DIY - Lodówka własnej roboty

kompletna lodówka, gotowa do
wyjazdu

Lodówka turystyczna - Zrób To Sam (DIY)

• Koszt materiałów: 10-25zł
• Czas wykonania: do godziny.
• Stopień trudności: łatwe.

Parametry:

• Pojemność: 18 do 23 litrów (2 lub 1 wkład)
• Temperatura wnętrza: 2-4 stopnie
• Czas pracy: 3 do 6 dni

Turystyczne, przenośne lodówki dzielą się na trzy kategorie:

• Lodówki "na wkłady"
• Chłodzenie wcześniej zmrożonymi "wkładami" - zbiornikami z cieczą.
• Cena ok. 50zł.
• Lodówki termoelektryczne
• Chłodzenie efektem peltiera.
• Duży pobór prądu (~5A) dyskwalifikuje wykorzystanie na postoju.
• Cena ok. 150zł.
• Lodówki kompresorowe
• Chłodzenie przez kompresję/dekompresję czynnika chłodzącego, jak zwykła lodówka lub klimatyzacja.
• Wydajne, mały pobór prądu, wysoka skuteczność.
• Drogie. Porządna lodówka (np. Waeco) to wydatek powyżej 2000zł.

Kompresorowa lodówka odpada w przedbiegach ze względu na cenę. Do wyboru zatem pozostały "wkładowe" lub termoelektrycznie. Które wybrać?

Na 10h działania lodówki termoelektrycznej potrzeba 50Ah energii. Przy typowym postoju 15 godzin dziennie oznaczało by to konieczność zainstalowania dodatkowego akumulatora głębokiego rozładowania 100Ah, tylko do obsługi lodówki. Trochę dużo.

Z drugiej strony lodówka na wkłady "magazynuje ^{(uproszczenie)}" 100Wh na każdy kilogram zamarzniętego wkładu. Biorąc uwagę wydajność lodówki termoelektrycznej na poziomie 30%, odpowiednikiem 100Ah akumulatora jest już 4kg wkładów. Taka lodówka turystyczna to nic więcej jak zaizolowane styropianem wiadro, więc na dobrą sprawę można przy odrobinie chęci zrobić ją samemu w jakąś godzinkę.

kształt pozwala na łatwy
dostęp do przewożonej żywności

Do konstrukcji potrzebne będą:

• Jakieś pudło na obudowę. Użyłem składanej plastikowej skrzynki po 8zł/sztuka, market.
• Styropian, ok. 1m², 3cm grubości. 5zł, market budowlany.
• 2 prostokątne karnisterki 5l po płynie do spryskiwaczy/czymkolwiek innym. Darmowe.
• Worki foliowe (3-4 sztuki), 2zł za paczkę.
• Folia NRC (tzw. koc termiczny), 8zł sztuka (można pominąć, jeśli nie zamierzasz trzymać lodówki na słońcu)
• Duża solidna torba, np. "niebieska" z Ikei. 1zł.
• Taśma klejąca do mocowania wszystkiego.



opcjonalny termometr

• Ostry nóż, nożyczki.

W sumie koszt wykonania lodówki waha się w granicach 25zł. Dodatkowo zamontowałem w środku termometr elektroniczny z czujnikiem na kablu (10zł) i lampkę LED, które walały mi się gdzieś po szufladach.

Sama konstrukcja jest banalnie prosta:

1. Do karnisterka nalewamy 90% wody i wstawiamy do zamrażarki.
2. Wnętrze pudełka okładamy styropianem.
1. Styropian dobrze obrabia się ostrym nożem.
2. Przycinaj z zapasem 1-2mm, by płyty przytrzymywały się wzajemnie siłą tarcia.
3. Dobrze, gdy ścianki skończą się ~1cm poniżej końca skrzynki, umożliwiając zablokowanie "na wcisk" wieczka.
3. Płyty styropianu pakujemy do worków i zaklejamy taśmą. Zapobiegnie to kruszeniu się tworzywa.
4. Na zewnętrznej stronie płyt przyklejamy folię NRC - srebrną stroną na zewnątrz.
5. Do ścianek od wewnątrz przyklejamy ew. akcesoria: lampkę, czujnik termometru.
6. Całość wkładamy do torby.

to wszystko mieści się w lodówce

Całość konstrukcji zajmuje pół godziny. W efekcie mamy dość duże i solidne pudełko z grubą izolacją termiczną.

Hint: na krótką wycieczkę zamróź dużą butelkę zwykłej wody i włóż do torby termoizolacyjnej. Przez kilka godzin utrzyma temperaturę poniżej 15 stopni.

Po złożeniu lodówki do kupy przyszedł moment na test polowy. Wyciągnięty z zamrażaki wkład w kilka minut schłodził powietrze poniżej 0 stopni - lecz to tylko moment przejściowy. Moment równowagi przyszedł dopiero, gdy wkład ogrzał się do temperatury topnienia lodu. Powietrze w lodówce ustabilizowało się na poziomie 8 stopni, i ustabilizowało na takim poziomie - do stopienia całego wkładu.

Temperatura zamarzania
zasolonej wody

8 stopni na dnie lodówki to jednak trochę zbyt dużo, jak na nasze potrzeby. Prosto temu zaradzić - dodając zwykłej soli kuchennej do wkładu zmniejszamy temperaturę topnienia - a co za tym idzie, temperaturę utrzymywaną w lodówce.

puste wnętrze z  jednym wkładem

Teoretycznie 0.5kg soli na 5 litrów wody wkładu powinno obniżyć jego temperaturę topnienia do -6 stopni, a temperaturę powietrza we wnętrzu lodówki do 2 stopni. W praktyce, temperatura powietrza nie spadła na tyle, i trzeba było dosypać pół kilograma soli by temperatura ustabilizowała się na poziomie 3-4 stopni. Można uzyskać jeszcze niższą temperaturę przy większym stężeniu soli, jednak wtedy trudno zmrozić wkład w zamrażarce.

Praktyczny test wykazał też nieoczekiwany bonus: ujemna temperatura wkładu spowodowała osadzenie się na nim wilgoci z wnętrza lodówki. Do kompletnego stopienia wkładu cała wilgoć w lodówce osadza się na karnisterku.


Kilka słów odnośnie zasad działania.

Woda ma bardzo wysokie ciepło właściwe. Praktycznie najwyższe z substancji z którymi mamy styczność na co dzień. Zmiana temperatury kilograma/litra wody o jeden stopień wymaga 4200J energii. Innymi słowy: by ogrzać litr wody o 1 stopień w ciągu sekundy trzeba włożyć w niego 4,2kW.

Lodówka wkładowa magazynuje swoje "chłodzenie" w przemianie fazowej wody (topnieniu lodu). Stopienie kilograma wody wymaga 334000J energii. Biorąc pod uwagę ciepło właściwe wody, kilogram lodu może obniżyć temperaturę 2,6kg wody o 30 stopni. Lodówka turystyczna nie służy jednak do chłodzenia produktów, a utrzymywania ich w niskiej temperaturze. Gdy włożysz do środka rzeczy już zimne (ze stacjonarnej lodówki), wkład będzie musiał zaabsorbować jedynie energię przedostającą się przez izolację.

Kilka porad co do korzystania z lodówki:

• Lodówka wkładowa ma "zmagazynowaną" skończoną możliwość chłodzenia. Rewelacyjnie utrzymuje temperaturę już zimnych produktów (dobra izolacja), jednak bardzo szybko "zużywa" ją ochładzanie dużej masy cieczy.
• Temperatura powietrza nie odgrywa znaczącej roli - 3cm styropianu izolują na tyle dobrze, że wnętrze będzie miało stabilną temperaturę narzuconą przez temperaturę topnienia wkładu.
• Absolutnie najgorszą rzeczą, jaką możesz zrobić jest włożenie do środka ciepłej butelki z napojem. Wkładaj do środka wyłącznie chłodzone napoje.