Verdunstungskühlschrank für Motorrad!!!

Ric76 · Anmeldungsdatum: 21.01.2011 Beiträge: 8

Hallo Leute,

Ich habe mich hier mal angemeldet, weil ich nirgendwo anders eine Antwort auf meine Frage bekommen habe:

Ich möchte einen kleinen Verdunstungskühlschrank für ein Motorrad bauen. Zwei KG-Rohre (Hausentwässerung) mit unterschiedlichem Durchmesser werden auf gleiche Länge geschnitten und ineinander gesteckt. Der Raum zwischen beiden Rohren wird mit Styropor oder Mineralwolle gedämmt. Seitlich soll dann ein rechteckiger Ausschnitt (durch beide Rohre, also bis in den Innenraum) erfolgen, dieser wird dann wieder mit einer Aluminiumplatte verschlossen. Auf der Aluplatte wird dann ein passendes Stück (Microfaser-)Stoff gespannt, welches von einer Wasserflasche über einen Schlauch und ein einstellbares Ventil permanent befeuchtet wird.

Soweit meine Idee. Das ganze soll so groß sein, das eine 0,5 Ltr Getränkeflasche hineinpasst. Auf der einen Seite fest verschlossen, auf der anderen ein Deckel zum öffnen. Angebracht wird der "Kühlschrank" seitlich längst am Motorrad, hängt also im Fahrtwind und weit genug weg von Motor und Auspuff. Die Wasserflasche zum befeuchten würde unterhalb der Sitzbank platz finden.

Meine Fragen sind also:

Wie groß muss die Verdunstungsfläche sein, um bei sommerlichen Temperaturen (ab 20 Grad aufwärts) 500 ml Flüssigkeit auf eine angenehme Trinktemperatur zu kühlen? (eine bereits vorgekühlte Flasche auf Temp zu halten sollte ja schon die Isolierung ermöglichen...)

Woher bekomme ich ein einstellbares Ventil zur Befeuchtung und eventuell eine dazu passende Schlauch-Schnellkupplung?

An ein Peltier-Element hatte ich auch schon gedacht, das hat aber einen ganz schönen Stromverbrauch, die 60-70 Watt sind bei einer Motorradlichtmaschine nicht immer übrig...
Außerdem bräuchte ich dazu noch eine Temperatursteuerung und eventuell sogar einen Lüfter für die "heiße" Seite...das scheint mir zu umständlich.

Danke schonmal für Eure Mühe.

Gruß Ric

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das würde ich zunächst mal nicht über die Verdunstungsfläche betrachten, sondern in einem ersten Schritt folgende Gedanken nehmen:

* Die Verdunstungswärme von Wasser ist ja so um die 2 MJ/kg, während die spezifische Wärmekapazität von Wasser rund 4 kJ/(kg*K) ist.

Man braucht also grob gesagt wohl so etwa mindestens 20 ml Wasser zum Verdunsten, um einen Liter Getränk um 10 Grad abzukühlen.

* Eine gute Isolierung wird man zwar brauchen, um zu vermeiden, dass die Trinkflasche aufgeheizt wird durch Sonneneinstrahlung, Wärmeaufnahme vom warmen Motorradmaterial oder von der warmen Umgebungsluft. Und mit so einer Isolierung kann man dann sicher schonmal ein kühles Getränk kühl halten mit dem Prinzip Thermoskanne.

Für eine Kühlwirkung bräuchte man allerdings sowohl die Fahrtwindzufuhr als auch einen ausreichend guten Wärmeübergang vom verdunstungsgekühlten Objekt (zum Beispiel hier dem Stoff) und dem Kühlschrankinhalt, zum Beispiel der Trinkflasche.

Für diesen Zweck und an dieser Stelle wäre also eher das Gegenteil einer guten Isolierung vonnöten.

----------

Ich würde vermuten, dass solche Überlegungen zunächst mal wesentlicher sein könnten als die Frage nach der Stofffläche.

Möglicherweise könnte es also ein gutes Ziel sein, zumindest den "Kühlstoff" möglichst schlecht vom Kühlschrank zu isolieren, um den Wärmeübergang fürs Kühlen stark genug zu machen.

Denn wenn man ein Stück befeuchteten Stoff um einen isolierten Behälter legt und in den Behälter eine Thermosflasche mit Trinkflüssigkeit, dann würde ich erstmal so gut wie keinen Kühleffekt erwarten, weil der von der guten Isolierung verhindert würde.

Ric76 · Anmeldungsdatum: 21.01.2011 Beiträge: 8

Hey, danke erstmal, das geht schon so in die Richtung, die ich meinte.

Natürlich hast Du recht mit der verdunstung auf der Isolierten Fläche, das wollte ich aber natürlich nicht so machen. Habe mich beim beschreiben wohl etwas schwergetan. An der Stelle, an der es den Ausschnitt in dem Kunststoff geben soll, soll dieser durch beide Kunststoffröhren (Außen- und Innenröhre, Dämmung wird an dieser Stelle dann auch ausgeschnitten) erfolgen, d. h. das man vor der Montage der Aluplatte an dieser Stelle bis in den Innenraum schauen kann. Man könnte dann auch noch die Aluplatte (in der Dicke der Isolation) von innen mit einer Verrippung ausstatten, dann wäre die Fläche zur Kühlung größer. Ich hoffe, jetzt war verständlich, wie ich es gemeint habe. grübelnd

Ach, wenn ich 20 ml Wasser brauche, um einen Liter Wasser um 10 Grad abzukühlen, welchen Zeitfaktor müsste ich dafür annehmen? Müssten die 20 ml auf einmal verdunsten oder nach und nach?

Gruß Ric

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die 20 ml sind einfach mal die grobe Mindestabschätzung mit der Annahme, dass keine Verluste auftreten (zum Beispiel kann der feuchte kühle Stoff durch den Kontakt mit dem warmen Fahrtwind ja auch Wärmeenergie aufnehmen) und das zu kühlende Getränk in der Zwischenzeit nicht durch andere Einflüsse wärmer wird.

Unter diesen idealisierten Annahmen spielt Zeit natürlich für die 20 ml keine Rolle.

Wenn man versucht, die Korrekturen für manche der Zusatzeffekte mit einzubeziehen, dann braucht man natürlich auch Verdunstungswasser fürs Kühlhalten, nicht nur fürs Abkühlen. Und von diesem zusätzlichen Verdunstungswasser braucht man umso mehr, je langsamer das Abkühlen erfolgt, und je größer der verbleibende "Wärmefluß" hinein ins Getränk ist, gegen den man noch "ankühlen" muss.

Ein ideales Szenario könnte also vielleicht sein, nur immer jeweils so kurz mit gutem Wärmekontakt kühlen wie unbedingt nötig, und während dem Rest der Zeit davor auf isolierten Thermoskannenbetrieb umschalten, zum Beispiel indem man das ganze wieder dicht in Alufolie einpackt oder so. Oder während dem Rest der Zeit das Getränk noch mehr oder weniger einfach warm lassen, also zum Beispiel in dem Kühlschrank ohne befeuchteten Stoff.

Dann wäre zum Beispiel die Trinkflasche während der normalen Fahrt einfach nur warm oder vielleicht isoliert kühlgehalten, und eine passende Anzahl von Fahrtkilometern (ausprobieren) vor der erwünschten Trinkpause schaltet man den Kühlschrank ein (zum Beispiel indem man anfängt, den Stoff zu befeuchten).

Ob man locker genug Verdampfungs-Kühlwasser dabei haben will, um es sich leisten zu können, ständig zu kühlen und dabei einen Großteil aufs Kühlhalten verschwendet und nicht fürs Runterkühlen nutzt, kommt sicher vor allem darauf an, welchen Anteil an mitgenommener Flüssigkeit man fürs Kühlen verschwenden möchte, und welchen man zum Trinken haben möchte.

(Wüstenbewohner auf Kamelen trinken sicher lieber mehr warmes Wasser als weniger kühles ... Augenzwinkern

)

Ric76 · Anmeldungsdatum: 21.01.2011 Beiträge: 8

Aha. Naja, umstellen von Kühlen auf Isolieren oder sogar mit Alufolie umwickeln wird nicht möglich sein......das Ganze soll ja auch noch möglichst cool aussehen.

Aber Du machst mir echt Mut, ich hätte ehr gedacht, das man mit so einer kleinen Verdunstungsfläche kaum was erreichen kann. Wasser zum Kühlen ist kein Problem, kann man ja zur Not bei jedem Tankstopp nachfüllen. Der generelle Vorrat wird so um 400 ml liegen.

Nur einen geeigneten Schlauch incl. Schnellkupplung und einem einstellbaren (Tropf)Ventil habe ich noch nicht gefunden.

Aber Danke erstmal, mal sehen ob noch jemand ne Idee (oder Erfahrungen) hat

Gruß Ric

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Die spannendste Frage könnte bei der ganzen Sache sein, wie viel von der "Kühle des Stoffes" auch wirklich bis ins Getränk hineintransportiert werden kann.

Vielleicht bietet sich da zum Testen (sommerliches Wetter vorausgesetzt ... Augenzwinkern

) erstmal etwas möglichst einfach konstruiertes an, vielleicht einfach mal eine mit Stoff umwickelte Flasche, auf die von oben Wasser drauftropft, um den Stoff zu tränken?

Oder noch einfacher, einfach mal so eine Flasche in nassen Stoff wickeln, passend befestigen und losfahren? Und vorher und nachher mit Thermometer messen, um wieviel Grad unter die Umgebungstemperatur man das Getränk damit kühlen kann? (Vielleicht das Tuch dazu vorher mit einer Mini-Briefwaage trocken und nass wiegen, um eine Größenordnung der Verdunstungs-Wassermenge abschätzen zu können).

Damit könnte man vielleicht auch am schnellsten mal Erfahrungswerte erhalten, wieviel der Fahrtwind wirklich verdunstungskühlt, und ob er statt dessen nicht einfach einen Großteil der Wassertropfen wegpustet, ohne sie zu verdunsten.

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

OT
Probleme gibt es... Wenn ich so an Bergtouren mit Rad zurückdenke, zehn Kilometer netter Anstieg mit klarer Sonne, Handtuch und Flasche, auf der Straße die Spur der Schweißtropfen. Da war die Temperatur des Wassers dann sowas von egal. smile

Ric76 · Anmeldungsdatum: 21.01.2011 Beiträge: 8

Keiner weiter mit Ratschlägen oder Erfahrungswerten?

StudentT · Anmeldungsdatum: 02.03.2009 Beiträge: 148

Hallo!

Da du explizit auch nach Erfahrungswerten fragst, kann ich dir folgendes erzählen. Auf einer der vielen Fahrten zum CERN nach Genf und zurück haben wir einen guten schweizer Käse gekauft, um ihn mit nach Deutschland zu nehmen. Eigentlich ein Hartkäse ist das Teil im Auto ziemlich weich geworden, woraufhin wir uns dachten, wir könnten ja versuchen, das Teil bis zur ersten Brotzeitpause in Deutschland doch mit Hilfe eines Tuchs, dem Wasser, das wir dabei hatten und der Höchstgeschwindigkeit von 110 km/h auf schweizerischen Autobahnen mit Verdunstungskälte abzukühlen und wieder hart zu bekommen. Also haben wir das Tuch mit Wasser getränkt, den Käse eingewickelt und das Tuch dann im Dachfenster eingeklemmt. Hat leider nicht funktioniert trotz einer Stunde Fahrtzeit. Lediglich die Oberfläche hat sich minimal kühler angefühlt. Mir scheint das recht ineffektiv zu sein aber vielleicht kann man es auch irgendwie optimieren. Deine Idee klingt zumindest nicht so schlecht. Der Behälter in deinem Kühlschrank sollte auf jeden Fall nicht aus Plastik sondern besser aus Metall sein und eng an der Aluplatte anliegen, damit ein guter Wärmeaustausch stattfindet.

Gruß
Markus

Ric76 · Anmeldungsdatum: 21.01.2011 Beiträge: 8

Ich danke allen für die Antworten und Erfahrungswerte. Habe mich nach langem hin und her dann doch für die Variante mit einem Peltier-Element entschieden. Habe für ganz wenige Taler bei Ebay einen kleinen Getränkedosenkühler gekauft, der hat schon ein Peltier-Element mit Steuerung und Lüfter. Daraus baue ich dann den kleinen Motorradkühlschrank.

Gruß Ric

franz · Anmeldungsdatum: 04.04.2009 Beiträge: 11583

Na denn: Gute Fahrt mit Schnee, Glatteis und Kühlschrank! smile