Optimierung der Kühlschranklüftung

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Autor Wolfgang Geiger

Bei einem Absorberkühlschrank ist die zu erreichende Kühlschranktemperatur um ca. 25° C niedriger als die Außentemperatur.

In Firmenangaben heißt es, dass ab einer Umgebungstemperatur von etwa 30° C sich die Kälteleistung des Gerätes erheblich verringert.
Forumsmitglieder hatten bei höheren Temperaturen noch eine gute Kühlwirkung. Wesentlich ist die Temperatur am Wärmetauscher.


Ergebnisse

Bei meinem WoMo mit seinen Einbauverhältnissen habe ich bei einer Umgebungstemperatur von 26° C direkt über dem Wärmetauscher 51° C gemessen, also eine Temperaturerhöhung von ca. 25° C.
Durch zusätzliche Maßnahmen konnte ich die Temperaturerhöhung auf ca. 11° C reduzieren. Am Wärmetauscher herrschen dann statt 51° C nur noch 40° C.

Ich stellte Untersuchungen mit und ohne Lüfter, mit und ohne Leitwand an. Vorab die Ergebnisse:

  • Leitwand:
    Je nach Geometrie des Rückraumes des Kühlschrankes bringt eine Leitwand zusätzlich zum Lüfter eine enorme Verbesserung.
  • Anzahl Lüfter:
    Ein Lüfter genügt um die Wärme die das Kühlaggregat liefert abzutransportieren.
  • Steuerung:
    Eine automatische Steuerung ist nicht erforderlich. Die oben genannte Temperaturdifferenz von ca. 25° C nimmt mit steigender Umgebungstemperatur erheblich ab.


Verbesserung der Kühlwirkung

Lüfter Leitwand Temperaturen
Aus Ohne 2°C
Ein Ohne 6°C
Ein Mit 11°C

Die Leitwand verdoppelt die Wirkung des Lüfters.


Einfluss der Leitwand und des Lüfters

Und nun zu den Maßnahmen und Messungen Einfluss der Leitwand :
Zwischen der Kühlschrankrückseite und der Außenwand wurde eine Leitwand eingebaut. Zur Aufnahme der Axiallüfter habe ich an einer Aluplatte, drei Öffnungen angebracht. Die linke Öffnung habe ich mit einem Axiallüfter bestückt.
Die restlichen 2 Öffnungen blieben offen. Der Kühlschrank wurde mit 220 V betrieben, die Türe war geöffnet, womit gesichert war, dass das Kühlaggregat arbeitete.

Temperaturerhöhung am Wärmetauscher:

Die Lufttemperatur betrug 27-28° C
  Messstellen ohne Leitwand mit Leitwand
Belüfter an Unter Wärmetauscher 34-35° C 34-35° C
Über Wärmetauscher 44-46° C 40-41° C
Belüfter aus Unter Wärmetauscher 39-40° C 39-40° C
Über Wärmetauscher 51-52° C 49-50° C

Wesentlich sind die Temperaturerhöhungen, die sich durch die Wärmeabgabe einstellen.


Einfluss der Leitwand auf die Temperaturerhöhung am Wärmetauscher:


Einfluss der Leitwand ohne Lüfter 2°C
mit Lüfter 11°C

Einfluss des Lüfters ohne Leitwand

6°C








Die Leitwand verdoppelt die Wirkung des Lüfters.
Der Einfluss der Leitwand hängt von der Geometrie des Raumes ab. Bei meinem WoMo ist zwischen der Rückwand des Kühlschrankes und der Außenwand ein Ab stand von 18 cm, wobei der Wärmetauscher 9 cm in den Raum hineinragt.
Die Wirkung der Leitwand kann durch zusätzliche Lüfter nicht kompensiert werden, da diese lediglich mehr Falschluft ziehen würden.

Ich bestückte alle 3 Lüfteröffnungen mit Lüftern und benutze von Konrad eine Temperatursteuerung zum Schalten der Lüfter und fuhr in Urlaub.

Steuerung der Lüfter

Erste Erfahrungen:
Die Lüfter schalteten in kurzen Zeitabständen. Zusätzlich ertönte beim Zuschalten der Lüfter, bevor diese sich drehten, ein pfeifendes Geräusch.
Bei Nacht musste ich die Lüfter abstellen.
Ich baute einen Lüfter aus, damit zumindest durch eine freie Lüfteröffnung eine konvektive Strömung stattfinden konnte und beschloss beim nächsten CP-Aufenthalt der Sache auf den Grund zu gehen. Mein Temperaturmessgerät hatte ich vorsorglich mitgenommen.

Ich entfernte den zweiten Lüfter, sodass nur noch 1 Lüfter eingebaut war.

Der Messpunkt für die Temperatur lag über dem Wärmetauscher.

Lufttemperatur 27° C
  Einschaltung des Lüfters bei 40° C
  Ausschaltung des Lüfters bei 35° C
  Schaltintervall 15 bis 30 sec.

Das Volumen über dem Wärmetauscher ist sehr gering, sodass nach dem Abschalten des Lüfters die Temperatur sofort wieder anstieg und der Lüfter innerhalb einer halben Minute zugeschaltet wurde.
Bei derartigen Schaltintervallen ist eine Steuerung überflüssig.

Anzahl der Lüfter

Nun wollte ich wissen, wie viele Lüfter benötigt werden.
Ich nahm das Steuergerät außer Betrieb und maß die Lufttemperatur an der Austrittsöffnung bei einem und zwei Lüftern.

  1 Lüfter 2 Lüfter
Lüfter ausgeschaltet 46° C 46° C
Lüfter eingeschaltet 32° C 30° C

Temperaturdifferenzen bei Zu- und abgeschalteten Lüftern: 1 Lüfter 14° C,
2 Lüfter 16° C
Mit einem Lüfter erniedrigt sich die Temperatur um 14° C. Der zweite Lüfter bringt nur eine Verbesserung um 2° C. Praktisch reicht 1 Lüfter aus.
Damit das Kühlaggregat arbeitet und Wärme abführen muss, habe ich im Gefrierteil eine 1l Flasche mit Wasser deponiert.

Luftströmung


Vor den Lüfteröffnungen befestigte ich Strömungsfäden um die Luftströmung beurteilen zu können. Bei laufenden Lüftern wurde von der Nachbaröffnung Luft nach innen gesaugt.
Bei nicht laufenden Lüftern beeinflussten geringe Luftböen die Strömungsrichtung. Das kann sich positiv auf die Kühlung auswirken.

Geräuschemissionen


Als Lüfter wählte ich Axiallüfter Typ 3412 NGL von Papst. Er ist mit einem Schallpegel von 23 dB (A) sehr leise. Es zeigte sich, dass die Montage der Alu-Platte an der die Lüfter befestigt waren die Lüfterschwingungen auf die Karosserie übertrugen.
Ich beklebte die Platte an den Berührungsflächen mit einem Schaumstoff- Fensterdichtband und konnte damit die Übertragung des Körperschalles unterbinden.

Praktische Maßnahmen


Ich installierte eine Leitwand und zwinge damit die gesamte Luft durch den Wärmetauscher zu strömen. Obwohl nur ein Lüfter benötigt wird baute ich 2 Lüfter ein.

Eine automatische Steuerung habe ich entfernt, da sie nutzlos ist.


Anordnung der Kühlschranklüfter

Die Lüfter sollten dabei so montiert werden, dass die Luft durch die Kühlrippen des Wärmetauschers strömt. Da gibt es die verschiedensten Möglichkeiten.

Hier eine mögliche Variante. Ich habe eine Aluminiumplatte mit 3 Lüfteröffnungen. An zwei Öffnungen habe ich Lüfter montiert. Einer ist in Betrieb, der zweite ist als installierte Reserve.

Luefterplatte 11 web.jpg

Die Platte ist nicht fest montiert, sie wird durch das Lüftergitter im Lüftungsausschnitt angedrückt Die Lüfter sind leise. Wichtig ist die Körperschallisolation. Gegen Körperschall sind die Kontaktstellen mit Schaumstoff-Fensterdichtband beklebt.

Luefterplatte 02 web.jpg

Luefterplatte 05 web.jpg

Ist die Lüfterplatte montiert, müssen die Lüfter ständig laufen.

Sind die Lüfter nicht in Betrieb, ist die natürliche Luftströmung behindert. Dann wird die Lüfterplatte entfernt. Das geht recht schnell. Das Lüftungsgitter wird entfernt und zwei Lüsterklemmenschrauben gelöst. Im Spätjahr/Winter baue ich die Platte wieder aus.


Leitwand zur Optimierung der Kühlleistung

Der zusätzliche Einbau einer Leitwand zum Lüfter kann die Wirkung des Lüfters verdoppeln.
Leitwand zur Optimierung der Kühlleistung

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