Prestandamätning kompressorkylbox

Elsystem, laddning, batteri, lanternor, belysning, navigationssystem, radio och elektornik.

Moderator: Moderator

Användarvisningsbild
Johan SWE-1870
Global moderator
Inlägg: 1337
Blev medlem: tor 24 aug 2006 08:43
Ort: Råå
Kontakt:

Prestandamätning kompressorkylbox

Inlägg av Johan SWE-1870 » sön 27 aug 2017 20:12

Jag är lite nyfiken på elanvändningen på min Waeco CF18 kompressorkylbox.

Jag bygger därför en testbänk hemma. På ett batteri sätter jag en Victron BlueSolar MPPT 75/10 laddningsregulator. Regulatorn kan på sin utgång registrera förbrukad energi. På batteriet ansluter jag en Ctek laddare. Efter regulatorn placerar jag en Fluke 179 multimeter. Den kan mäta likspänning DC A upp till 10 A och samtidigt registrera max, min och medelvärden. Multimetern har också en termistorsensor som kan användas för mätning av temperatur. Till sist ansluter jag kylboxen.

I rummet är det 22.5 grader. Jag lägger i några petflaskor med vatten i boxen för att simulera lagom med matvaror Sedan ställer jag in boxen på det termostatläge vi brukar ha i båten. Efter ett dygns drift är där 2.5 grader i boxen och stationärt tillstånd har uppnåtts. Temperaturen är alltså precis 20 grader lägre i boxen än omgivningen.

Jag finner nu att kompressorn startar var 315:e s och kör i 60 s. Det ger att den kör 60/315=0,19 del av tiden, alltså 19%.

Multimetern registrerar att startströmmen då kompressorn startar är 7 A. Precis i starten drar alltså boxen lite mer ström. Efter några sekunder går strömmen ned till 4 A, varefter den är ungefär konstant medan kompressorn går. Efter 1 min stannar kompressorn och strömmen går ner till viloströmmen 0.018 A. Med perioden 315 s upprepas detta. Multimetern säger efter ett antal perioder att medelvärdet av strömmen är 0.8 A.
Kontrollräkning ger medelvärde ström 60/315*4 + (1-60/315)*0.018 = 0.78 A, alltså ganska nära 0.8 A.

Intressant! 0.8 A snittförbrukning motsvarar 0.8*13.4 = 11 W. Vi får se vad laddningsregulatorn säger i morgon om hur mycket energi som har gått åt efter ett dygns drift.
Johan Winberg, SWE 1870 InFinit

Användarvisningsbild
Johan SWE-1870
Global moderator
Inlägg: 1337
Blev medlem: tor 24 aug 2006 08:43
Ort: Råå
Kontakt:

Re: Prestandamätning Waeco CF18 kylbox

Inlägg av Johan SWE-1870 » sön 27 aug 2017 20:22

En Waeco CF18 kylbox har en Danfoss BD35F-HD kompressor http://files.danfoss.com/technicalinfo/ ... 00f402.pdf
I databladet kan man läsa att kompressorn drar 4.3 A vid 20 grader temperatursänkning och att elektroniken drar 0.02 A, förutsatt att den kör 3500 rpm, vilket jag tror. Det är alltså ganska nära mina uppmätta siffror på 4 A respektive 0.018 A.

Det är nyttigt att se att startströmmen är 7 A. Startströmmen måste beaktas då kabelarea väljs för att driva kylboxen i båten, annars kommer boxens elektronik att slå av kompressorn p g a för låg spänning orsakad av spänningsfall i kablarna. Enligt databladet bryter elektroniken om spänningen understiger 10.4 V.
Johan Winberg, SWE 1870 InFinit

Nils D
Inlägg: 114
Blev medlem: mån 04 jun 2007 19:21
Ort: Linköping/Arkösund

Re: Prestandamätning Waeco CF18 kylbox

Inlägg av Nils D » mån 28 aug 2017 11:18

Johan SWE-1870 skrev:
sön 27 aug 2017 20:22
Enligt databladet bryter elektroniken om spänningen understiger 10.4 V.
Jag är ingen fena på el, men undrar om kylen inte bryter spänningen lite väl sent om den gör det först när den går under 10.4 V, i alla fall för vanliga fritidsbatterier.

I en annan tråd (http://ifboat.se/phpbb3/viewtopic.php?f=15&t=1229) skrev Marek "Om frånslagsspänningen är så låg att vilospännngen kommer under 11.5 Volt, kan batteriet förstöras"

Eftersom jag också har en Waeco CF18 undrar jag om jag möjligen har skadat mina batterier genom att dra ur dem för mycket.
Nils D SWE-3008

Användarvisningsbild
Johan SWE-1870
Global moderator
Inlägg: 1337
Blev medlem: tor 24 aug 2006 08:43
Ort: Råå
Kontakt:

Re: Prestandamätning Waeco CF18 kylbox

Inlägg av Johan SWE-1870 » mån 28 aug 2017 20:56

Kylboxen har två lägen för spänningsvakten:
Low = 10.4 V
High = 11.5 V
Den känner spänningen i boxen. Precis då kompressorn startar drar den mycket ström. Så beroende på hur långa och hur smala kablar det är kommer batteriets spänning att vara högre, eftersom det blir spänningsfall på vägen.

Jag har alltid kört min i läge Low, dvs 10.4 V. Jag vet inte hur långt ner jag har dragit mitt batteri i verklig drift i båten.

Enligt manual till kompressorn skulle det också gå att justera spänningsvakten genom att välja olika motstånd, om man har lust att leka.
Johan Winberg, SWE 1870 InFinit

Användarvisningsbild
Johan SWE-1870
Global moderator
Inlägg: 1337
Blev medlem: tor 24 aug 2006 08:43
Ort: Råå
Kontakt:

Re: Prestandamätning Waeco CF18 kylbox

Inlägg av Johan SWE-1870 » mån 28 aug 2017 21:09

Min testmätning har nu kört i 24 h. Kylboxen har enligt laddningsregulatorns lastutgång dragit 260 Wh. Det motsvarar en genomsnittseffekt på 260/24 = 10.8 W. Det stämmer alltså bra med de 11 W jag kom fram till igår med hjälp av multimetern.

Vid 20 graders temperatursänkning drar alltså min Waeco CF18 i snitt cirka 11 W eller 0.8 A.
Johan Winberg, SWE 1870 InFinit

Nils D
Inlägg: 114
Blev medlem: mån 04 jun 2007 19:21
Ort: Linköping/Arkösund

Re: Prestandamätning Waeco CF18 kylbox

Inlägg av Nils D » ons 30 aug 2017 10:02

Johan SWE-1870 skrev:
mån 28 aug 2017 20:56
Kylboxen har två lägen för spänningsvakten:
Low = 10.4 V
High = 11.5 V
Den känner spänningen i boxen. Precis då kompressorn startar drar den mycket ström. Så beroende på hur långa och hur smala kablar det är kommer batteriets spänning att vara högre, eftersom det blir spänningsfall på vägen.

Jag har alltid kört min i läge Low, dvs 10.4 V. Jag vet inte hur långt ner jag har dragit mitt batteri i verklig drift i båten.

Enligt manual till kompressorn skulle det också gå att justera spänningsvakten genom att välja olika motstånd, om man har lust att leka.
Tack Johan för klargörande svar. Blir då den lite paradoxala följdslutsatsen att om man har smala och långa kablar från batteri till kylbox så är risken mindre att man sänker batteriets spänning till för låg nivå (om man anser att man inte skall dra ner batteriet så lågt som 10.4 V)?
Nils D SWE-3008

Användarvisningsbild
maja
Moderator
Inlägg: 2093
Blev medlem: lör 19 aug 2006 08:56

Re: Prestandamätning Waeco CF18 kylbox

Inlägg av maja » lör 02 sep 2017 13:51

Det finns ingen anledning att värma ledningarna med batteriströmmen. Om det finns ledningsförluster blir det ju mindre energi kvar till kylboxen. Då tar batteriet slut fortare för samma termostatläge.
Marek, IF-båt SWE-829 "Ingela" från Lagunen i Malmö
Medlem i IF-båtförbundet sedan 1985
IF-båtägare sedan 1983

Användarvisningsbild
maja
Moderator
Inlägg: 2093
Blev medlem: lör 19 aug 2006 08:56

Re: Prestandamätning Waeco CF18 kylbox

Inlägg av maja » sön 03 sep 2017 10:28

Bra att veta att man behöver 11 W för att köra en sådan kylbox. Enligt annan info som finns på hemsidan (på salutorget) torde man behöva cirka 40 W solpaneler för kontinuerlig drift utan 230 V - laddning av batteriet. Det konstaterades även av Bertil Norberg, f.d. ordförande i OIF och flitig turseglare i Stockhomls skärgård. En 30 cirka W panel räckte inte för att hålla kylbox och plotter i kontinuerlig drift utan landladdning.

Kan tänka mig att inbyggda kylboxar har bättre isolering och kanske inte drar lika mycket energi.

Ett nytt och friskt 75 A förbrukningsbatteri ska kunna lämna 3,75 A i 20 timmar innan spänningen i batteriet når 11,5 V (20-timmarsströmmen). Om det bara belastas med 1 A, ska batteriet klara mera än 75 timmar (3 dygn) innan spänningen har fallit till denna nivå. Sannolikt är väl att det klarar ytterligare något dygn.

Blybatterier tål bara ett begränsat antal djupurladdningar. Dessutom, om batteriet är helt tömt (11,5 V spänning) kan det inte stå urladdat särskilt länge innan det tappar mycket av sin kapacitet (kanske 50 %). Normalt är därför att man inte tömmer batteriet till mer än 50 % av sin kapacitet.

Litiumbatterier tål flera djupa urladdningar och kan vara ett alternativ till blybatteriet. Men det kostar betydligt mer i inköp.
Marek, IF-båt SWE-829 "Ingela" från Lagunen i Malmö
Medlem i IF-båtförbundet sedan 1985
IF-båtägare sedan 1983

Användarvisningsbild
Johan SWE-1870
Global moderator
Inlägg: 1337
Blev medlem: tor 24 aug 2006 08:43
Ort: Råå
Kontakt:

Re: Prestandamätning Waeco CF18 kylbox

Inlägg av Johan SWE-1870 » tis 05 sep 2017 20:25

Jag gör sedan ett kapacitetstest genom att stänga av laddaren. Jag vill veta hur länge det gamla 80 Ah batteriet klarar att driva kylboxen. Med jämna mellanrum läser jag av högsta och lägsta spänning på batteriets poler med multimetern. Energimängden registrerar jag med laddningsregulatorns förbrukningsutgång. Vid provets start är batteriet fulladdat. Kylen innehåller några liter petflaskor med vatten. Den öppnas inte under provet. Temperaturen i kylboxen är 20 grader lägre än omgivningen. Kylen är kopplad med mycket korta och grova kablar till batteriet, alltså inte på det sätt som den ofta sitter i en båt. Batteriet som används är ett gammalt Tudor Dual TR350 som är märkt med 80 Ah. Det har varit i min båt i 6-8 år och är inte längre helt bra.

Resultatet blir att batteriet klarar att driva kylboxen i 45 h innan läge LOW=10,4 V bryter för för låg spänning. Under testet förbrukar kylen 450 Wh motsvarande 38 Ah. Snitteffekten är 10 W. Jag får alltså ut ganska precis hälften av vad batteriet är märkt med.

Det är också intressant att se spänningen ritad mot tiden:
el_kapacitet.png
Batterispänning under långtidsprov med kyl, snitteffekt 10 W
el_kapacitet.png (44.53 KiB) Visad 2445 gånger
U är den högsta spänning som mäts upp precis innan kylkompressorn startar. Umin är den lägsta spänning som mäts upp då kompressorn kör under ca en minut. U är således vilospänning och Umin spänning under belastning.

När kompressorn går minskar alltså spänningen. I början när batteriet är fulladdat är minskningen mindre. Men mot slutet av provperioden blir batteriet allt tröttare och spänningen minskar allt mer under belastning. Till slut anser kylboxens elektronik att spänningen går under 10.4 V och startar inte mer kompressorn. Multimetern visar då Umin=10,9 V, alltså lite mer än 10,4 V. Batteriets vilospänning är då cirka 11,7 V.

Kanske risken att dra ner batteriet till skadligt låg spänning inte är så stor, trots allt?

Våra praktiska erfarenheter säger också att vi har kunnat segla med kylen ständigt i drift och till nöds klarar oss med laddning varannan natt. Det betyder att batteriet då har kört i kanske 32 h utan laddning. Då stod batteriet längst bak i aktern och kylen i garderoben och där var ett antal meter kabel och kontakter på vägen mellan dem.
Johan Winberg, SWE 1870 InFinit

Användarvisningsbild
maja
Moderator
Inlägg: 2093
Blev medlem: lör 19 aug 2006 08:56

Re: Prestandamätning Waeco CF18 kylbox

Inlägg av maja » ons 06 sep 2017 08:32

Att batteriet bryter redan vid 10,9 V kanske kan förklaras med kontaktmotstånd i kablarnas anslutning till batteriet. Startströmmen blir väl ganska hög, vilket väl kan orsaka ett sådant kortvarigt spänningsfall.

Det är nog ganska normalt för ett vanligt blybatteri att det ganska snabbt tappar mycket av sin kapacitet om det inte ständigt står fulladdat. Det beror på, så vitt jag har fått lära mig, att det inre motståndet då ökar snabbt och att, vid strömuttag, en stor del av energiinnehållet går åt för att värma batteriet.

Man kan egentligen fråga sig hur "slitet" ett sprillans nytt batteri är redan när man köper det. Vem vet hur det har lagrats i butiken? Det säkraste är nog att köpa ett torrladdat med batterisyran levererad i separata flaskor. Man kan även testa det nyinköpta batteriet med att göra ett uttag med 20-timmarsströmmen. För ett 80 Ah batteri är denna 4 A. Efter ett sådant kontinuerligt uttag ska batterispänningen inte ha sjunkit under 11,5 V.
Marek, IF-båt SWE-829 "Ingela" från Lagunen i Malmö
Medlem i IF-båtförbundet sedan 1985
IF-båtägare sedan 1983

Användarvisningsbild
Johan SWE-1870
Global moderator
Inlägg: 1337
Blev medlem: tor 24 aug 2006 08:43
Ort: Råå
Kontakt:

Re: Prestandamätning Waeco CF18 kylbox

Inlägg av Johan SWE-1870 » ons 06 sep 2017 13:38

Enligt tidigare inlägg i tråden är startströmmen 7 A.
Johan Winberg, SWE 1870 InFinit

Användarvisningsbild
maja
Moderator
Inlägg: 2093
Blev medlem: lör 19 aug 2006 08:56

Re: Prestandamätning Waeco CF18 kylbox

Inlägg av maja » ons 06 sep 2017 20:57

Så startstömmen är i nivå med ungefär dubbla kontinuerliga driftströmmen. Då ökar det inre spänningsfallett i samma grad. Spänningen sjunker kortvarigt till cirka 10 V när du har 10,9 V vid kontinuerligt strömuttag.
Marek, IF-båt SWE-829 "Ingela" från Lagunen i Malmö
Medlem i IF-båtförbundet sedan 1985
IF-båtägare sedan 1983

Användarvisningsbild
Johan SWE-1870
Global moderator
Inlägg: 1337
Blev medlem: tor 24 aug 2006 08:43
Ort: Råå
Kontakt:

Re: Prestandamätning Waeco CF18 kylbox

Inlägg av Johan SWE-1870 » ons 06 sep 2017 21:41

Nej, spänningen sjönk aldrig ner till 10 V. Som jag skrev tidigare har min multimeter en funktion som automatiskt registrerar max- och min-värden.

Så 10.9 V är den lägsta spänning som råder just då kompressorn startar eller snarare försöker starta. Under 10.9 V var den inte. Precis innan startförsöket var spänningen 11.7 V. Då kompressorn startar dras spänningen sedan ner till lägsta nivå 10.9 V. Efter startförsöket när kylen slås av stiger spänningen igen och går tillbaka till 11.7 V.

Enligt datablad på multimetern registrerar max- och min-funktionen vid DC-mätning "changes longer than 275 ms in duration".
Johan Winberg, SWE 1870 InFinit

Användarvisningsbild
maja
Moderator
Inlägg: 2093
Blev medlem: lör 19 aug 2006 08:56

Re: Prestandamätning Waeco CF18 kylbox

Inlägg av maja » ons 06 sep 2017 22:16

Men 275 ms är i storleksordningen 0,3 s. Startspiken är väl mycket kortare än så ( i storleksordningen 10-50 ms) och blir i så fall inte detekterad av multimetern. När jag labbade med sådant mätte vi alltid med oscilloskop.

Startspikar brukar vara knepiga att hantera. De ställer ofta till det i likströmsapplikationer. Men prova kanske med att sätta en "fet" elektrolytkondensator över polerna. Den borde kanske kunna svälja den strömspiken.
Marek, IF-båt SWE-829 "Ingela" från Lagunen i Malmö
Medlem i IF-båtförbundet sedan 1985
IF-båtägare sedan 1983

Användarvisningsbild
Johan SWE-1870
Global moderator
Inlägg: 1337
Blev medlem: tor 24 aug 2006 08:43
Ort: Råå
Kontakt:

Re: Prestandamätning Waeco CF18 kylbox

Inlägg av Johan SWE-1870 » fre 08 sep 2017 18:08

maja skrev:
ons 06 sep 2017 22:16
Men 275 ms är i storleksordningen 0,3 s. Startspiken är väl mycket kortare än så ( i storleksordningen 10-50 ms) och blir i så fall inte detekterad av multimetern. När jag labbade med sådant mätte vi alltid med oscilloskop.
Vad bra! Har du en referens till startströmmens storlek och längd? Kan jag låna ditt oscilloskop? :P
maja skrev:
ons 06 sep 2017 22:16
Startspikar brukar vara knepiga att hantera. De ställer ofta till det i likströmsapplikationer. Men prova kanske med att sätta en "fet" elektrolytkondensator över polerna. Den borde kanske kunna svälja den strömspiken.
Jag har inga problem med startströmmen. Undersökningens huvudsyfte är att, så gott det går, kartlägga hur mycket ström och energi som kylboxen drar samt att göra praktiska experiment på hur länge ett typiskt batteri klarar sig med den lasten.

Lite surfande ger att startström typiskt kan vara 5-6 ggr kontinuerlig ström för en kylkompressor.

Det är dock svårt att hitta resultat från verkliga mätningar. Här är ett exempel från en 30 år gammal fryskompressor med 115 V AC:

Bild

Referens: http://www.nooutage.com/start.htm

Man ser att startströmmen är ca 5 ggr kontinuerlig ström. Man ser också att frysen efter ca 0.3 s är i kontinuerlig drift. Om mätningen går att tillämpa på min Danfoss BD35F 12 V DC kompressor vet jag inte.

Finns det andra genomförda mätningar som kan vara intressanta i detta sammanhang eller för en fördjupad diskussion tar jag tacksamt emot fakta, data och diagram.
Johan Winberg, SWE 1870 InFinit

Skriv svar

Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: 1 och 0 gäst