Kühlschrank - Benötigte Leistung - Beim Start - Im Betrieb?

2 Antworten

Gemäss deinem Kommentar willst du normale 230V-Kühlschränke an 12V betreiben.

  • Ideal wäre, wenn du gleich solche beschaffst, die für Campingverwendung gedacht und designt sind, also für Niedervolt und DC. Solche sind allerdings in der Kühlleistung begrenzt.
  • Wenn du einen Spannungswandler einsetzt, ist entscheidend, dass er nicht beim extremen Startstrom des Kühlschranks auf Störung geht (also Überlast oder Kurzschluss detektiert). Das wird dir aber kaum ein Hersteller oder Händler garantieren können! Deine Messung mit dem Spitzen-Startstrom kann auch ungenau gewesen sein. Es hilft nur austesten.
  • Zudem muss du im worst case annehmen, dass zwei Kühlschränke gleichzeitig starten wollen. Von daher würde ich für jeden KS einen eigenen Spannungswandler vorsehen, oder mit einer Relaisschaltung verhindern, dass sie gleichzeitig starten können.

Zur deiner eigentlichen Frage:

  • Deine Messung ist ungefähr realistisch, der Anlaufstrom kann aber auch das 10-20fache des Betriebsstroms sein.
  • Der Betriebsstrom (Kompressor läuft) entspricht etwa dem, was das Typenschild als Maximalleistung angibt. Eben so 40-100 Watt.
  • In den Ruhezeiten des Kompressors brauchen die meisten Kühlschränke null Strom, gar nix.

Zu deiner zweiten Frage:

Meine Batterie hat 110 Ah. Bei P = U * I und damit P = 12 Volt + 110 Ah komme ich auf eine Leistung von 1.320 Watt bei der Batterie. Reicht es aus wenn die Wattzahl der Batterie größer als die Wattzahl der Dauerleistung des Spannungswandlers ist oder muss die Wattzahl der Batterie größer als die Spitzenleistung des Spannungswandlers sein?

Das kannst du nicht so rechnen!
110Ah ist die Kapazität, nicht die Stromstärke.

Autobatterien (Starterbatterien) haben zwar meist hohe Startströme für den Anlasser (die sind oft auf der Batterie angeben, z.B. 200A), aber das sind keine Dauerströme.
Normale Blei- oder andere Akkus (z.B. Solarakkus) sind niemals für solche Monsterströme konzipiert und gehen in Kürze kaputt. Du müsstest also unbedingt Starterbatterien nehmen für dein Kühlschrankkonzept.
Die Startleistung des Kühlschranks sollten diese Batterien dann liefern und verkraften können (sofert der Spannungswandler diese Leistungsanforderung eben an die Batterie weitergibt und nicht auf Störung geht).

Den Energieinhalt der Batterie kannst du hingegen so berechnen: Ah mal V.
In deinem Fall also 12V * 110A = 1320Wh = 1,32kWh.
Dies gibt dir einen Hinweis, wie lange dieses System autonom funktionieren kann.

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@atoemlein
Den Energieinhalt der Batterie kannst du hingegen so berechnen: Ah mal V. In deinem Fall also 12V * 110A = 1320Wh = 1,32kWh. Dies gibt dir einen Hinweis, wie lange dieses System autonom funktionieren kann.

Zwei Fragen dazu:

  1. Die drei Kühlschränke haben ja in der Summe 220 Watt Nennleistung. Bedeutet das mit der genannten 110 Ah Batterie (1,32 kWh) könnte ich die drei Kühlschränke 6 Stunden lang (1.320 Wh / 220 W = 6 h) betreiben?
  2. Nach 6 Stunden wäre die Batterie ja dann leer. Was bedeutet denn dann leer? Hat die Batterie dann 0 Volt? Ich vermute 0 Volt ist falsch? Vermutlich wird die Spannung von 13,0 Volt (voll) auf 10,0 Volt (leer) abfallen. Ab 10,0 Volt (oder mehr oder weniger, keine Ahnung) kann die Batterie dann den Spannungwandler nichtmehr betreiben. Korrekt?
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@Chris123456789A
  1. So ist es, hast richtig gerechnet. Die Durchschnittsleistung ist wohl sogar geringer, weil sie ja nicht dauernd laufen, also wäre die Betriebsdauer noch länger. Falls die Kapazität stimmt. Es hängt aber davon ab, bis zu welcher Minimalspannung des Akkus der Wandler noch arbeitet.
  2. Die Kapazitätsangaben sind meist nicht normiert. Das wird verschieden ermittelt. Aber gemeint ist sicher nicht null Volt. 10V wäre auf jeden Fall "leer", ev. sogar schon vorher.Unter die Minimalspannung darf man einen Akku nicht entladen, sonst leidet er stark und das verkürzt die Lebensdauer und schmälert die Kapazität.
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@atoemlein

Wie hoch ist denn die Minimalspannung der Batterie?

Wie verhindere ich das die Batterie unter die Minimalspannung entladen wird?

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@Chris123456789A

Dafür gibt es elektronische Wächter, google nach Tiefentladeschutz und dem Akkutyp.

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oder mit einer Relaisschaltung verhindern, dass sie gleichzeitig starten können.

Diese Lösung wäre prima, kannst du mir genauer erklären was ich für solch eine Relaisschaltung benötige bzw. wie ich so etwas konkret baue?

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@Chris123456789A

Das mit der Relaisschaltung klingt einfach, wenn man die Anlage vor sich hat, die Geräte kennt, und genau weiss, was man will, insb. bezüglch Kühlleistung (Umgebungstemperatur, wie lange muss ein Gerät laufen und pausieren, damit es eine bestimmte Temp. halten kann usw.).
Bei dir wäre ja nicht das gleichzeitige Laufen von 2 oder 3 Kühlschränken das Problem, sondern das gleichzeitige Starten von 2.
Oder allenfalls das Starten des einen, wenn schon zwei andere laufen.

Am einfachsten wäre ein Timer oder eine 3kanalige Schaltuhr, welche die Geräte nur zu bestimmten Zeiten und nacheinander startet, aber dann weiss man nicht, ob die Kühlleistung genügt.

Ist also nicht so einfach und für mich/uns in Ferndiagnose fast unmöglich.

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Dieser rel moderne hat 80W im Nennbetrieb. Anlaufstrom kann durch aus 5x-8x so hoch sein. Kommt auf das Alter und Größe des Gerät an, und wofür es gemacht wurde. Ob es also schnell runter kühlen soll, oder nur im Haushalt für bisschen Wurst ist. In deinem Foodtruck wirst Du größere drin haben, die auch bei häufigem öffnen schnell wieder runter kühlen können. Entsprechend schätze ich (wie in deiner anderen Frage schon erwähnt) mit vlt 200-250W. Der muss ja viel mehr leisten, wie ein Küchenkühlschrank, der nur 3-8x am Tag kurz geöffnet wird. Du schmeißt ja wahrscheinlich andauernd sachen rein, holst sie wieder raus, wieder rein ect... Das schafft ein normaler Kühlschrank von der Kühlleistung gar nicht, so schnell wieder kalt zu werden, das die Ware darin nicht doch warm wird und verdirbt.

Ergänzung... Der Startstrom tritt bei JEDEM Kompressoranlauf auf. Nicht nur beim ersten Einstecken... Also immer, wenn der Kompressor anspringt, benötigt er kurz viel Leistung. Dann geht er auf die Nennleistung. Ist der Kompressor aus und die Tür zu, das kein Licht leuchtet, verbraucht der Kühlschrank eig nichts mehr. Ggf für die Regelelektronik, wenn er nicht über Temperaturschalter, sondern elektronisch geregelt ist.

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Nehmen wir an ich möchte ausschießlich die drei Kühlschränke auf der Fahrt zum Verkaufsstandort nutzen. Ofen, Kühlvitrine und andere Verbraucher schließe ich während der Fahrt nicht an. Die Nennleistung der drei Kühlschränke habe ich mit diesem Gerät gemessen:

https://www.amazon.de/gp/product/B01IDMHYMS/ref=oh_aui_detailpage_o02_s00?ie=UTF8&psc=1

Sie ist wie folgt:

  • Kühlschrank 1: 60 Watt (Anlaufleistung bis zu 480 Watt / Faktor 8)
  • Kühlschrank 2: 70 Watt (Anlaufleistung bis zu 560 Watt / Faktor 8)
  • Kühlschrank 3: 90 Watt (Anlaufleistung bis zu 720 Watt / Faktor 8)
  • ------------------------------------------------------------------------------------------
  • Summe Nennleistung Kühlschränke: 220 Watt
  • Summe Spitzenleistung Kühlschränke: 1.760 Watt (220 Watt * 8)

Dieser Spannungswandler

https://www.amazon.de/gp/product/B07DPKWN8L/ref=oh_aui_search_detailpage?ie=UTF8&psc=1

liefert 600 Watt Dauerleistung und 1.200 Watt Spitzenleistung. Die Nennleistung der Kühlschränke (210 Watt) kann wohl problemlos durch den Spannungswandler abgedeckt werden. Problem ist die Spitzenleistung. Mit 1.760 Watt Spitzenleistung bin ich 560 Watt über den maximalen 1.200 Watt.

Wie löse ich das am besten:

  1. Neuen Spannungswandler (mit 1.000 Watt Dauerleistung und 2.000 Watt Spitzenleistung) kaufen z.B. diesen: https://www.amazon.de/gp/product/B07DPJ2DRW/ref=oh_aui_search_detailpage?ie=UTF8&th=1
  2. Den jetzigen Spannungswandler behalten und die Kühlschränke durch Zeitschaltuhren zeitversetzt starten, so das nicht alle drei Kompressoren gleichzeitig laufen können.

Noch eine andere Frage:

Meine Batterie hat 110 Ah. Bei P = U * I und damit P = 12 Volt + 110 Ah komme ich auf eine Leistung von 1.320 Watt bei der Batterie. Reicht es aus wenn die Wattzahl der Batterie größer als die Wattzahl der Dauerleistung des Spannungswandlers ist oder muss die Wattzahl der Batterie größer als die Spitzenleistung des Spannungswandlers sein?

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@Chris123456789A

Um erst mal auf den Gleichzeitigkeitsfaktor der Kühlgerätestarts zu kommen. Ja, der Spannungswandler muss die Spitzenleistung liefern können. Zeitschaltuhren verzögern nur beim ersten Start. Wenn die dann mal alle gekühlt haben, kannst Du damit nicht beeinflussen, ob die nicht doch mal zusammen starten. Dafür müsste eine Elektronik erstellt werden, die bei Startvorgang eines Kühlgerätes dann den Start eines anderen nicht bereits laufendem Kühlgerätes kurzzeitig sperrt. Würde eher auf höhere Spitzenleistung setzen.

Du hast doch ein Messgerät für den Verbrauch. Hat das vlt einen Modus für Momentanleistung, Durchschnittsleistung und Spitzenlasten? Dann könntest DU es einfach mal 2 Tage / Kühlgerät dran lassen und hättest einen rel zuverlässigen maximalen Anlaufstrom aufgezeichnet.

Die Momentanleistung der Batterie (was maximal entnommen werden kann) ist nicht das, was Du berechnet hast. Das ist nur die Gesamtspeichermenge. Theoretsich also 1h lang 1320W. Eher aber 10h lang 132W. Denn bei hoher Last bricht die Spannung schneller zusammen und deshalb bekommst Du nicht so viel aus der Batterie entladen, bis der Tiefentladeschutz anspricht.

Was die Batterie angeht. Gehe davon aus, das Du die Batterie nicht so weit entladen bekommst. Denke, ca 90% wirst Du effektiv nutzen können. Gerade, wenn die leer geht und dann ein Anlaufstrom kommt, bricht die Spannung durch die Belastung ggf kurz soweit ein, das der Tiefentladeschutz anspricht und der Wandler abschaltet.

Dazu kommt, das so ein Wandler vlt 85% Wirkungsgrad hat. Also 15% der Akkuleistung geht in den Wandler und kommt bei den Verbracuchern gar nicht an. Macht dann in etwa noch 76% geschätzt, was Du von den 1320Wh nutzen kannst. Macht also ca 1kWh.... Bei 220W Dauerleistung wäre das dann 4,5h ca... Dadurch, das die Kühlgeräte aber auch abschalten, können es, je nach guter Isolierung der Geräte auch bis zu 8h oder werden. Dafür müsstest Du dann wieder messen, wie viel die Geräte im Durchschnitt/h verbrauchen. Also mal 6h messen und schauen, wie viel kWh die in 6h tatsächlich verbraucht haben.

Welches Verbrauchsmessgeröt hast Du denn, vlt kann man mal schauen, was es tatsächlich alles messen kann...

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