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Hallo zusammen,

eine Frage - etwas offtopic - sie kam aber im Zusammenhang mit Elektrotechnik auf.

Wir benutzen für unsere Nebelmaschinen Trockeneis in Form von 1kg Scheiben - geliefert wird in der Regel mehrfache von 10kg, verpackt in Isolierbehältern aus Styropor (wandstärke ca. 5cm).
Nun müssen wir uns das Trockeneis manchmal ein paar Tage vor dem Einsatz liefern lassen. Meine Kollegen kamen auf die Idee, eine alte Gefriertruhe (ehemalige Eiscremebox der Kantine) Zweck zu entfremden. Sie erhoffen sich, dass das Trockeneis (-79°C), wenn es samt Isolierbehälter nicht im Lager (+18°C) sondern in der Gefriertruhe (-18°C) gelagert wird länger "nutzbar" wird.
Ich aber bin der Ansicht, dass dies einerseits pure Energieverschwendung ist und dass das Trockeneis auch in der Gefriertruhe annähernd so schnell in einen gasförmigen Zustand übergeht wie bei Lagerung bei fast 20°C.

Mangels exakter Kenntnis der Zusammenhänge kann ich nicht konkret gegenargumentieren. Wer ist in der Lage mir annähernd (zahlenmäßig) aufzuzeigen, wieviel langsamer das Trockeneis "verdampft"...

Welche Maßnahme könnte erfolgversprechender sein? Dickerer Isolierbehälter, unbewegte Luft...?

Gruß
Ralf

» Hallo zusammen,
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» eine Frage - etwas offtopic - sie kam aber im Zusammenhang mit
» Elektrotechnik auf.
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» Wir benutzen für unsere Nebelmaschinen Trockeneis in Form von 1kg Scheiben
» - geliefert wird in der Regel mehrfache von 10kg, verpackt in
» Isolierbehältern aus Styropor (wandstärke ca. 5cm).
» Nun müssen wir uns das Trockeneis manchmal ein paar Tage vor dem Einsatz
» liefern lassen. Meine Kollegen kamen auf die Idee, eine alte Gefriertruhe
» (ehemalige Eiscremebox der Kantine) Zweck zu entfremden. Sie erhoffen sich,
» dass das Trockeneis (-79°C), wenn es samt Isolierbehälter nicht im Lager
» (+18°C) sondern in der Gefriertruhe (-18°C) gelagert wird länger "nutzbar"
» wird.
» Ich aber bin der Ansicht, dass dies einerseits pure Energieverschwendung
» ist und dass das Trockeneis auch in der Gefriertruhe annähernd so schnell
» in einen gasförmigen Zustand übergeht wie bei Lagerung bei fast 20°C.
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» Mangels exakter Kenntnis der Zusammenhänge kann ich nicht konkret
» gegenargumentieren. Wer ist in der Lage mir annähernd (zahlenmäßig)
» aufzuzeigen, wieviel langsamer das Trockeneis "verdampft"...
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» Welche Maßnahme könnte erfolgversprechender sein? Dickerer Isolierbehälter,
» unbewegte Luft...?
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» Gruß
» Ralf

Druckbehälter. Siehe CO2-Löscher.
Bessere Isolation hilft nur marginal.

Uwe

» Hallo zusammen,
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» eine Frage - etwas offtopic - sie kam aber im Zusammenhang mit
» Elektrotechnik auf.
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» Wir benutzen für unsere Nebelmaschinen Trockeneis in Form von 1kg Scheiben
» - geliefert wird in der Regel mehrfache von 10kg, verpackt in
» Isolierbehältern aus Styropor (wandstärke ca. 5cm).
» Nun müssen wir uns das Trockeneis manchmal ein paar Tage vor dem Einsatz
» liefern lassen. Meine Kollegen kamen auf die Idee, eine alte Gefriertruhe
» (ehemalige Eiscremebox der Kantine) Zweck zu entfremden. Sie erhoffen sich,
» dass das Trockeneis (-79°C), wenn es samt Isolierbehälter nicht im Lager
» (+18°C) sondern in der Gefriertruhe (-18°C) gelagert wird länger "nutzbar"
» wird.
» Ich aber bin der Ansicht, dass dies einerseits pure Energieverschwendung
» ist und dass das Trockeneis auch in der Gefriertruhe annähernd so schnell
» in einen gasförmigen Zustand übergeht wie bei Lagerung bei fast 20°C.
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» Mangels exakter Kenntnis der Zusammenhänge kann ich nicht konkret
» gegenargumentieren. Wer ist in der Lage mir annähernd (zahlenmäßig)
» aufzuzeigen, wieviel langsamer das Trockeneis "verdampft"...
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» Welche Maßnahme könnte erfolgversprechender sein? Dickerer Isolierbehälter,
» unbewegte Luft...?

Gugg mal hier: http://www.pangas.ch/de/products_and_supply/dry_ice/index.html
(Rechts in den Links bei "Berechnung des Verdampfungsverlustes"

Ist eine schöne Excel-Tabelle. Und dann kannst du anhand der Zahlen wunderschön beweisen, das die Tiefkühltruhe so gut wie nichts bringt. Wenn allerdings die Kühltruhe vollständig mit Styroporkugeln gestopft ist, da drin "frei schwebend" die Isolierboxen, dann könnte eine Gefriertruhe Sinn machen. Natürlich muß die fertig gekühlt haben, bevor die Behälter da reinkommen. Und so viel Luft zu kühlen kostet massig Strom.

Und bitte dran denken, das verdunstende CO2 macht Druck in der Truhe, der muß raus können.

LG Sel

Hallo Sel,

» Ist eine schöne Excel-Tabelle. Und dann kannst du anhand der Zahlen
» wunderschön beweisen, das die Tiefkühltruhe so gut wie nichts bringt.

hm, also ich betrachte das als typische Wärmeberechnung, analog zur Kühlkörperberechnung. Dementsprechend habe ich die Temperatur des Kerns aus Trockeneis mit recht konstanten 78°, dann die Isolierung und die Aussentemperatur. Die Berechnung beruht nun darauf, dass bei einer bestimmten Temperaturdifferenz und bei gegebener Geometrie (der Druck ist währenddessen konstant) eine definierte Menge an Energie den "Kern" erreicht und bei ausreichender Größe für die angegebene Verdunstung sorgt. Dieser Vorgang ist durch die Kälteleistung je kg Trockeneis und den Wärmedurchgang definiert.
Nach den Vorgaben von Ralf kann ich jetzt einfach mal die gegebene Geometrie beibehalten und als Aussentemperatur A) 18°C und B) -18°C ansetzen, also den Transportbehälter entweder im Raum stehen lassen oder vollständig in die Kühltruhe stellen. Bei mir verringert sich dann die Verdunstung um 37% - oder mache ich da was falsch??? Aber das Ergebnis macht Sinn, nur wäre in diesem Fall kein dicker Lüfter hilfreich

Natürlich bleibt das Problem der Belüftung - und die Lagerung von Trockeneis sollte nicht in Kellerräumen oder deren Nähe erfolgen - als Vorsichtsmaßnahmen wie bei ausstömenden Propan/Butan, nur eben ohne Feuergefahr.

Grüße

Hartwig

» vollständig in die Kühltruhe stellen. Bei mir verringert sich dann die
» Verdunstung um 37% - oder mache ich da was falsch??? Aber das Ergebnis
» macht Sinn, nur wäre in diesem Fall kein dicker Lüfter hilfreich

Mir kommt in den Sinn, das der Dampfdruck mit steigender Temperatur nichtlinear abfällt. Also bei sehr tiefen Temperaturen verdampft das Trockeneis relativ schnell, bei Temperaturen ab 0°C vielleicht ist der Dampfdruck relativ gleich, also eine gleichmäßige Verdampgungsmenge etwa. Ich habe irgendwo mal eine Tabelle gesehen. Ich suche mal und edtiere dann.

LG Sel

Edit: http://www.linde-gas.at/internet.lg.lg.aut/de/images/1190_trockeneis_katalog550_169646.pdf?v=1.0 (Seite 2)

Hallo,
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» Mir kommt in den Sinn, das der Dampfdruck mit steigender Temperatur
» nichtlinear abfällt. Also bei sehr tiefen Temperaturen verdampft das
» Trockeneis relativ schnell, bei Temperaturen ab 0°C vielleicht ist der
» Dampfdruck relativ gleich, also eine gleichmäßige Verdampgungsmenge etwa.
» Ich habe irgendwo mal eine Tabelle gesehen. Ich suche mal und edtiere
» dann.

nun ja, der Anbieter, von dessen Website die Berechnung stammt, sollte das wohl wissen (ist m.W. Linde).
Nimm als Analogie kochendes Wasser, das in Dampf übergeht und/oder Eiswasser, in dem das Eis von der festen in die flüssige Phase geht. In beiden Fällen ist bei Normaldruck die Temperatur konstant. So wird es beim Trockeneis auch sein, weswegen die Temperatur des Trockeneises ja auch mit (etwa) 78° in der Berechnung als konstant angenommen wird. Hier gibt es offenbar keine Variation der Temperatur. Die zugeführte Energiemenge (wie auch im Beispiel mit dem Wasser) hat dann in erster Linie nur Einfluss auf die Menge des Gases, das aus der Eisphase übertritt. Die Temperatur bleibt gleich, der Druck ist der Normaldruck. Genau das sagt die Rechnung. Und die zugeführte Energiemenge wird in diesem Fall einzig durch die Isolierung und die Aussentemperatur vorgegeben. Das zumindest sagt auch die der Berechnung zugrunde liegende Formel aus.

Grüsse
Hartwig

Hallo zusammen,

ich habe die von Sel aufgezeigte Tabelle benutzt und kam zu folgenden Ergebnissen:
Wenn man bedenkt, dass es sich bei der Berechnung um 48kg (27cm*46cm*26cm = 32L )Trockeneis handelt, sind 3,65kg Verlust knapp 7% und 2,23kg Verlust wären dann also knapp 4,5% - bezogen auf die Gesamtmasse.
Folglich hätte man durch diese Maßnahme (Lagerung in einem Gefrierschrank) eine Einsparung von 1,45kg also 2,5% bezogen auf die Gesamtmasse an Verlust erzielt.
Eine Kontrollrechnung ergibt, dass die Werte umso mieser werden, je kleiner die Ausgangsmasse für die Berechnung wird (bei 10kg Trockeneis Verlust in 24h 14%(20°C) : 9% (-18°C)). Vergleich: den besten Wirkungsgrad erzielt ein Gefrierschrank, wenn er randvoll beladen ist.
Bedeutet: künftig 500kg Trockeeis ordern - dann bleibts länger frisch *lacht schallend*


Und hierbei handelt es sich um idealisierte Bedingungen. Denn das Trockeneis ist ja schon ca. 1 Tag bei 15-20°C unterwegs gewesen, die Verpackung nicht ideal verschlossen und der nicht genutzte Raum nicht mit Material aufgefüllt (weder Direktverpackung noch der Kühlraum des Gefrierschranks). Unter realen Bedingungen wird das Ergebnis IMHO noch marginaler ausfallen. Und über die Qualitätsverbesserung des Nebels, vor allem wenn das Trockeneis einige Zeit über dem heißen Wasser vor sich hin verdampft, wird man eher keinen Effekt feststellen.

Eine ähnliche Rechnung wird auch regelmäßig bei den sog. Energiesparlampen aufgemacht. Die brauchen 100% weniger Energie - aber nur bezogen auf die Lichtleistung eines Vergleichsverbrauchers und nicht, wie es richtig wäre, auf den gesamten Energieverbrauch. Unterm Strich sind alle Lichterzeuger eigentlich Wärmequellen mit dem Abfallprodukt Licht. 75-90% der eingesetzten Energie werden in Wärmeenergie umgewandelt. Aber diese Info bekommt man nirgends präsentiert.

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» » Mir kommt in den Sinn, das der Dampfdruck mit steigender Temperatur
» » nichtlinear abfällt. Also bei sehr tiefen Temperaturen verdampft das
» » Trockeneis relativ schnell, bei Temperaturen ab 0°C vielleicht ist der
» » Dampfdruck relativ gleich, also eine gleichmäßige Verdampgungsmenge
» etwa.
» » Ich habe irgendwo mal eine Tabelle gesehen. Ich suche mal und edtiere
» » dann.
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» nun ja, der Anbieter, von dessen Website die Berechnung stammt, sollte das
» wohl wissen (ist m.W. Linde).
» Nimm als Analogie kochendes Wasser, das in Dampf übergeht und/oder
» Eiswasser, in dem das Eis von der festen in die flüssige Phase geht. In
» beiden Fällen ist bei Normaldruck die Temperatur konstant. So wird es beim
» Trockeneis auch sein, weswegen die Temperatur des Trockeneises ja auch mit
» (etwa) 78° in der Berechnung als konstant angenommen wird. Hier gibt es
» offenbar keine Variation der Temperatur. Die zugeführte Energiemenge (wie
» auch im Beispiel mit dem Wasser) hat dann in erster Linie nur Einfluss auf
» die Menge des Gases, das aus der Eisphase übertritt. Die Temperatur bleibt
» gleich, der Druck ist der Normaldruck. Genau das sagt die Rechnung. Und die
» zugeführte Energiemenge wird in diesem Fall einzig durch die Isolierung und
» die Aussentemperatur vorgegeben. Das zumindest sagt auch die der Berechnung
» zugrunde liegende Formel aus.
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» Grüsse
» Hartwig

» Unterm Strich sind alle Lichterzeuger eigentlich Wärmequellen mit dem Abfallprodukt Licht. 75-90% der eingesetzten Energie werden in Wärmeenergie umgewandelt. Aber diese Info bekommt man nirgends präsentiert.

Naja, man braucht nur nach Wirkungsgrad von Leuchtmitteln suchen.

» Hallo zusammen,
Hallo,
»
» ich habe die von Sel aufgezeigte Tabelle benutzt und kam zu folgenden
» Ergebnissen:
» Wenn man bedenkt, dass es sich bei der Berechnung um 48kg (27cm*46cm*26cm =
» 32L )Trockeneis handelt, sind 3,65kg Verlust knapp 7% und 2,23kg Verlust
» wären dann also knapp 4,5% - bezogen auf die Gesamtmasse.
richtig
» Folglich hätte man durch diese Maßnahme (Lagerung in einem Gefrierschrank)
» eine Einsparung von 1,45kg also 2,5% bezogen auf die Gesamtmasse an Verlust
» erzielt.
» Eine Kontrollrechnung ergibt, dass die Werte umso mieser werden, je kleiner
» die Ausgangsmasse für die Berechnung wird (bei 10kg Trockeneis Verlust in
» 24h 14%(20°C) : 9% (-18°C)). Vergleich: den besten Wirkungsgrad erzielt ein
» Gefrierschrank, wenn er randvoll beladen ist.
genau der Punkt - hier spielt einzig die Verpackung in Relation zum Trockeneis eine Rolle, da die Energiezufuhr, die zur Verdampfung führt, durch die Isolierung und die Temperaturdifferenz gegeben ist. Damit geht die Isolierung - ob mit oder ohne Kühltruhe - linear in die Berechnung ein. Die Menge des Eises spielt bei der Berechnung keine Rolle, also bei 5kg sieht es ganz anders aus - Verpackung also kleiner machen und besser (kleinere Durchgangsfläche für die Energie).
» Bedeutet: künftig 500kg Trockeeis ordern - dann bleibts länger frisch
» *lacht schallend*

Nur wenn Du die Isolierung wieder so dick machst, dass Du wieder auf Deine 3,65 bzw. 2,23kg Verlust kommst - das Spreadsheet machts möglich.
Fast wie Kühlkörperberechnung, nur "andersrum"...
»
Gletscher halten ja auch länger .....

Nachtrag:
Du kannst ja die gegebene Formel einfach umstellen und dann ausrechnen, wie Deine Thermobox aussehen muss, damit von n kg Trockeneis nach m Tagen noch die benötigte Menge vorhanden ist.

Grüße
Hartwig

Wenn du aber gut isolierst, also 20m³ Styroporkugeln um deinen Trockeneisbehälter schichtest, so wirst du die Verluste minimieren. Ebenso wird das gehen, wenn du den (isolierten) Behälter in eine Vakuumkammer steckst (Behälter innen mit Normaldruck belassen).

In deiner Rechnung hast du bei der Tiefkühltruhe den Energiebedarf zur Runterkühlung vergessen. Das werden einige Euronen Strom sein. Für den gewonnenen Effekt viel zu teuer. Für den Betrag mehr Eis kaufen und die "Verluste" sind optimaler verteilt.

LG Sel

Hallo Sel,

» In deiner Rechnung hast du bei der Tiefkühltruhe den Energiebedarf zur
» Runterkühlung vergessen. Das werden einige Euronen Strom sein. Für den
» gewonnenen Effekt viel zu teuer.

DAS ist das fatale an den Überlegungen meiner Kollegen. Der Einsatz von Energie und dessen Kosten werden total aus den Augen gelassen. Ebenso die Anschaffung und der Unterhalt des Gefrierschranks (der eigentlich kein richtiger ist - das war so ne Kühltruhe mit Schiebedeckel um in der Kantine Eiscreme bereit zu stellen. Also vom Wirkungsgrad und der Isolierung untragbar.
Aber da meine Kollegen den Strom nicht zahlen müssen und solche Wirtschaftlichkeitsfragen bei derlei Dimensionen völlig untergehen, wird das halt gemacht. Immerhin reden wir von einer Anschlussleistung des Hauses von ca. 2-3 MW. Was jucken dann die paar kWh ?

Der Wunsch meiner Kollegen war: das Trockeneis mit so wenig wie möglich Schwund so lange wie möglich vorhalten zu können - ohne direkt verrechenbare Kosten zu erzeugen.

Gruß
Ralf

Warum probierst du es nicht einfach aus. Bestellst 2 Pakete, stellst eins in die Gefriertruhe eins daneben wartest 3 oder 5 Tage und wiegst dann die Pakete. Und wenn du gleichzeitig noch den Strom der Gefriertruhe misst, weist du, ob du Geld gewonnen oder verloren hast? Aber vieleicht spielt das Geld ja eine untergeordnete Rolle, dann kannst du natürlich auch das Paket im Warmen nach 5 Tagen wiegen und das im Kalten gelagerte jeden Tag später 3-4mal bis es das gleiche Gewicht hat wie das im warmen nach 5 Tagen. Dann weist du, wieviel Zeit du gewinnst.