe (330kWh/a) gemessen. Die hatte ca 3°C Hub bei einer Periodendauer der Regelung von 20min. Damit ist klar, dass man nur sehr wenig Energie von Nachts nach Tags schieben kann. Ich plane aber auch den Versuch der Messung der Amplitude und Phasendauer beim neuen Schrank mit und ohne Salzwasser. Bzw den Temperaturverlauf nach Abschalten in beiden Fällen.
Der Temperaturhub ist auch nachteilig, weil man damit Luft rein und auspumpt und von der neu angesaugten Luft das Wasser ausfriert.
Ich gehe davon aus, dass alle Dichtungen nicht ganz dicht sind, bzw absichtlich ein Druckausgleich eingebaut ist, sonst würde man die Truhe nach dem Einschalten nicht öffen können: 30° Abkühlung= 10% Druckänderung = 10000N/m^2 = Gewichtskraft von 500kg bei einer Tür von 0.5m^2.
Ich werden heute eine Druckaufzeichung nach dem Öffnen machen und sehen, wie schnelll der Unterdruck durchs Abkühlen ausgeglichen wird (bei meiner Truhe).
Das wird länger als ein paar Sekunden sein (da geht der Deckel noch schwer auf).
Das es auch bei einer nicht geöffneten Truhe zur Vereisung kommt zeigt, dass die Dichtung nie ganz dicht ist.
Überschlag zum Zusammenhang zwischen Vereisung und Undichtigkeit:
Beobachtung /Annahmen: 2kg Eis/Jahr bei 250l Volumen und 50% Luftfeuchte bei 18°.
Dampfdruck bei 18°C = 2kPa. dh 1Mol% Wassergehalt in der Luft. Weil Wasser halb so schwer wie Luft ist: 0.5 Gewichts%
2kg/a=5g Wasser/d. Das wäre in 1kg Luft enthalten=1000l.
Bei 3°C Hub ziehe ich 1% also 25l. Die müsste ich ca 1000/25=40 mal haben dh alle 36 min. Das passt gut mit meiner Periode der Abkühlung von 20min zusammen. (Öffnungen kommen ja auch noch dazu)
Es gibt auch Kühlgeräte mit "Inverter Technologie", bei denen der Kompressor nicht mit Thermostat ein- und ausgeschaltet wird, sondern die Leistung/Drehzahl stufenlos geregelt wird, so das es quasi keinen Temperaturhub mehr gibt.
Da liegt der Denkfehler. -18°C sind da eh schon vorhanden. Also in meinem Beispiel, die Truhe geht runter bis -28°C, kommen nur 10K dazu. Bei geringeren "Überkühl"-werten entsprechend nochmal geringere Druckauswirkungen.
Wasser ist halb so schwer wie Luft? Was habe ich verpasst? Ich dachte immer Wasser wäre etwa um den Faktor 800 schwerer wie Luft? m³ Wasser 1000kg, m³ Luft 1,2..kg?
eben gemessen: Druckausgleich nach Plazieren des Handy mit laufender AndroSensor Aufzeichnung oben auf das Gefriergut: Erst geht der Druck runter, weil die beim Öffnen eingebrachte warme Luft abgekühlt wird. Dann gleicht sich der Druck wieder an mit einer Zeitkonstante von ca 30s für den Druckausgleich.
@joggi Ja, aber von Inbetriebnahme redet hier keiner, genauso wenig, wie von Chemie. Molgewichte sind ja schön, aber imho hier nicht zielführend. Das zwischen Druck, Temperatur und Volumen ein Zusammenhang besteht ist unbestritten.
Es ging darum, ob die Dichtung so dicht sind, dass kein Druckausgleich stattfindet. Das bestreite ich mit 1) direkte Messung (ein Gerät) 2) Neugerät erstes Abkühlen: Tür ist zu 3) Eisbildung.
Du hattest geschieben, dass nur mit einer "Schrottdichtung" Luft in das Kühlgerät kommt.
