Normalerweise wird diese Kühlbox+Ventilator+Pumpe Geschichte ja zur Raumkühlung ("Klimaanlage") angepriesen und nicht als Luftstromkühler. Die Sache die ich bis heute nicht verstehe: Wozu eigentlich die Kühlboxen?
Ich meine, wieso sollte ich darauf achten, dass das Eis möglichst gut isoliert ist und keine Kälte* an den Raum abgibt, wenn ich es gleichzeitig über einen Luftwärmetauscher (Ventilator+Pumpe) dazu bringen möchte, möglichst viel Kälte* in den Raum abzugeben? Es gibt auch einige andere "Designs" dieses Kühlers in welchem dann der Deckel zersäbelt wird um einen Lüfter einzubauen. Purer Irrsinn sowas 😅
Hier zum Beispiel:
Der einzige Nutzen dieser Eistruhenluftumwälzer ist es, einen kühleren Luftstrom zu erzeugen. Wenn man sich direkt in diesen Luftstrom hinein setzt ist es etwas erfrischender als vor einem normalen Ventilator. Zur Raumkühlung wäre man besser beraten das Eis einfach ohne Kühlbox in sein Zimmer bzw. Wohnwagen zu legen, von mir aus mit einem Ventilator der drauf pustet damit es schneller schmilzt (=schneller Kälte* abgibt). Es kühlt ja keineswegs besser, nur weil man den Wärmeaustausch möglichst kompliziert gestaltet.. Sieht halt nur lustig aus.
Alternativ könnte man sich auch etwas Feuchtigkeit auf die Haut sprühen (oder einen nassen Lappen o.ä. auflegen) und vor einen Ventilator setzen. Das verdunstende Wasser entzieht der Haut Wärme. Der Kühleffekt ist sehr viel besser als derjenige der durch die paar Grad kühlere Luft der "DIY Klimaanlage" erreicht werden kann.
Also nochmal zusammenfassend: Das Eis einfach direkt in den Raum zu legen kühlt diesen Raum besser, als diese ulkigen Konstruktionen mit kontraproduktiven Kühlboxen. Und für minimal kältere Luftströmung lohnt der Aufwand nicht, da ist ein nasser Lappen effektiver.
Aber wie viel bringt die DIY-Klimaanlage durch Eiskühlung und Ventilator denn nun wirklich? Für Hartgesottene ist die Rechnung in den "Details" zum Aufklappen 😉 Die Kurzfassung: In Summe kann sie kaum die Wärmeleistung des Ventilators kompensieren, hat also praktisch kaum bis keinen Effekt bezogen auf die Abkühlung des Wohnwagens. Wenn ihr sie zu lange laufen lasst heizt sie sogar..
Rechnung:
Wir füllen eine sehr sehr gut isolierte Kühlbox (sie muss sehr gut isoliert sein!) mit Eis und Wasser. Anschließend pumpen wir das Wasser durch einen Schlauch und eine Kupferrohrspirale, welche vor einem Ventilator montiert ist. Wie kühl wird es im Wohnwagen?
Wh = Wattstunden, Kg = Kilogramm, K = Kelvin, °C = Grad Celsius
Wärmekapazität Eis: ca. 0,6Wh/KgK
Umwandlung von Eis zu Wasser: ca. 90Wh / Kg
Wärmekapazität Wasser: ca. 1,16Wh/KgK
Raumtemperatur angenommen: 30°C
Eistemperatur angenommen: -18°C (normaler Tiefkühler)
Wassertemperatur angenommen: 20°C (Wasserhahn)
Im sehr sehr gut isolierten Styroporbehälter sind zu Beginn: 3L Wasser + 2 Kg Eis.
Das -18°C kalte Eis wird auf 0°C erwärmt und schmilzt. Das entstandene 0°C kalte Wasser wird auf 30°C erhitzt. Das 20°C warme Wasser aus dem Hahn wird nur um 10°C auf 30°C erhitzt.
Energiemenge:
3L Wasser * 10°C * 1,16Wh/KgK + 2Kg Eis * 18°C * 0,6Wh/KgK + 2Kg Eis * 90Wh/Kg + 2L Wasser (ehem. Eis) * 1,16Wh/Kg*K * 30°C = 306Wh
Insgesamt werden also 306 Wh an Energie aus dem Raum abgeführt. Wenn der Vorgang innerhalb einer Stunde abläuft, wäre dies eine mittlere Kühlleistung* von 306W. Dauert es fünf Stunden soläge die mittlere Kühlleistung* bei ca. 60W usw. Wie lange der Vorgang dauert kann ich nicht mit Sicherheit sagen, in jedem Fall wird er aber nicht gleichmäßig ablaufen. Am Anfang liegt die Kühlleistung* höher und nimtm zum Ende hin stark ab.
Nun gibt es aber noch den Ventilator. Normale Tischventilatoren haben eine Leistung von etwa 40W. Diese Leistung landet als Wärme in unserem Raum. Umso länger das Schmelzen und Aufheizen des Eises und Wassers also dauert, desto mehr Wärme produzieren wir wiederrum durch den Ventilator. Dauert der Vorgang länger als ca. 8 Stunden haben wir in Summe sogar geheizt. Dauert er eine Stunde, hätten wir eine Kühlleistung von 266 W (in Summe 266Wh) erreicht, bei fünf Stunden wäre es nur noch eine Kühlleistung von ca. 20 W (in Summe 106 Wh).
Die Rechnung ist leider sogar noch großzügig, da ich weiterhin von einer Raumtemperatur von 30°C ausgehe. Würde sich der Wohnwagen wirklich merklich abkühlen, so könnte das Wasser nicht mehr so viel Wärme aufnehmen und die Kühlleistung würde weiter reduziert.
Aus meiner Sicht potentiell sinnvoll neben den obligatorischen Methoden (Abschatten, Lüften sowie Körperkühlung durch Luftzug und Feuchtigkeit) wären drei Möglichkeiten, den Innenraum herunter zu kühlen:
- Eis/Kühlakkus von externer Quelle (Campingplätze?)
- Peltierkühlung
- Kompressorkühlung
Zu 1:
Im Grunde das aselbe Prinzip wie bei dieser DIY-Klimaanlage, nur ohne heizenden Ventilator. Das Eis müsste aber von einer externen Quelle kommen, schon alleine des Gewichts und Stromverbrauchs wegen. Aber auch die Abwärme der Kühltruhe wollen wir ja nicht im Inneren haben. Im Grunde kann dann die Rechnung von oben verwendet werden. In einer Größenordnung von ca. 4-5 kg Eis wird es meiner Meinung nach interessant (zwei klassische Crushed-Eis-Packs von der Tanke z.B.?).
Zu 2:
Peltier-Elemente sind die Dinger, die auch in elektrischen Kühlboxen ohne Kompressor verbaut werden. Im Grunde sind es kleine Platten. Wenn man diese bestromt wird eine Seite kalt, die andere heiß. Man könnte also aus dem Wohnwagen einen großen elektrischen Kühlschrank bauen. Da der Wirkungsgrad miserabel ist brauchen wir es aber kaum mit unseren Akkus versuchen. Mit einem 1000 Wh Akku können nicht 1000 Wh Kälteleistung* erzielt werden, sondern nur deutlich weniger. Eine Steckdose ist also die Voraussetzung, zusätzlich braucht es ein ausreichend starkes Netzteil. Das Netzteil muss natürlich außerhalb des Wohnwagens liegen, damit dessen Abwärme nicht im Innenraum landet. Wenn man nun schaut wie lange es schon dauert, bis eine dieser kleinen Kühlboxen mal ein paar Grad kälter ist (normalerweise sind 1-2 Elemente verbaut), wird aber schnell klar, wie viele Peltier-Elemente ein Wohnwagen braucht um ernsthaft gekühlt zu werden.. Dazu natürlich noch Kühlrippen und Lüfter.
Ich persönlich finde den Ansatz wirklich spannend, glaube aber das Gewicht, Größe, Kosten, Installationsaufwand und Stromverbrauch hier keine praktikablen Lösungen zulassen.
3.
Kompressorkühlungen arbeiten sehr viel effizienter als Peltier-Elemente. Dafür sind sie deutlich größer und teurer. Ich kenne mich hier leider kaum aus was Eigenbaumöglichkeiten angeht. Im Normalfall sollte man eh die Finger davon lassen wegen der verwendeten Kältemittel. Blöd gesagt wäre der praktikabelste Ansatz in meinen Augen eine geöffnete Kompressorkühlbox irgendwie mit der kalten Seite nach innen und der warmen Seite nach außen zu verbauen. Am Ende raucht sie dann wahrscheinlich ab oder überhitzt oder so 😅 Potential hätte es aber bestimmt, würde ein kommerzieller Hersteller hier ernsthaft auf die Idee kommen eine Lösung für uns zu entwickeln. Weiterhinwären wir aber auf Steckdosen angewiesen, die Akkus werden kaum ausreichen. Das Gewicht wäre sicherlich hoch, wahrscheinlich aber noch irgendwie vertretbar.
So, das war wahrscheinlich mein längster Beitrag hier im Forum. Da mich das ganze Kältethema aber jedes Jahr aufs neue Beschäftigt und zum Basteln anregt dachte ich, ich tobe mich mal aus 🤣
*Mir ist bewusst, dass es keine Kälteleistung gibt und Gegenstände auch keine Kälte abgeben sondern umgekehrt Wärme aufnehmen. Es schreibt sich aber einfacher und ist intuitiver, von Kälteleistung, Kältestrahlung und dem Abgeben von Kälte zu sprechen. Bitte verzeiht 🙂
