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Passive Kühlbox
 
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Rubi



Anmeldungsdatum: 13.06.2020
Beiträge: 4

Beitrag Rubi Verfasst am: 13. Jun 2020 22:52    Titel: Passive Kühlbox Antworten mit Zitat

Habe eine physikalische Frage zu einer Kühlbox, die ich in meinem Wohnmobil haben will.

Ich habe einen bestimmten Raum zur Verfügung, sagen wir eine Box mit den Außenmaßen 60 x 40 x 40.
Das Ziel ist es dabei, bei heißen Temperaturen Lebensmittel über einen möglichst langen Zeitraum kühl halten zu können.

Ist es jetzt besser, eher dünnere Wände zu haben, um in der Box dann eine große Menge Eis einfüllen zu können?

Oder ist es besser, die Wände so dick wie möglich zu bauen. Dann geht weniger Eis in die Box (geringere Kältemasse), aber dafür ist die Dämmung wesentlich besser?

Welches Kältemittel ist besser:
Viele kleine Eiswürfel, die eine große Oberfläche haben?
Oder lieber möglichst große Blöcke mit geringer Oberfläche?
Aber die füllen den Raum dann nicht so gut aus, weil ich ja auch noch die Lebensmittel dazwischen habe und dadurch den Raum weniger gut ausnutze, oder?
Oder spielt nur die Masse des Eises eine Rolle, die Oberfläche ist aber egal?

Welches Kühlmittel ist am Besten:
Salzwasser hat ja einen tieferen Gefrierpunkt, aber hat das überhaupt Vorteile, wenn es darum geht eine längere Kühldauer zu erhalten?

Ich hoffe ihr könnt meine Fragen beantworten!
Brillant



Anmeldungsdatum: 12.02.2013
Beiträge: 1725
Wohnort: Hessen

Beitrag Brillant Verfasst am: 14. Jun 2020 09:22    Titel: Antworten mit Zitat

Ich wäre jetzt nicht auf die Idee gekommen, im Wohnmobil mit Eis zu kühlen. Woher bekommst du Eis, wenn du unterwegs bist?

Wie wäre es denn, die Verdunstungskälte von Wasser zu nutzen? Dafür müsste die Box mit einem Stoff (Badetuch) umhüllt und von einem tropfenden Wasservorrat genässt werden.

Die Wandung kann dann recht dünn sein und du hast mehr Inhalt.

Ein gewisser Luftzug m Wohnmobil wäre förderlich.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 2786

Beitrag DrStupid Verfasst am: 14. Jun 2020 16:29    Titel: Re: Frage zur passiven Kühlbox. Antworten mit Zitat

Rubi hat Folgendes geschrieben:
Ich habe einen bestimmten Raum zur Verfügung, sagen wir eine Box mit den Außenmaßen 60 x 40 x 40.
Das Ziel ist es dabei, bei heißen Temperaturen Lebensmittel über einen möglichst langen Zeitraum kühl halten zu können.

Ist es jetzt besser, eher dünnere Wände zu haben, um in der Box dann eine große Menge Eis einfüllen zu können?


Das ist eine interessante Optimierungsaufgabe. Unter der Annahme, dass die Wände dünn sind und der Innenraum komplett mit Eis gefüllt ist, komme ich auf die Gleichung



wobei x die optimale Dicke der Wände ist. Mit Deinen Werten ergibt das x=11. Das ist zwar nur eine grobe Schätzung und in der Realität soll neben dem Eis auch noch Lebensmittel in der Kiste liegen, aber es genügt um zu sagen, dass die Wände möglichst nicht dünn sein sollten. Eine bessere Wärmedämmung reduziert auch die Sauerei mit dem aufgetauten Wasser.


Brillant hat Folgendes geschrieben:
Woher bekommst du Eis, wenn du unterwegs bist?


An der Tankstelle.
Rubi



Anmeldungsdatum: 13.06.2020
Beiträge: 4

Beitrag Rubi Verfasst am: 14. Jun 2020 17:58    Titel: Antworten mit Zitat

Brillant hat Folgendes geschrieben:
Ich wäre jetzt nicht auf die Idee gekommen, im Wohnmobil mit Eis zu kühlen. Woher bekommst du Eis, wenn du unterwegs bist?


Das Eis bekomme ich zunächst einmal aus der eigenen Gefriertruhe, bevor ich losfahre.
Später gibt es dann verschiedene Möglichkeiten.
Eis aus der Tankstelle (ist teuer) oder Tiefkühlgemüse, welches man später essen kann.
Ich plane aber, dass die passive Box mind. 7 Tage durchhält, und länger bin ich meist gar nicht unterwegs.


Brillant hat Folgendes geschrieben:
Wie wäre es denn, die Verdunstungskälte von Wasser zu nutzen? Dafür müsste die Box mit einem Stoff (Badetuch) umhüllt und von einem tropfenden Wasservorrat genässt werden.


Ich glaube nicht, dass dies gut funktioniert.
Bosch hat so etwas mal für Afrika entwickelt, ist aber wohl eher ein Marketinggag. Hier verkauft wird es nicht.
https://www.bosch.com/de/stories/freshbox-lebensmittel-kuehlen-ohne-strom/
In der Box soll es dann bis zu 10 Grad kälter werden als in der Umgebung, also selbst wenn das Auto im Schatten parkt im Hochsommer, schafft man keinen großen Effekt und die Luftfeuchtigkeit muss niedrig sein!
Rubi



Anmeldungsdatum: 13.06.2020
Beiträge: 4

Beitrag Rubi Verfasst am: 14. Jun 2020 18:25    Titel: Re: Frage zur passiven Kühlbox. Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Rubi hat Folgendes geschrieben:
Ich habe einen bestimmten Raum zur Verfügung, sagen wir eine Box mit den Außenmaßen 60 x 40 x 40.
Das Ziel ist es dabei, bei heißen Temperaturen Lebensmittel über einen möglichst langen Zeitraum kühl halten zu können.

Ist es jetzt besser, eher dünnere Wände zu haben, um in der Box dann eine große Menge Eis einfüllen zu können?


Das ist eine interessante Optimierungsaufgabe. Unter der Annahme, dass die Wände dünn sind und der Innenraum komplett mit Eis gefüllt ist, komme ich auf die Gleichung



wobei x die optimale Dicke der Wände ist. Mit Deinen Werten ergibt das x=11. Das ist zwar nur eine grobe Schätzung und in der Realität soll neben dem Eis auch noch Lebensmittel in der Kiste liegen, aber es genügt um zu sagen, dass die Wände möglichst nicht dünn sein sollten. Eine bessere Wärmedämmung reduziert auch die Sauerei mit dem aufgetauten Wasser.


Brillant hat Folgendes geschrieben:
Woher bekommst du Eis, wenn du unterwegs bist?


An der Tankstelle.


Ah, Danke für die Rechnung!
11 Zentimeter nehme ich an? Und das gilt dann pro Seite?

Ich dachte zunächst, je dicker die Dämmung desto besser, aber dann war ich mir unsicher wegen der Kältemasse!

Aber da ich auf 11 Zentimeter sowieso nicht komme, weil sonst der Stauraum zu klein wird, kann ich die Dämmung also so dick bauen wie möglich, oder?

Hast Du noch eine Idee zur Problematik viele kleine Würfel im Vergleich zu grösseren Blöcken? Oder ist so etwas in der Theorie nicht zu berechnen?

Hier hat - zugegeben der Hersteller des Produktes - einen Test mit seinen Eisboxen im Sommer gemacht und bei der großen Box hat das Eis immerhin 19 Tage gehalten:

https://www.youtube.com/watch?v=SUTahvIGvqo&feature=youtu.be
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 2786

Beitrag DrStupid Verfasst am: 14. Jun 2020 19:54    Titel: Re: Frage zur passiven Kühlbox. Antworten mit Zitat

Rubi hat Folgendes geschrieben:
11 Zentimeter nehme ich an?


Wenn Deine Maße in cm sind, dann ja.

Rubi hat Folgendes geschrieben:
Und das gilt dann pro Seite?


Genau.

Rubi hat Folgendes geschrieben:
Aber da ich auf 11 Zentimeter sowieso nicht komme, weil sonst der Stauraum zu klein wird, kann ich die Dämmung also so dick bauen wie möglich, oder?


So ist es.

Rubi hat Folgendes geschrieben:
Hast Du noch eine Idee zur Problematik viele kleine Würfel im Vergleich zu grösseren Blöcken? Oder ist so etwas in der Theorie nicht zu berechnen?


Je größer die Oberfläche, desto schneller taut das Eis. Ein großer Block taut also langsamer als viele kleine Eiswürfel. Alternativ kann man Eiswürfel in ein Behältnis füllen - vorzugsweise eines das wasserdicht verschließbar ist. Dann hat man sowas wie ein Kühlakku, nur mit dem Vorteil, dass man Eis nachfüllen kann anstatt es in eine Tiefkültruhe zu legen und ewig zu warten bis der Inhalt wieder gefroren ist.
Rubi



Anmeldungsdatum: 13.06.2020
Beiträge: 4

Beitrag Rubi Verfasst am: 15. Jun 2020 10:01    Titel: Re: Frage zur passiven Kühlbox. Antworten mit Zitat

DrStupid hat Folgendes geschrieben:


Je größer die Oberfläche, desto schneller taut das Eis. Ein großer Block taut also langsamer als viele kleine Eiswürfel. Alternativ kann man Eiswürfel in ein Behältnis füllen - vorzugsweise eines das wasserdicht verschließbar ist. Dann hat man sowas wie ein Kühlakku, nur mit dem Vorteil, dass man Eis nachfüllen kann anstatt es in eine Tiefkültruhe zu legen und ewig zu warten bis der Inhalt wieder gefroren ist.


Soweit klar.

Die Frage war anders gemeint:

Was wird schneller tauen:
10 Kilo Eiswürfel, mit denen eine Box randvoll gefüllt ist, und in den Eiswürfeln liegen 5 Dosen Bier.

Oder die gleiche Box in denen zwei mal 2,5 Kilo Eis liegen in "Blöcken", und da zwischen stehen die 5 Dosen Bier.
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 2786

Beitrag DrStupid Verfasst am: 15. Jun 2020 12:00    Titel: Re: Frage zur passiven Kühlbox. Antworten mit Zitat

Rubi hat Folgendes geschrieben:
Was wird schneller tauen:
10 Kilo Eiswürfel, mit denen eine Box randvoll gefüllt ist, und in den Eiswürfeln liegen 5 Dosen Bier.

Oder die gleiche Box in denen zwei mal 2,5 Kilo Eis liegen in "Blöcken", und da zwischen stehen die 5 Dosen Bier.


5 kg Eisblöcke werden sicher schneller tauen als 10 kg Eiswürfel. Für den Fall, dass die Massen gleich sind, gilt das, was ich oben geschrieben habe.
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