Ist häufiges Öffnen des Kühlschranks wirklich so entscheidend für den Stromverbrauch?

Ich habe mehrere populäre Artikel gelesen, die besagen, dass häufiges Öffnen des Kühlschranks den Stromverbrauch stark erhöht.

Ist es wirklich so bedeutend? Ist die Wärme in den zimmerwarmen Lebensmitteln, die in den Kühlschrank gebracht werden, nicht so viel relevanter, dass etwas Luft, die beim Öffnen der Tür in den Kühlschrank gelangt, nichts dagegen ist?

Um es konkreter zu machen: Wie oft muss ich den Kühlschrank öffnen und schließen, damit die Wirkung vergleichbar ist, als würde ich eine 1-Liter-Box Milch mit Raumtemperatur hinstellen? Nehmen wir an, das Zimmer hat 22°C, der Kühlschrank 7°C.

Berichten zufolge ist die Umwandlung eines Gefrierschranks mit vertikaler Tür in einen Kühlschrank viel effizienter als ein normaler Kühlschrank: mtbest.net/chest_fridge.html
@DenisdeBernardy Eine Kombination aus mehr Isolierung und der aufsteigenden heißen Luft, nehme ich an?
@DenisdeBernardy Nach den Berechnungen von Tim unten ist die Luftkühlung nichts im Vergleich zu der Wärme, die mit neuen Lebensmitteln auf Raumtemperatur gebracht wird. Es scheint, dass der in Ihrem Artikel beschriebene Kühlschrank den niedrigen Verbrauch eher der guten Isolierung zu verdanken hat (ich glaube, Gefrierschränke haben eine bessere Isolierung als herkömmliche Kühlschränke) als der horizontalen Tür. Was denkst du?
@Tim: Wenn die Erinnerung dient, liegt dies hauptsächlich daran, dass kalte Luft beim Öffnen im Kühlschrank mit vertikaler Tür bleibt, während sie beim Öffnen eines normalen Kühlschranks aus dem Kühlschrank strömt. Unten rechts auf der Seite befindet sich ein verlinkter Artikel mit den Details.
@Tim Jetzt liegt es an dir, es zu beweisen :) Der von DesisdeBerdardy erwähnte Artikel sagt etwas anderes aus als du, zumindest scheint es mir.

Antworten (2)

Das hängt davon ab, ob der Kühlschrank die Temperatur überwacht oder nicht.

Wo ich arbeite, hat der große begehbare Kühlschrank eine Temperaturüberwachung. Die Kühlung beginnt erst, wenn die Temperatur über 4,7 °C steigt, und hört auf, wenn sie auf 3,5 °C sinkt.

Der Kühlschrank ist sehr gut isoliert, was bedeutet, dass der Kühlschrank nur sehr selten eingeschaltet werden muss, wenn die Tür geschlossen ist.

Ich hole häufig Sachen aus dem Kühlschrank. Dies bedeutet normalerweise, dass die Tür weniger als 15 Sekunden geöffnet ist, aber in dieser Zeit steigt der Kühlschrank häufig auf 5+°C, und Sie hören, wie der Kühler wieder anläuft.

Bei diesem Kühlschrank liegt der Energieverbrauch im ungeöffneten Zustand nahe 0 und erreicht bei jedem Öffnen sein Maximum.

Sie möchten jedoch wissen, was der Unterschied zwischen dem Öffnen des Kühlschranks und dem Abkühlen von 1 l Milch ist.

Der Carnot-Kühlkoeffizient

γ = T c T h − T c
ist das Verhältnis der entzogenen Wärme zur zur Entnahme dieser Wärme erforderlichen Arbeit.

T c ist die Temperatur im Kühlschrank (ich sage mal 2°C = 275 K) und T h ist Raumtemperatur (bei 22°C = 295 K), also γ = 13.75 . Das bedeutet, um ein Joule Wärmeenergie von der Milch nach außen zu transportieren, werden 0,073 J aus dem Stromnetz benötigt.

Die Energie wollen wir 1 Liter Milch beim Kühlen entziehen 22 ° C bis 2°C ist ( a , b )

Q = m c Δ θ = 1 kg × 4181 J kg ° C × 20 ° C = 83620 J
aus der Milch entfernt (angenommen Milch ≈ Wasser - es ist nah dran, aber nicht perfekt ). Das dauert 83620 J × 0,073 = 6104 J .

Mein Kühlschrank enthält ca. 224l (10 mol) Luft. Das Öffnen der Tür erhöht die Temperatur von 4 ° C auf etwa 10 ° C (ich habe gerade nachgesehen). Das γ Das Verhältnis dafür ist 46,17, also erfordert jedes entfernte Joule 0,02 J.

224l Luft von 10°C auf 4°C abzukühlen bedeutet Bewegung Q = 0,288 kg × 1000 J k g ° C × 6 ° C = 1728 J . Das dauert 1728 × 0,02 = 34.56 .

Wenn ich jedoch meinen Kühlschrank öffne, wird eine 15-W-Glühbirne eingeschaltet. Wenn ich den Kühlschrank 10 Sekunden lang öffne, hat die Glühbirne bereits 4,3-mal mehr Strom verbraucht, als zum Kühlen der Luft verwendet wird.

Dies bedeutet, dass Sie den Kühlschrank über 175 Mal öffnen können, bevor Sie den Energieverbrauch zum Kühlen Ihrer Milch erreicht haben (obwohl es mit Glühbirne nur 33 Mal ist). Bei den derzeitigen Stromkosten kostet es jedoch etwa 0,00026 US- Dollar , um diese Milch zu kühlen - daher bezweifle ich, dass der Stromverbrauch für Sie jemals wirklich von Bedeutung sein wird.

Wenn Sie die durchschnittliche Milchmenge eines Franzosen trinken ( 260 Liter - Wikipedia hat bizarre Listen ), geben Sie nur 0,067 \€ pro Jahr für Ihre Milch aus.

Anstatt sich Gedanken über die Milch zu machen, hier ein paar schnelle Vorschläge:

  • Glühbirnen ausschalten und gegen energiesparende austauschen – bis zu 180 €/Jahr
  • Kaufen Sie einen Fernseher, der im Standby-Modus sehr wenig Strom verbraucht – bis zu 38 €/Jahr
  • kochen Sie nicht zu viel Wasser - bis zu 58 €/Jahr
Ich verstehe das Problem - meine Berechnung bezog sich auf das Abkühlen der Luft von Raumtemperatur auf die Temperatur des Kühlschranks, während Ihre eine (realistischere) Zwischentemperatur verwendet. Zwischen der Änderung des Wirkungsgrads und der gesamten gepumpten Energiemenge sollte das den Faktor 10 ausmachen. Ich würde mir vorstellen, dass die Antwort meiner Berechnung näher kommen würde, wenn Sie einen kleinen Kühlschrank (wie einen Minikühlschrank) hätten und die Tür länger offen halten würden (jedes Mal vielleicht ~ 5-10 Sekunden).
@J.Murray Das scheint wahrscheinlich. Bei einem Minikühlschrank werden mit ziemlicher Sicherheit über 90 % der Luft ausgetauscht, wenn Sie die Tür öffnen und schließen.
Die Zeit, für die die Tür geöffnet ist, ist möglicherweise nicht einmal eine große Sache - wenn die Tür geöffnet und geschlossen wird, werden komplexe Wirbel erzeugt, die die Luft mischen
Die Schlussfolgerung ist also, dass wir, um Energie zu sparen, viel mehr darauf achten sollten, was (= wie warm) wir in den Kühlschrank stellen, als die Türöffnung zu reduzieren, habe ich Recht?
@HonzaZidek Ja, das Abkühlen nach dem Öffnen der Kühlschranktür ist vernachlässigbar - es ist praktisch kostenlos (obwohl das Kühlen von Milch auch grenzwertig kostenlos ist - Kühlschränke scheinen sehr effizient zu sein). Wenn Sie den Kühlschrank 10 Sekunden lang öffnen, verbraucht die Glühbirne viermal so viel Energie wie beim erneuten Abkühlen!
@HonzaZidek Um es klar zu sagen, das Einfüllen von warmer Milch ist zwischen 1 und 2 Größenordnungen schlimmer als nur das Öffnen der Tür. Beide verblassen jedoch im Vergleich zu anderen Elektrogeräten wie Glühbirnen, Klimaanlagen, Fernsehern und Wasserkochern.
Die Carnot-Effizienz ist nur theoretisch und kann in der Praxis nie erreicht werden. Die kleinen Wärmepumpen, die in typischen Haushaltskühlschränken verwendet werden, sind tatsächlich ziemlich ineffizient. Außerdem erinnere ich mich, dass ich eine Berechnung gesehen habe, die darauf hindeutet, dass der Kühlschrank mehr Energie benötigt, um die Feuchtigkeit in der Raumluft zu kondensieren, als die Luft tatsächlich herunterzukühlen.
@ntoskrnl das ist ein guter Punkt - ich bin von 0% Luftfeuchtigkeit ausgegangen. Und selbst wenn sie 100x weniger effizient sind als diese Berechnung, ist es immer noch eine (überraschend) kleine Menge an Energie.
Die Antwort hier lautet "Kühlschranktemperatur", aber in Wirklichkeit sprechen Sie von der Temperatur am Thermostat. Es gibt keinen Grund a priori anzunehmen, dass sich der gesamte Kühlschrank gleichmäßig erwärmt.
@MartinArgerami Man würde hoffen, dass sich der Thermostat in der Nähe der Oberseite des Kühlschranks befindet, weg vom Kühlelement - und es würde Ihnen eine Überschätzung der Durchschnittstemperatur geben.
Holen Sie sich eine Energiesparlampe für Ihren Kühlschrank! Ich habe einen für ~ 1 W gekauft.
@Tim: das hängt davon ab, ob der Thermostat die Temperatur der Luft oder des Wandmaterials misst. Ich würde erwarten, dass erstere viel mehr variieren.
Fernseher ausschalten statt auf Standby stellen: etwas mehr €/Jahr.

Um 1 Liter Wasser mit Raumtemperatur (warum hat Ihre Milch Raumtemperatur?) von 22 ° C auf 7 ° C zu kühlen, müssen Sie es entfernen Q = ( 1 k g ) ( 4186 J k g ∘ C ) ( fünfzehn ∘ C ) ≈ 63 k J von Energie.

Um 250 Liter Luft (eine vernünftige Schätzung für den leeren Raum in Ihrem Kühlschrank) um die gleiche Menge zu kühlen, müssen Sie sie entfernen Q ≈ 5 k J . Es scheint, dass das Kühlen des Wassers etwa 13x so viel Energie benötigt.

Allerdings gibt es hier mehrere Probleme. Am wichtigsten ist, dass das Wasser, sobald es abgekühlt ist, kühl bleibt; Andererseits entweicht bei jedem Öffnen des Kühlschranks viel kühle Luft. Wie oft öffnen und schließen Sie Ihren Kühlschrank am Tag? Zehn? Zwanzig? Wenn Sie eine Familie mit Kindern haben, kann es deutlich höher sein.

Legen Sie einen Temperaturfühler in Ihren Kühlschrank und beobachten Sie, was passiert, wenn Sie die Tür öffnen und schließen. Die Temperatur steigt bemerkenswert schnell an, weil die kühle Luft auf den Boden fällt und durch die Umgebungsluft im Raum ersetzt wird. Je weiter man in den Korpus des Kühlschranks hineingeht, desto geringer wird der Effekt, weshalb man niemals verderbliche Dinge (wie Milch) in der Tür aufbewahren sollte.

Vergessen Sie auch nicht, dass die Küche normalerweise wärmer ist als der Rest des Hauses – besonders in der Nähe des Kühlschranks, der heiße Luft nach hinten pumpt.

Es benötigt keine 5 kJ, um das Wasser zu kühlen, das ist die Energiemenge, die es nach außen transportiert. Es verbraucht etwa 7% davon aus dem Stromnetz.
@Tim Ah stimmt. Schlechte Wortwahl meinerseits. Ich wollte mich auf die abgepumpte Wärmemenge beziehen, nicht auf die von der Pumpe verbrauchte Energiemenge.
Ja. Leider bedeutet dies meiner Meinung nach, dass Ihre Schätzung für den Energieverbrauchsunterschied um das 10-fache abweicht (erhielt einen 176-fachen Unterschied).
Warum sollte die tatsächliche Energie zum Kühlen der Luft und des Wassers nicht proportional zur abgepumpten Energiemenge skaliert werden?
Das Abkühlen wird schwieriger, je mehr Sie bereits gekühlt haben. Genau wie beim Erhitzen - der Wasserkocher kommt schnell fast zum Kochen und braucht ewig, um die letzten 5% zu erreichen. Bei Kühlschränken ist es ähnlich. (Aber ich habe hier einen Fehler gemacht - es würde linear skalieren, weil Sie es wie beim Wasser von 22 ° C kühlen, während ich davon ausgegangen bin, dass die Luft nur 10 ° C erreicht). Das 13-fache an Kühlwasser ist also richtig, aber die Energiemenge ist etwa 14-mal größer als in der Realität.
Ist häufiges Öffnen des Kühlschranks wirklich so entscheidend für den Stromverbrauch?
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