Als je in de zomer naar Zuid-Europa gaat met temperaturen van soms ver boven de dertig graden en je hebt een zgn absorptie-koelkast, dan wil die met dergelijke temperaturen nog wel eens moeite hebben om de koelkasttemperatuur laag te houden. Hoe komt dat?
Werking van de absorptie-koelkast
Als ons lichaam te warm dreigt te worden gaan we zweten. Het water op onze huid verdampt en dat geeft een koelend effect. Nog beter gaat het als je wat eau de cologne op je huid doet. De alcohol hierin verdampt sneller dan water. In bijna alle koelmachines wordt gebruik gemaakt van het koelend effect van de verdamping van een vloeistof. Natuurkundig is het effect simpel te verklaren. In een vloeistof zitten de moleculen dicht op elkaar en in gasvorm op grote afstand. Het kost energie om de moleculen uit elkaar te drijven en als die energie uit de lucht wordt gehaald in de koelkast, dan daalt die (lucht)temperatuur.
In een koelmachine voer je warmte toe op een heel lage temperatuur. Dat is genoeg om vloeistoffen als ammoniak en propaan te laten verdampen. De meeste absorptiekoelkasten in campers werken met ammoniak als koudemiddel dat onder een druk van maximaal 35 Bar is gebracht. Een klein lekje in de leidingen en je bent bijna al jouw koelmiddel kwijt en dat ruik je onmiddellijk!
Het proces stopt snel als je het verdampte koudemiddel niet afvoert. Bij een absorptiekoelmachine wordt de ammoniakdamp geabsorbeerd in water. Met absorptie alleen is er nog geen kringloop gerealiseerd, want naar- mate er meer ammoniakdamp in het water is opgenomen, daalt de kracht van de opname/absorptie. Het water moet worden geregenereerd om de opname van damp op gang te kunnen houden. Dat gebeurt in de generator. Door verwarming wordt de ammoniak weer uit het water verdampt. Het geregenereerde water kan dan terug naar de absorber om weer ammoniak op te nemen.
De ammoniakdamp die in de generator vrijkomt, wordt in de condensor weer vloeibaar gemaakt. De vloeistof kan dan terug naar de verdamper en daarmee is de kringloop rond.
Hier de theorie in praktijk: een foto van de achterkant van de koelkast waarin je ziet:
- Condensor
- Schoorsteenaansluiting met afvoer naar de buitenlucht
- Schoorsteen met warmteverdeler
- Absorber
- Absorptievat
- Kookvat gevuld met ammonia
Zoals verdamping energie kost, levert condensatie energie op. Voor koelmachines is het lastig dat de warmte van de condensor weer moet worden afgevoerd. Bij een compressiekoel- machine moet ongeveer 30 procent meer warmte worden afgevoerd dan er aan koude wordt geleverd. Bij absorptiekoelmachines ligt dat veel hoger. Bij een eenvoudige enkeltrapsmachine is het zelfs meer dan het dubbele.
Het probleem ligt eigenlijk bij de afvoer van die warmte en dat is dus, zoals we hierboven zagen, bij een absorptiekoelkast veel meer dan bij een compressiekoelkast. Kortom, als we de afvoer van de warmte kunnen verbeteren helpen we de absorptiekoelkast een handje. En net zoals thuis kun je warmte op twee manieren afvoeren:
1. goed ventileren door een raam open te zetten, of
2. door mechanische ventilatie en, voor een nog beter resultaat,
3, het richten van luchtstroom
Dat raam openzetten staat gelijk aan het bovenste ventilatie-rooster verwijderen als het erg heet is (bedankt Steven zie ↓). Dat helpt al. Wil je een beter resultaat dan zul je de ventilatie mechanisch moeten versterken met ventilatoren en dat gaan we hier onder doen.
Computerventilator
Warme lucht afvoeren bij een camper-koelkast is heel eenvoudig. Deze koelkastjes zijn zo geconstrueerd dat er zowel onder als boven ventilatie- openingen in de (buiten)wand van de camper zijn aangebracht. Door natuurlijke ventilatie (warme lucht stijgt naar boven en gaat via het bovenrooster naar buiten; daardoor ontstaat “onderdruk” die wordt aangevuld door lucht van buiten die door het onderste ventilatierooster weer naar binnen stroomt) wordt de warmte van de condensor van het absorptie- systeem afgevoerd. Als we nu achter het bovenste ventilatie-rooster een ventilatortje plaatsen die de warme lucht naar buiten blaast, versterken we de natuurlijke ventilatie. We maken dan eigenlijk een mechanische ventilatie. Er zijn hobbyisten die twee ventilatoren in het onderste ventilatierooster bouwen en dan lucht van buiten aanzuigen. Als jouw koelkast niet gasdicht is ingebouwd is dat niet aan te bevelen; door het lucht van buiten aanzuigen ontstaat overdruk achter de koelkast, waardoor verbrandingsgassen de camper in kunnen. Liever dus de ventilator(en) boven plaatsen en de warme lucht laten uitblazen; daardoor ontstaat immers onderdruk achter de koelkast en kunnen verbrandingsgassen de camper niet binnen dringen.
Er zijn computerventilatortjes in de handel die op 12 V werken en redelijk klein zijn. De grootte varieert tussen de 40 mm (hoogte en breedte) tot 120 mm. Het Dometic ventilatierooster, het meest voorkomende type onder campers, is echter 156 mm (inbouw) hoog. Je kunt van een aluminium-strip, verkrijgbaar in de bouwmarkt, heel eenvouding een bevestigingsstrip maken waarmee je de ventilator op zijn plaats zet. Ze zijn redelijk goedkoop; ik heb de Velleman BLS12/80 gebruikt 80 x 80 x 25mm, luchtstroom: 56m³/u, geluidsniveau (1m afstand): 29.5dBA en stroomverbruik 0,14 A (1,7 Watt). Zijn prijs: € 3,75 per stuk. Achter de koelkast, bereikbaar vanuit de ventilatie-opening vind je met een multimeter eenvoudig een 12V aansluiting. Omdat het totale vermogen van 2 ventilatortjes met een NTC-schakelaar (zie hieronder) maar 5 Watt is, onttrekt deze verkoeler voor de koelkast maar 420 mA. Het geheel ziet er dan zo uit:
Maak het systeem automatisch
J
e kunt er voor kiezen om een extra schakelaar aan te brengen in de keuken, waarmee je de ventilatortjes aan zet. Dat heb ik gedaan maar bovendien heb ik er een warmtegevoelige NTC-schakelaar bij gezet. De warmtegevoelige sonde van de NTC-schakelaar is op de koelribben van de condensator gezet. Op de foto hiernaast zijn die koelribben duidelijk boven zichtbaar; ze lopen bij elke koelkast schuin naar beneden om de gecondenseerde ammoniak af te voeren. Worden die koelribben (te) warm, dan schakelt de NTC de ventilatortjes in (als de schakelaar op “on” staat); is er genoeg afkoeling dan schakelt de NTC de ventilatortjes weer uit. Zo’n NTC is wel prijzig in Nederland (ongeveer €15,00). Ali, de bekende chinees op express, heeft ze voor € 2,20 inclusief verzendkosten.
De instelling van de NTC is een beetje vreemd; je doet het met de Dip-switches. Als ik hem ontworpen zou hebben, dan zou ik een 7-voudige dipswitch hebben gebruikt, die de binaire getallenreeks tot 128 genereert en de schakelaar op die basis laten schakelen. De NTC (temperatuur-gevoelige weerstand) die wordt gebruikt heeft een bereik van -20° tot 105° C. Met een 7-voudige dipswitch kun je dan het hele bereik van de NTC dekken. Maar helaas …..
De eerste vier dip-switches worden gebruikt om de temperatuur in stappen van 5° C in te stellen, te beginnen bij 20°:
0000 = uit
0001 = 20°
0010 = 25°
0011 = 30°
0100 = 35°
0101 = 40°
0110 = 45°
0111 = 50°
1000 = 55°
1001 = 60°
1010 = 65°
1011 = 70°
1100 = 75°
1101 = 80°
1110 = 85°
1111 = 90°
De laatste twee dip-switches regelen de nauwkeurigheid:
00 = 1°
01 = 2°
10 = 5°
11 = 10°
Wil je de ventilatortjes inschakelen zodra de koelribben 42° C warm zijn dan stel je de dipswitches dus als volgt in:
010100 (in/uitschakelen bij een temperatuur tussen 39 – 41° C) of
011001 (in/uitschakelen tussen 43 -47° C)
Voor ons doel is dat uitstekend en wat wil je nog meer voor nog geen € 2,-
Je zult even wat moeten experimenteren met de instelling om te bepalen welke voor jouw koelkast het meest efficiënt is. Het is daarom dan ook handig als je het temperatuurgevoelig relais zo monteert dat je er makkelijk bij kunt. Welke instelling je het beste kiest is afhankelijk van het feit hoe jouw koelkast is ingebouwd: sommige hebben een erg grote ruimte achter de koelkast met soms zelfs een ontluchting tot in het dak (zoals een TEC-koelkast van Dometic) andere zijn te nauwernood om een wielkast heen gebouwd. Dat gegeven bepaalt in hoge mate de optimale temperatuur achter de koelkast die zo in de regel rond de 40⁰C ligt. Bij mij staat de schakeltemperatuur op 35⁰ C. zodat bij een temperatuur van 34-36⁰ C. de ventilatortjes aanspringen.
Naast het voordeel van het afvoeren van de warme lucht en dus een betere koeling voor de koelkast hebben de ventilatoren nog een tweede voordeel: de koelkast-thermostaat werkt beter. Ook bij warm weer mag je die dan op een koudere stand zetten. Bij extreem warm weer kon dat zonder ventilatoren niet omdat dan de warmteontwikkeling van het extra koelen groter was dan kon worden afgevoerd en de koelkast dan juist minder koelde. Met ventilatoren is dat niet meer aan de orde en dus kun je weer lagere temperaturen bereiken!
En tot slot: mocht dat allenaal niet voldoende zijn, bij de nieuwere modellen van Dometic, de modellen RM 8xxxx met een enkele deur kun je het vriesvak uitnemen om zo een diepere koeling in de koelkast te verkrijgen. Je hebt dan alleen geen vriesvak meer!.
Kant en klaar
Wil je liever een kant-en-klaar produkt? Dat kan ook. De Brunner Vento NG120 is een dubbele koelkast ventilator geschikt voor de koelkast van jouw caravan, camper of boot.
Deze dubbele koelkast ventilator wordt geleverd met een handig bedieningspaneel, frame voor wandmontage, bevestigingsbeugels en aansluitkabel. De temperatuurmeting wordt gedaan met behulp van een speciale sensor. Hij kost bij Obelink € 50,-
Het richten van de luchtstroom
Je kunt het effect van de ventilatortjes nog vergroten door de luchtstroom beter te geleiden langs de condensor. Als je ventilatortjes plaatst gaat er nl veel ‘valse lucht direct van het onderste rooster naar het bovenste rooster en passeert dus niet de condensor die daardoor minder goed werkt. Zie de tekening hiernaast. Het makkelijkst is om een plaatje aluminium zo te buigen, dat die eenvoudig vastgezet kan worden tegen de wand. Het idee kwam van Erik op Caravan-Forum: “Eindeloos heb ik gezocht waaróm de koelkast in onze Eriba Nova GL 485 (2019) maar niet goed wilde koelen. Bij 30 graden werd het in de koelkast onderin +12 en in het vriesvak + 2 …. Van alles geprobeerd, doorgemeten, schoon geblazen, koelpasta vervangen, ventilatoren bovenin… niets hielp écht. Oorzaak nu gevonden: Eriba heeft zich bij het inbouwen van de koelkast niets aangetrokken van de inbouwinstructie van Dometic. Er zat achter het aggregaat maar liefst 6,5 cm loze ruimte, waar Dometic een ruimte van 1,5 tot maximaal 2,5 cm voorschrijft. De luchtstroom die het aggregaat c.q. de condensor moet koelen ging dus grotendeels achter het aggregaat langs… de weg van de minste weerstand. Ook de ventilatoren bovenin veranderden daar weinig aan. De tip kwam van mijn caravandealer ACB in Almere. Met 0,8 mm dun aluminiumplaat heb ik de ruimte achter het aggregaat verkleind tot 1,5 cm en voila: bij de laatste hittegolf was het buiten 34 graden, in de koelkast + 4 graden en in het vriesvak (dat ik er nu weer ingezet heb) – 12. Wel mét ingeschakelde ventilatoren (aan bij 50 graden, uit bij 40 graden condensor-temperatuur). Misschien een idee voor anderen die ook worstelen met een koelkast waar niets aan mankeert maar die tóch niet goed wil functioneren.
En dan het belangrijkste: Werkt het?
Natuurlijk wil je ook tevoren weten of het werkt. Dit is de praktijktest bij mijn koelkast (een Dometic RM7401). De koelkast is op gas gezet bij een buitentemperatuur van 25 graden. Dit zijn de meetresultaten:
Je ziet dat in de eerste 80 minuten de koelkast nauwelijks koelde: de temperatuur zakt maar iets meer dan 3 graden. Toen na 1 uur en 20 minuten de ventilatoren werden aangezet daalde de temperatuur 10 graden in 80 minuten, om vervolgens verder te dalen tot 6,9 graden, 4 uur nadat de koelkast was aangezet.
Toen daarna de ventilatoren weer werden uitgezet, steeg de temperatuur in 2 uur met ruim 4 graden om daarna binnen 2 uur weer terug te keren tot 6,3 graden nadat de ventilatoren weer waren aangezet. Zo zie je, het werkt echt!
Hieronder de grafiek van de buiten-temperatuur, luchtvochtigheid, luchtdruk en koelkast-temperatuur op 24 juni 2019, koelkast (Dometic RM7401) op gas met ventilatoren aan.
Klik op de grafiek om deze vergroot in te zien.
(Oorspronkelijk opgesteld: 3 juli 2019) Laatste wijziging 29 oktober 2023
