Kühlschrank Thermostat umbauen / Smart machen

BananaJoe

Also ein Nebenproblem ist das das Kühlen mit einem Lüfter viel effektiver ist. Und dadurch der Kühlschrank mehr arbeitet.

Hä?

Wenn Ihr euch die Grafiken von mir anseht, das sieht man das der Kühlschrank immer so mit 70 bis 80 Watt loslegt um dann nach kurzer Zeit sich auf 60 bis 62 Watt einzupendeln. Im ersten Moment legt der - relativ - laut los um dann in ein nicht störendes brummen überzugehen.

Mit dem Lüfter ist halt auch die Kühlung viel lauter.
Mal schauen, vermutlich lebe ich mit dem aktuellen Kompromiss und nehme mein Bier / Cola / Saft halt von hinten.

Oder der Lüfter läuft nur wenn gerade niemand im Haus ist.

Ein Kollege aus Süddeutschland hat mir was von "Salzwasserkältespeicher" erzählt mit dem der Kühlschrank über die Nacht kommt wegen Solarstrom ...

Ich lass das erst mal so laufen denke ich und schaue auch mal wie der Stromverbrauch sich einpendelt.
Vielleicht gibt es doch noch einen neuen Kühlschrank, kann ich dann ja mal gegen rechnen.

Angeblich / laut Hersteller verbraucht der Kühlschrank ja nur 132kWh im Jahr / 0,364kWh in 24h ... die Frage ist bei welcher Temperatur :-) Ich liege beim dreifachen (im Moment), dank Solar+Akku tut es gerade nicht so sehr weh

Edit: Mit meiner eigenen Steuerung per Shelly bin ich aber sehr zufrieden, der Umbau hat sich schon mal gelohnt. Und die Teile sind ja nicht weg wenn ich mal den Kühlschrank wechsle

UlliJ

@bananajoe sagte in Kühlschrank Thermostat umbauen / Smart machen:

Wenn Ihr euch die Grafiken von mir anseht, das sieht man das der Kühlschrank immer so mit 70 bis 80 Watt loslegt um dann nach kurzer Zeit sich auf 60 bis 62 Watt einzupendeln. Im ersten Moment legt der - relativ - laut los um dann in ein nicht störendes brummen überzugehen.

na ja, weiter oben bereits erwähnt

anfangs ist die Hilfswicklung zum Start des Kompressors aktiv. Das ist ein relativ dicker Draht -> Strom im Vergleich zur Hauptwicklung groß. Wenn der Motor dreht wird der PTC warm und damit hochohmig, die Hilfswicklung wird überbrückt -> Stromaufnahme sinkt
parallel muss der Verdichter den ausgeglichenen Kältekreis von einem niedrigen Druck und niedriger Temperatur im Verflüssiger (Rückseite des Kühlschranks) auf die stationären Werte pumpen. Der Verflüssiger hat Raumtemperatur beim Einschalten und muss erst einmal erwärmt werden um überhaupt Energie an den Raum abgeben zu können. Das ist Arbeit und braucht auch etwas Zeit.
Zeitgleich am Verdampfer. Hier wird jetzt Kältemittel vom Verdichter angesaugt, der Verdampfungsprozeß geht los und der Verdampfer kühlt ab -> entzieht dem Innenraum Energie. Die allerdings keine/wenig Energie benötigt.
zum Krach: die Pumpe ist ein Verdichter mit einem Kolben, die schwingenden Massen sind mit einem Gegengewicht auf der Kurbelwelle ausgeglichen. Das funktioniert eingermaßen in genau einem Punkt für Drehzahl und Druck. Darunter oder darüber schwingt die Pumpe/Motor in seinem Gehäuse. Das Teil steht auf Federn und je nach Qualität der Entkopplung zum Kühlschrank erzeugt das Schwingungen. Weitere Geräuschquelle ist der Verflüssiger auf der Rückseite, der durch Gaspulsation im Kältekreis zum Schwingen angeregt wird...fertig ist der Lautsprecher. Wenn alles seinen Betriebszustand erreicht hat wird das leiser, Gaspulsation ist reduziert und der Verdichter läuft auch rund.
Wenn die Physik dahinter gewünscht ist, grober qualitativer Ausflug ins Diagramm...

der graue Bereich ist der Nassdampfbereich des Kältemittels (Teile sind noch flüssig, nach rechts abnehmend)
Edit: die blaue Linie ist der Ablauf im Kältekreis.
links unten, nach rechts: Verdampfung des Kältemittels (am Übergang vom grauen Bereich sind 100% des Kältemittels verdampft), Abkühlen das Innenraums
rechts der Überhang zum grauen Bereich: Überhitzung des Dampfes um 100% Verdampfung zu gewährleisten
rechts unten nach rechts oben: pumpen des Kältemittels (Temperatur und Druck nehmen zu)
rechts oben nach links oben: Abkühlen des Kältemittels im Verflüssiger (Temperatur nimmt ab, Druck bleibt konstant), Energie vom 1. Schritt an den Raum abgeben.
links oben nach links unten: entspannen in der Kapillare

Der Energieanteil aus Verdampfung ist die Differenz auf der x-Achse zwischen links unten und rechts unten, der Verdichteranteil ist die x-Achsendifferenz zwischen rechts unten und rechts oben. Je nach Qualität des Verdichters wird der Punkt rechts oben nach links (besser) oder nach rechts (schlechter) verschoben. Die x-Achse ist die Enthalpie in kJ/kg, wenn wir den Massenstrom (kg/Zeit) des Verdichters kennen würden könnten wir den Energiebedarf für das Pumpen bestimmen.
Der COP ist der Quotient aus Verdampfungsanteil zu Verdichteranteil und hat keine Einheit.
Wenn Du jetzt also z.B. die Raumtemperatur erhöhst (Sommer) wird die obere Linie nach oben verschoben und der Verdichteranteil wird größer (Energieverbrauch steigt). Gleiches passiert wenn Du den Kühlschranktemperatur niedrig stellst (Absenken der unteren Linie).
Bei Dir trifft beides zu...sehr kalte Getränke und Aufstellung im Wohnraum.

Das Diagramm ist unter https://tlk-energy.de/phasendiagramme/druck-enthalpie zu finden.

Das mit den Gitterablagen ist eine gute Idee um die Konvektion im Schrank zu erleichtern. Der Lüfter, wenn dann überhaupt notwendig, könnte dann ein leiser Axiallüfter vom z.B. PC sein. Die Glasscheiben werden Bruch erleiden wenn Du den Glasschneider ansetzt, ist sehr wahrscheinlich vorgespanntes Einscheiben-Sicherheitsglas.

alles viel länger als gedacht. Einen schönen Feiertag allerseits:grin:

? Offline

@ullij

Super erklaert! An dieser Technik hat sich in den letzten 30 Jahren nicht viel geaendert, ausser das Kaeltemittel und die Regelung ( ich weiss, ist Physik, Planet Erde )

UlliJ

@ilovegym
Danke für die Blume, die Branche ist extrem konservativ und die Technik war einfach aber bewährt. Heute werden Energielabels, die keiner versteht, definiert und wir versuchen mit aufwendig geregelten Motoren, empfindlicher Elektronik usw. ein Zehntel mehr beim COP zu holen. Einseitig optimiert, an anderer Stelle holt uns die Physik wieder ein ... und wir haben nur ? im Gesicht. Die Produktion wird immer anspruchsvoller, 2µm Rundheit und Durchmessertoleranz im µ-Bereich bei normaler Umgebung und Uraltmaschinen ist schon ne Hausnummer.

@BananaJoe
Es gibt Normpunkte für Geräte bzw. Kompressoren, im Labor gemessen, an denen z.B. Eckdaten wie COP, Leistungsaufnahme etc. angegeben werden.
Für Wärmepumpen z.B. A7/35 (Aussentemperatur 7°C, heisse Seite 35°C), für Haushaltskompressoren habe ich die nicht mehr präsent... die grauen Zellen lassen nach

MartinP

@bananajoe said in Kühlschrank Thermostat umbauen / Smart machen:

Also ein Nebenproblem ist das das Kühlen mit einem Lüfter viel effektiver ist. Und dadurch der Kühlschrank mehr arbeitet.
Hä?

Es ist mit einem etwas höheren Energieverbrauch zu rechnen, auch wenn man den Verbrauch durch den Ventilator ausklammert...

Wenn der Kühlschrank vorher eine Temperaturschichtung hatte mit unten knapp über 0°C und oben fast 10°C, hat der Kühlschrank aufgrund der geringeren Außen/Innen Temperaturdifferenz im oberen Bereich weniger Kälteverluste, als im unteren Bereich... Falls man nun durch Luftumwälzung dafür sorgt, dass es keine Temperaturschichtung mehr gibt, sondern oben wie unten 0°C herrschen, gibt es natürlich im oberen Bereich mehr Kälteverluste, und der Kompressor müsste mehr arbeiten, um das auszugleichen ...
Wäre vielleicht interessant, das zu messen, aber schwierig, da man das eigentlich bei definierter Außentemperatur tun müsste, und den Kühlschrank während der Messzeit nicht öffnen, um überhaupt brauchbare Messergebnisse zu bekommen... Für mich wäre das schon eine Herausvorderung, wenn hinter der Kühlschranktür "kühles Blondes" lagert ;-)

opöl

@BananaJoe ,

sehr interessanter Beitrag. Bin gerade erst darauf gestoßen. Momentan beschäftige ich mich auch mit der Verbrauchsoptimierung meiner Kühlgeräte. Der Ansatz und die Voraussetzungen sind allerdings anders:
https://forum.iobroker.net/topic/74899/eigenverbrauchsoptimierung/9?_=1716927510636
Ich bekomme jedoch ein Timing Problem nicht in den Griff.

Daher denke ich darüber nach, eine batteriebetriebene Temperaturerfassung mittels ESP8266 WIFI Wireless Modul https://encr.pw/ILooN
aufzubauen und diese dem iobroker zur Steuerung vorzuwerfen. Da der Gefrierschrank aber keine im inneren erreichbare Energieversorgung hat (keine Lampe, die Temperaturwahl wird von einem Bedienfeld aus gemacht) und ich auch keine Löcher bohren möchte, bleibt nur die Batterieversorgung. Hat jemand mit so einem Konstrukt Erfahrung oder eine bessere Idee?

Vielen Dank auch für die Erläuterungen zum Einschaltverhalten und den Ruhezeiten, die zwischen den Einschaltzeiten einzuhalten sind.

Viel Erfolg weiterhin.

Gruß

MartinP

@opöl ich habe eine sehr dünne Zwillingslitze auf die Auflagefläche der Dichtlippe der Tür geklebt.

Doppelseitigen Klebeband, darauf die Leitung, ausgefüttert mit Teflonband, darüber Klebeband.

Unterdruck wird gehalten

Dieter_P

@opöl

also Batteriebetrieb und Kälte wie im Gefrierschrank klingt für mich suboptimal genau wie wie Regeloptimierung und Wireless insbesondere in Gehäusen wo Metallanteile (Alufolienbeschichtung) im Spiel sind

Bei mir am älteren Gefrierschrank gehen diverse Leitungen und Röhrchen auf der Rückseite durchs Gehäuse und das Loch ist mit einer Knetmasse verschlossen. Lässt sich also prima für solche Dinge nutzen. Bei dir nicht möglich?

BananaJoe

@opöl wie die anderen schon schrieben habe ich auch schlechte Erfahrungen mit batteriebetriebenen Temperatursensoren in Kühlgeräten gemacht. Ich hab Da sonst Zigbee-Sensoren eingesetzt. Die Batterie hält sonst etwa 1 Jahr oder mehr, in den Kühlschränken / -boxen ist die aber schnell leer, ich schätze 2 bis 3 Monate maximal.

Da einfach Löcher in die Wand zu bohren ist vielleicht wirklich etwas extrem, mein Kühlschrank hatte aber ja gebraucht nur 100 Euro gekostet, da habe ich das riskiert (der kann jetzt aber nur noch irgendwo stehen wo die rechte Seite an der Wand ist, wenn meine Frau das sehen würde bekäme die einen Anfall)

opöl

@bananajoe und @all,

habe ich mir fast gedacht, dass der Batteriebetrieb bei so niedrigen Temperatuten eh suboptimal ist. Das mit den Knetmasse Abdichtungen der Durchführungen auf der Rückseite sehe ich mir gelegentlich einmal an. Ist ein relativ großer Aufwand, weil wegen des kleinen Kellers alles ziemlich verbaut ist. Bleibt möglicherweise als beste Lösung die Stromzuführung per flexibler Folienleitung über die Türdichtung.
@MartinP , Du hast Deine Leitung auf die Dichtung am Kühlschrank geklebt, sie sitzt also zwischen Tür- und Schrankdichtung und beeinträchtigt die Dichtfunktion nicht, richtig?
Dann noch eine Frage an die Kompressor Fachleute:
Wenn die Abstände zwischen den Einschaltzeiten so gewählt werden, dass der Druckausgleich wie weiter oben beschrieben nicht beeinträchtigt wird (Bei mir sind problemlos 20 Minuten möglich) ist es dem Kompressor egal, ob er mit dem eigenen Bimetall oder über die Steckdose eingeschaltet wird?
Das heißt, das Schalten über eine Shelly Steckdose hat keine negativen Auswirkungen? In dem Fall könnte ich mich von der Idee in meinem oben genannten Beitrag trennen, wo ich ja die Intention verfolge, die Geräte nur leistungslos zu schalten und das Schalten der Kompressoren der internen Technik zu überlassen.

Über die WLAN Anbindung mache ich mir weniger Gedanken, weil direkt auf dem Gefrierschrank ein Repeater steht. Den brauche ich eh, um den in der Nähe befindlichen Hichi Lesekopf mit meinem WLAN (im EG) zu verbinden.

Gruß

Dieter_P

@opöl said in Kühlschrank Thermostat umbauen / Smart machen:

Dann noch eine Frage an die Kompressor Fachleute:
Wenn die Abstände zwischen den Einschaltzeiten so gewählt werden, dass der Druckausgleich wie weiter oben beschrieben nicht beeinträchtigt wird (Bei mir sind problemlos 20 Minuten möglich) ist es dem Kompressor egal, ob er mit dem eigenen Bimetall oder über die Steckdose eingeschaltet wird?

Bin zwar kein Kompressorfachmann, aber mein Ohmmeter hat mir eine direkte Verbindung der Zuleitung zum Thermostat verraten. Entsprechend kann ich keinen Unterschied erkennen, ob nun das eingebaute Thermostat schaltet oder eine Steckdose davor, bis auf die starke Vermutung, dass der Kontakt am Thermostat für so etwas qualitativ hochwertiger ausgeführt ist und die Abrissfunken dort tendentiell eher geringere erwartbare Folgen haben. Anderseits habe ich zu mindest nicht vor den Kompressor jetzt mit PWM anzusteuern :grin:

BananaJoe

@dieter_p Das mit dem "Abrissfunken" kommt ja vielleicht auch noch auf die Leistung des Kühlschrankes an. Meiner braucht - beim Start - bis zu 80W um dann innerhalb von 1 bis 2 Minuten auf 60 Watt abzusinken.
Ich vermute der Funke ist bei diesen Leistungen auch da, aber eher gering.

Chaot

@bananajoe Das kann ich mir bei einem Kompressorkühlschrank fast nicht vorstellen.
Wenn der 60 W Dauerleistung hat dürfte der beim Start normalerweise bis auf ca. 180 - 200 W hochgehen.

BananaJoe

@chaot ok, dann wird das an der Messungenauigkeit liegen. Ich lasse mir ja nur alle 60 Sekunden einen Messwert geben. Kann natürlich sein das der Wert höher liegt

BananaJoe

@chaot sagte in Kühlschrank Thermostat umbauen / Smart machen:

Wenn der 60 W Dauerleistung hat dürfte der beim Start normalerweise bis auf ca. 180 - 200 W hochgehen.

Nachtrag: Wie könnte man denn solche Spitzen erfassen? Also die maximale Einschaltleistung/-strom?
Muss mal schauen ob es da etwas für Tasmota gibt, könnte ja ggf. mit einer Rule gehen ...

~~Edit 1: Na Super, für Tasmota hab ich etwas gefunden ... aber den Kühlschrank betreibe ich ja mit Original-Shelly-Firmware~~
Der Shelly schaltet nur, davor ist noch ein Tasmota-Plug zum messen:

rule1 on energy#power[1] > %mem1% do mem1 %value% endon
rule1 1

setzt die Variable mem1 auf den am höchsten gefundenen Wert, geprüft wird bei jeder Leistungsänderung.
per

mem1

in der Konsole kann man den aktuellen Wert abrufen (und der wird dann auch per RESULT per MQTT versendet)
Wenn man per cmd über MQTT den "Befehl" mem1 senden würde, käme dann auch direkt das RESULT
Hier gefunden: https://github.com/arendst/Tasmota/discussions/18020

BananaJoe

Ach, hätte ich das mal nicht gemacht ...

die Einschaltleistung liegt bei 1.376W ... / 5,9A ... aber auch nur für ein Sekündchen.

Chaot

@bananajoe :scream: So schnell kann man sich bei Motoren täuschen :blush:

Dieter_P

@bananajoe said in Kühlschrank Thermostat umbauen / Smart machen:

Ach, hätte ich das mal nicht gemacht ...

die Einschaltleistung liegt bei 1.376W ... / 5,9A ... aber auch nur für ein Sekündchen.

Nuja nicht so unerwartbar genauso wie man fragen darf wieviel Messfehler dadrin steckt....schreibst was von Messung mit Tasmota.....aber das nur Nebensache

Was ich andeuten wollte, dass mir ein Kontakt über den mal im Einchaltmoment ~1000W hüpfen und es Abrissfunken im Ausschaltmoment etc gibt, mir besser gefällt wenn er möglichst weit entfernt von irgendwelcher Elektronik /insbesondere Funkgeschichten ist. In einer schaltbaren Steckdosen, hat man das alles schön eng in einem Gehäuse beieinander. Das hat nicht nur Vorteile.

UlliJ

@bananajoe sagte in Kühlschrank Thermostat umbauen / Smart machen:

Ach, hätte ich das mal nicht gemacht ...
die Einschaltleistung liegt bei 1.376W ... / 5,9A ... aber auch nur für ein Sekündchen.

wenn Du den realen Wert wirklich sehen würdest...
Zum Einschaltzeitpunkt verhält sich der Motor wie ein Trafo mit kurzgeschlossener Sekundärseite (Asynchronmotor mit Kurzschlußläufer). Da gibt es eine Stromspitze die ein paar ms (10-20) am Leben ist. Mit 1sek Abtastung ist das reiner Zufall überhaupt etwas zu sehen und die Spannung zum Einschaltzeitpunkt ist auch noch variabel.
In Deinen charts siehst Du nicht den Abfall der Einschaltspitze, sondern das stabilisieren des Kältekreises (der Temperaturen).

UlliJ

@bananajoe sagte in Kühlschrank Thermostat umbauen / Smart machen:

Nachtrag: Wie könnte man denn solche Spitzen erfassen? Also die maximale Einschaltleistung/-strom?

wie genau möchtest Du es haben?
dann z.B. so etwas (Zimmer LMG95) https://www.zes.com/de/Produkte/Vorgaengerprodukte/Messgeraete-und-Energiezaehler/LMG95
das ist ein 400mm Geschütz für einen Floh:face_with_rolling_eyes: . Und ob iobroker fähig?

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