Der DIY Cooler

Baumaterial

Dieses Projekt ist mal wieder eines, das mehr durch Zufall entstanden ist. Beim stöbern in den Elektronikangeboten aus Fernost ist vor einigen Monaten ein 60 W^* Peltierelement, bereits fertig konfektioniert mit einem großen Kühlkörper + Lüfter auf der heißen Seite und einem kleinen Kükö + Lüfter auf der kalten Seite, in den Warenkorb gewandert. Was hat es mit dem kleinen * auf sich? Nun ja, gemessen habe ich 3,4 A bei 12 V = 40,8 W. Ein Test am Auto-Boardnetz steht allerings noch aus. Wenn man da mit 14 V bei 4 A rechnet, dann kommt man ja immerhin auf 56 W.

Die Basis für das Projekt ist ein einfacher 34 Liter Coleman Cooler. Den hatte ich bereits schon öfter auf meinen Trips im Einsatz und mit einem Sack Eis kommt man etwa 2 Tage aus. Besonders gut isoliert ist das Ding leider nicht. Zwar ist der Zwischenraum der Hauptwanne ausgeschäumt, da die Schicht aber nur etwa 1 cm dick ist, fließt dann doch recht viel Wärme in die Kühlbox. Es hat wohl schon einen Grund warum es Kühlboxen für mehrere hundert Euro gibt.

Zunächst hatte ich noch überlegt das Peltierelement an der Seite anzubringen, sodass man sich nach wie vor auf den Deckel setzen kann (als Campingstuhlersatz ist das in der Tat ganz praktisch, das Bier ist immer gleich Griffbereit). Aber an der Seite würde der Kühlkörper doch zu sehr beim Ein- und Ausräumen der Box stören. Auch sammelt sich ja gerne mal Wasser (ob jetzt Kondenswasser oder Wasser vom Eis) welches dann in den Zwischenraum und an die Elektrik gelangen könnte.

Für dieses Projekt benötigt ihr also die folgenden Teile:

• Kühlbox
• Peltierelement mit Kühlkörpern und Lüftern
• Temperaturschalter
• ein paar Spaxschrauben
• Kabel und Stecker (ich bevorzuge Andersonstecker, natürlich könnt ihr auch die althergebrachten 12V Zigarettenanzünderstecker verwenden)
• Bauschaum

Los geht's

Zunächst den Deckel mit einem Dremel passend aufschneiden. Hier die erste Überraschung - nunja, nicht direkt, denn ich konnte es schon vorher sehen - der Deckel ist hohl.

Das Kühlelement habe ich dann einfach mit ein paar Spaxen am Deckel befestigt. Dazu gekommen ist noch ein Temperaturschalter mit einstellbarer Hysterese, sodass nicht permanent gekühlt wird. Der Temperaturschalter is ebenfalls sehr populär und in nahezu jeder Ausführung zu bekommen. Ob ich die 230 V-Variante jedoch benutzen würde weiß ich nicht. Da könnte ich mir vorstellen, dass auf der Platine nicht umbedingt alle Kriechstromabstände eingehalten wurden - ganz zu schweigen vom wahrscheinlich verwendeten Kondensatornetzteil, das ja bekanntlich keine galvanische Trennung gegenüber dem Netz bietet.

Die ersten Tests waren vielversprechend, allerdings hat es das Element nicht unter 13°C geschafft (bei etwa 20°C Zimmertemperatur). Damit lässt sich also abschätzen wie viel Wärmeleistung in die Kühlbox eindringt:

Der Wirkungsgrad des Peltierelements kann mit viel gutem Willen mit 5% angenommen werden (etwa 10% des Wirkungsgrads einer Wärmepumpe, die bei etwa 50% liegt).
Von der Primärleistung 40 W können also 2 W aus der Kühlbox entnommen werden.

Der nächste logische Schritt war also den Wärmestrom zu verringern. Da die Wanne bereits ausgeschäumt war, blieb nur noch der Deckel. Zum Ausschäumen habe ich einen Reparaturschaum verwendet, der angeblich kein Wasser zieht. Wie immer beim Hantieren mit dem Zeug verschätzt man sich grob mit der Menge und es quillt an allen Ecken und Enden heraus.

Und siehe da, weitere 3°C gewonnen (und die Bauschaumüberreste halten die Kabel in Zaum, zum Glück waren sie leicht mit einem Messer auch vom Kühlkörper zu entfernen):

Ebenfalls ist ein Andersonstecker auf den Deckel gewandert. Der ist mit 50 A zwar etwas überdimensioniert, aber ich habe im Auto einfach ein paar dieser Stecker installiert, denn die sind um Welten besser als diese Zigarettenanzünder Mistdinger, die nie richtig kontaktieren. Andersonstecker sind sehr beliebt für alles was mit Gleichstrom und Batteriekontakten zu tun hat. Häufig findet man sie z.B. in USV-Geräten.

Der erste große Test

Update August 2019: Endlich ist es Sommer und somit konnte auch der erste große Test erfolgen. 10 Tage Car-Camping, meistens fernab von Strom und zivilisatorischen Errungenschaften. Die Kühlbox hat weitestgehend gut funktioniert man muss sie aber "intelligent" schichten. Leichter Verderbliches nach unten, unkritischeres nach oben. Dass kalte Luft nach unten sinkt sollte ja bekannt sein und so ist das eben auch in dieser Kühlbox. Die unten gelegenen Lebensmittel waren immer deutlich kälter als jene direkt unter dem Deckel. Den gesamten Trip habe ich ohne Eis bestritten aber natürlich sind dann auch die ein oder anderen gefrorenen Lebensmittel aufbewahrt worden. Die sind dann langsam über zwei Tage aufgetaut und haben zusätzliche Kühle spendiert.

Es bildet sich bei sehr warmen Wetter recht viel Kondenswasser am inneren, kalten Kühlkörper, das sich über die Zeit am Boden sammelt. Hier muss man also immer wieder mal auswischen. Ist es kälter, dann vereist der Kühlkörper auch gerne mal:

Daher plane ich den (wie ich finde ohnehin viel zu kleinen) Kühlkörper auf der Innenseite durch einen KüKö einer Grafikkarte auszutauschen. Diese sind schön flach und können ordentlich Energie übertragen. Sobald das umgebaut ist, werde ich euch natürlich über das Resultat informieren.