Hilft es wesentlich, einen Kühl- / Gefrierschrank voll zu halten, um Energie zu sparen?

15

Dies ist eine der Aussagen, auf die ich häufig stoße, aber ich habe nie wirklich Beweise dafür gesehen. Oft geht der Rat sogar noch weiter: Wenn Ihr Kühl- / Gefrierschrank relativ leer ist, sollten Sie etwas hinzufügen (z. B. Flaschen Wasser).

Solche Aussagen sind auch hier wie bei Antworten auf diese Frage , diese Frage , diese Frage und zuletzt diese Frage aufgetaucht .

Ich gehe davon aus, dass es unter bestimmten Umständen zu geringfügigen Energieeinsparungen kommen kann, aber ist es wichtig genug, um sich wirklich darum zu kümmern ? Darüber hinaus reicht es aus, den Energieverlust, der beispielsweise beim Kühlen oder Gefrieren von Wasser (oder anderen Dingen) entsteht, auszugleichen, um nur den Kühlschrank aufzufüllen?


Hinweis: Ich habe einige meiner eigenen Nachforschungen angestellt und wollte diese in der Frage veröffentlichen, aber ich denke, dass es sinnvoller ist, das, was ich in einer Antwort unten gefunden habe, anzugeben. Wenn jedoch jemand zuverlässige Quellen hat, die eine andere Antwort geben (und vorzugsweise tatsächliche Messungen oder Studien, um dies zu bestätigen), bin ich sehr interessiert.

EDIT: Nachdem ich meine Antwort geschrieben hatte, fand ich gerade dies , wo Cecil Adams stark für die Vollkühlhypothese plädiert. Ich bin selten anderer Meinung als Cecil, und er verweist auf eine Reihe von Studien, obwohl keine Zitate. Ich bin also interessiert, ob jemand auf einige dieser Studien verweisen kann.

Athanasius
quelle
1
Hier ist auch eine ähnliche Frage zu Physics Stack Exchange: physics.stackexchange.com/q/61445/47120
Athanasius,

Antworten:

15

ZUSAMMENFASSUNG: Wenn ich hier nichts vermisse oder Sie mit Ihrem Kühlschrank etwas Seltsames anstellen , sparen Sie höchstens ein paar Dollar pro Jahr, indem Sie Ihren Kühlschrank / Gefrierschrank voll halten. Darüber hinaus wird das Auffüllen von Wasser (oder anderen Dingen) zum Auffüllen des Kühl- / Gefrierraums nicht viel Zeit sparen, es sei denn, Sie bewahren es sehr lange dort auf, da es so viel Energie kostet, um das Wasser zu kühlen an erster Stelle.

Dafür gibt es triftige Gründe:

  • Wenn Sie zeitweise Stromausfälle überstehen müssen (wie TFD feststellt), bleibt der Kühlschrank länger kühl, wenn Sie viel Eis oder Lebensmittel im Kühlschrank haben
  • Eine größere Menge Lebensmittel im Kühl- / Gefrierschrank erleichtert das schnellere Abkühlen oder Einfrieren neuer Lebensmittel, was manchmal die Lebensmittelsicherheit / -konservierung verbessert
  • In ähnlicher Weise kann mehr Nahrung dazu beitragen, kleine Temperaturschwankungen beim häufigen Öffnen der Tür zu minimieren, was in einigen Fällen wiederum die Lebensmittelsicherheit / -qualität verbessern kann
  • wenn Sie eine sehr ineffiziente Kühlschrank haben , dass cools ungleichmäßig ist oder nicht gut isoliert, mehr Nahrung mit so viel Radfahren verhindern ein und aus (wenn auch einen Kühlschrank Verpackung zu voll es auch vom Radfahren richtig verhindern kann)

All dies sind vielleicht gute Gründe für eine milde Vorliebe dafür, den Kühlschrank ein wenig voller zu halten. Aus energetischer Sicht gibt es jedoch keinen Grund , Ihren Kühlschrank absichtlich mit überschüssigem Essen / Wasser zu füllen, da die zum Kühlen von Feststoffen oder Flüssigkeiten erforderliche Energie in der Regel ein Vielfaches der zum Kühlen von Luft erforderlichen Menge beträgt.

Wenn Ihre Hauptsorge ist, dass kalte Luft bei geöffneter Tür aus dem Kühlschrank "herausfällt", empfehle ich, sie mit leeren Behältern zu füllen , in denen sich nur Luft befindet. Sie bieten Ihnen den Vorteil, dass Sie nicht die überschüssige kalte Luft verlieren, aber ohne den Energieaufwand zum Kühlen einer Flüssigkeit, den Sie nicht benötigen. (Aber auch hier liegt der wahrscheinliche Nutzen wahrscheinlich bei höchstens ein paar Dollar pro Jahr.)

Details unten.


Ich habe versucht, nach verlässlichen Statistiken zu suchen, und obwohl ich viele, viele Quellen finde, die diese Behauptung aufstellen, sehe ich im Allgemeinen keine tatsächlichen Zahlen in Bezug auf Energieeinsparungen oder sogar eine theoretische Berechnung, um die Logik der Praxis zu unterstützen.

Tatsächlich scheint es manchmal auf "Mythen" -Listen von Energiegruppen zu erscheinen, wie hier :

  1. MYTHOS: Sie können Energie sparen, indem Sie Ihren Kühlschrank voll halten, ihn schnell schließen und die Spulen regelmäßig reinigen.

Tatsächlich sind alle drei Aktionen Ihre Mühe nicht wert. In der Studie von Balsnik wurde festgestellt:

Total use from ALL fridge door openings adds up to <50 kWh/yr, or about $5.
Putting water bottles in your fridge to keep it full adds up to <0.1 kWh/yr.
Cleaning coils – no actual savings found.

Oder aus diesem Dokument (zum Wirkungsgrad von Tiefkühlgeräten):

URBAN LEGEND? Ein voller Gefrierschrank benötigt weniger Energie für den Betrieb:Ein angeblicher Grund für diese Idee ist, dass das Aufwärmen der thermischen Masse länger dauert, sodass der Kompressor nicht so hart arbeiten muss. Denken Sie darüber nach: Während das Aufwärmen des Inhalts länger dauert, dauert das Abkühlen auch länger, sodass der Kompressor jeden Tag genauso lange arbeitet. Die grundlegenden Isolationsfaktoren für Wandstärke und Dichtungsintegrität ändern sich bei einem vollen oder leeren Gefrierschrank nicht. Warum sollte es also einen Unterschied für die Wärmeübertragung machen? Während die Zyklusfrequenz abnimmt, nimmt die Zyklusdauer zu. Die in den Schrank eintretende Wärme ändert sich nicht. Zu Beginn eines jeden Kompressorzyklus tritt eine nominelle Leistungsspitze auf, sodass mehr Zyklen den Energieverbrauch ein wenig erhöhen können. Die Daten wurden noch nicht in großem Umfang geteilt, so dass sie vorerst den Status einer städtischen Legende haben.

Die Logik dieser letzten Referenz scheint sich mit der Frage zu befassen, ob ein ungeöffneter Gefrierschrank / Kühlschrank effizienter ist, wenn er voll ist (wie manchmal behauptet wird, dass der Kühlschrank irgendwie weniger hart arbeiten muss). Offensichtlich macht das nicht viel Sinn, wie dieses Zitat feststellt.

Um dies genau beurteilen zu können, müssen wir jedoch berücksichtigen, was passiert, wenn Sie den Kühl- / Gefrierschrank öffnen . Hier ist ein Bericht von einer Energiespargruppe, die eine Reihe von Tests durchgeführt hat (einschließlich des Öffnens der Tür für verschiedene Zeiträume). Sie kamen zu dem Schluss, dass Top-Kühlschränke mit Gefrierfach weniger Energie verbrauchen , wenn sie voll sind , obwohl sie in ihrer Analyse feststellen, dass die zusätzliche Energie, die zum Kühlen der zusätzlichen Lebensmittel benötigt wird, gar nicht erst enthalten ist . Aber sobald das Essen kalt und der Kühlschrank voll ist, gibt es einigeEnergievorteil für Top-Gefriergeräte. (Wie viel ist unbekannt, da die Diagramme keine Zahlen enthalten.) Bei anderen Arten von Gefrierschrankmodellen waren die Testergebnisse gemischt, sodass kein klarer Vorteil eines leeren gegenüber einem vollen Kühlschrank bestand. Ihr Fazit: "Deshalb raten wir Ihnen, sich keine Sorgen um den Kühlschrank zu machen und sich mehr darauf zu konzentrieren, die Tür geschlossen zu halten."


Versuchen wir für eine theoretische Perspektive der Kühlschranköffnung einige vernünftige Annahmen:

Die durchschnittliche Kühlschrankgröße in den USA liegt bei 20 Fuß 3 . Wenn wir davon ausgehen, dass der Kühlschrank nicht voll ist und beim Öffnen der Tür die Hälfte der vorhandenen Luft durch Luft mit Raumtemperatur ersetzt wird, sind das ungefähr 10 Fuß 3 oder etwa 0,28 m 3 .

Unter Verwendung der Statistiken von hier können wir berechnen , dass Kühl daß 10 ft 3 von Luft nach unten um 20 ° C (zB von „Raumtemperatur“ von etwa 25 ° C bis 5 ° C) würde etwa 6,8 kJ Energie erfordern, oder 0,0019 kWh . Bei einem Gefrierschrank ähnlicher Größe müsste die Lufttemperatur wahrscheinlich um 40 ° C und nicht um 20 ° C gesenkt werden, sodass sich diese Zahlen verdoppeln würden.

Wenn wir die Kühlschranktür 20 Mal pro Tag öffnen, summiert sich das über ein Jahr auf etwa 13,8 kWh für einen Kühlschrank mit 10 ft 3 leerem Raum oder 27,5 kWh für einen Gefrierschrank mit einer ähnlichen Menge an leerem Raum. Die Statistiken im ersten Zitat oben schätzen 50 kWh / Jahr für alle Kühlschranktüröffnungen, daher scheinen die Zahlen im richtigen Bereich zu liegen. Grundsätzlich kostet das Öffnen des Kühlschranks ein paar Dollar Energieverlust pro Jahr.

Nehmen wir an, wir laden stattdessen diese 3 m 3 mit Wasser statt Luft auf. (Das ist eine lächerlich große Menge Wasser, aber ich verwende es, um das belegte Volumen zum Vergleich gleich zu halten.)

Die Energiemenge, die benötigt wird, um Wasser von Raumtemperatur abzukühlen, kann auf ähnliche Weise aus diesen Zahlen berechnet werden . Das Kühlen von 10 ft 3 Wasser um 20 ° C würde ungefähr 23.000 kJ erfordern. Das Einfrieren auf -15 ° C von 25 ° C würde ungefähr 120.000 kJ erfordern. (Diese Zahl ist aufgrund der überschüssigen Energie, die erforderlich ist, um flüssiges Wasser in festes Eis umzuwandeln, signifikant höher.) Die Wirkung der Zugabe großer Wassermengen wurde in der oben erwähnten Studie deutlich gezeigt, in der die Zugabe von 150 Pfund erfolgte. Bei einem Wasservolumen von Raumtemperatur stieg der Temperaturanstieg des Kühlschranks auf etwa 65 ° F und es dauerte fast eineinhalb Tage, bis die normale Temperatur wieder erreicht war.

Um diese Zahlen in eine nützlichere Form zu bringen:

  • Sie müssten etwa 3500-mal die Luft im Kühlschrank abkühlen, um die Energiemenge zu "bezahlen", die für die Kühlung der gleichen Wassermenge aufgewendet wird.

  • Sie müssten etwa 9000-mal die Luft im Gefrierschrank abkühlen, um die Menge an Energie zu "bezahlen", die für das Einfrieren derselben Wassermenge aufgewendet wird.

UPDATE: Wie Joe in Kommentaren zu Recht betont, habe ich hier trockene Luft angenommen, um die Berechnungen zu vereinfachen. Echte Küchenluft wird jedoch feucht sein, und ihre Wirkung ist nicht unerheblich. (Ich nahm an, dass der Fehler weniger als 50% oder so beträgt, aber unter vernünftigen Annahmen ist er wahrscheinlich um den Faktor 1,5-3 niedriger, abhängig von Ihrer Küchenfeuchtigkeit und der Luftfeuchtigkeit Ihres Kühlschranks.)

Angenommen, wir beginnen mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50% in der Küche bei 25 ° C und gehen davon aus, dass der Kühlschrank im Kühlschrank auf 5 ° C und im Gefrierschrank auf -15 ° C abkühlt, während die relative Luftfeuchtigkeit bei diesen Temperaturen bei 50% bleibt (was offensichtlich die Entfernung von Wasserdampf erfordern würde), hier sind einige aktualisierte Statistiken:

- Sie müssten etwa 1800-mal die Luft im Kühlschrank abkühlen, um die Menge an Energie zu "bezahlen", die für die Kühlung der gleichen Wassermenge aufgewendet wird.

- Sie müssten die Luft im Gefrierschrank ungefähr 5500 Mal abkühlen, um die Menge an Energie zu "bezahlen", die für das Einfrieren derselben Wassermenge aufgewendet wird.

[Siehe Berechnungen unten für Details.]

Abhängig davon, wie oft Sie Ihren Kühlschrank öffnen und wie warm es ist, müssen Sie wahrscheinlich mindestens einige Monate Wasser im Kühlschrank aufbewahren, bevor Sie (überhaupt) Energie sparen können. Wahrscheinlich müssen Sie (dasselbe) Wasser mindestens ein Jahr lang gefroren lassen, um Energieeinsparungen zu erzielen. Selbst dann ist es unwahrscheinlich, dass Sie bei einer angemessenen Menge Wasser (z. B. ein paar Gallonen) mehr als ein paar Dollar pro Jahr an Energiekosten einsparen (und wahrscheinlich auch weniger).

Ein letzter Hinweis zu vollen Kühlschränken: Selbst wenn es Ihnen gelingt, mit einem vollen Kühlschrank ein paar Cent pro Jahr einzusparen, zeigt meine praktische Erfahrung, dass ich die Tür viel länger offen halte, wenn der Kühlschrank voll ist, als wenn sie fast leer ist, da ich es oft tue Dinge bewegen oder vorübergehend herausnehmen müssen, um sie in den Hintergrund zu rücken. Würden sich diese theoretischen Einsparungen jemals tatsächlich einstellen? Ich weiß es nicht.


Für diejenigen, die interessiert sind, ist hier die "Arbeit" für die obigen Berechnungen. Ich gehe von einem Volumen von 10 ft 3 = ~ 0,28 m 3 aus . Beachten Sie, dass hier verschiedene Näherungen verwendet wurden, um eine "Ballpark" - Zahl zu erhalten. Insbesondere wurde angenommen, dass Dichten und spezifische Erhitzungen über den Temperaturbereich konstant sind, was zu einem Fehler von 5 bis 10% bei den Luftberechnungen und viel weniger führen könnte für die Wasserberechnung.

(1) Abkühlen der (trockenen) Luft um 20 ° C

  • 0,28 m 3 Luft × Dichte von 1,205 kg / m 3 bei 20 ° C nach Tabelle = 0,337 kg
  • 0,337 kg × 20 ° C [gleich 20 K] × spezifische Wärme von 1,005 kJ / (kg K) = 6,8 kJ
  • 6,8 kJ 3600 = 0,0019 kWh

(2) Abkühlen der (trockenen) Luft um 40 ° C

  • Gleiches Gewicht der Anfangsluft
  • 0,337 kg × 40 ° C × 1,005 kJ / (kg K) = 13,6 kJ

(3) Kühlwasser von 25 ° C auf 5 ° C

  • Gleiches Volumen von 0,28 m 3
  • 0,28 m 3 × Dichte von etwa 1000 kg / m 3 = 280 kg
  • 280 kg × 20 ° C × spezifische Wärme von 4,18 kJ / (kg K) nach Tabelle = 23400 kJ
  • ANMERKUNG: Offensichtlich kann und sollte man einen Haushaltskühlschrank nicht mit ~ 600 lbs füllen. Wasser, aber habe ich hier das gleiche Volumen , die Energie für vergleichbare Volumina erforderlich zu machen, da sie durch ein gleichwertiges Luft , dass das Ersetzen geltend gemacht haben Volumen von Wasser wird einen Unterschied machen.

(4) Kühlwasser von 25 ° C auf -15 ° C

  • Eis ist weniger dicht als Wasser. Um ein Endvolumen von 10 m3 zu erreichen, müssen wir mit weniger Wasser beginnen.
  • 0,28 m 3 × Eisdichte von 916,8 kg / m 3 = 256 kg
  • Abkühlen auf 0 ° C: 256 kg × 25 ° C × spezifische Wärme 4,18 kJ / (kg K) = 26800 kJ
  • Einfrieren: 256 kg × Einfrierwärme 334 kJ / kg = 85700 kJ
  • Kühles Eis auf -15ºC: 256 kg x 15ºC x spezifische Wärme des Eises 2,108 kJ / (kg K) = 8100 kJ
  • Gesamtkühlenergie: 120.700 kJ

(5) Abkühlen einer ähnlichen Menge Wasser zu Luft in einem Kühlschrank = 23400 kJ · 6,78 kJ = ungefähr 3450-mal größer

(6) Kühlen einer ähnlichen Menge Wasser zu Luft in einem Gefrierschrank = 120700 kJ · 13,6 kJ = ungefähr 8900 mal größer

(7) Kühlluft mit 50% relativer Luftfeuchtigkeit bei 20 ° C:

  • Aus einem Mollier-Diagramm erhalten wir Gewichtsanteile von Wasserdampf in Luft bei 50% Luftfeuchtigkeit . Hierbei beträgt x bei einer Luftfeuchtigkeit von 0,5 etwa 0,0098 kg / kg bei 25 ° C und etwa 0,0026 kg / kg bei 5 ° C.
  • Wir folgen dann der Berechnung der Enthalpie (H) der feuchten Luft, wie sie bei Joes Link hier zu finden ist .
  • Bei 25 ° C: H = (1,005 kJ / kg ° C) (25 ° C) + (0,0098 kg / kg) [(1,84 kJ / kg ° C) (25 ° C) + (2501 kJ / kg)] = 50,1 kJ / kg
  • Bei 5 ° C: H = (1,005 kJ / kg ° C) (5 ° C) + (0,0026 kg / kg) [(1,84 kJ / kg ° C) (5 ° C) + (2501 kJ / kg)] = 11,6 kJ / kg
  • Delta H (Änderung der Enthalpie) = 50,1 - 11,6 = 38,5 kJ / kg
  • Feuchte Luft ist etwas weniger dicht als trockene Luft: Nach den Zahlen von hier beträgt die Feuchtluft bei 20 ° C etwa 1,199 kg / m 3 .
  • Die Luftmasse bei der obigen Volumenannahme von 0,28 m 3 beträgt 0,336 kg
  • Zum Abkühlen erforderliche Energie = Änderung der Enthalpie × Masse = 38,5 kJ / kg × 0,336 kg = 12,9 kJ
  • Beachten Sie, dass verschiedene Zahlen hier geringfügig über die Temperaturänderung variieren können, aber wie in Joes Link können wir davon ausgehen, dass sie konstant genug sind, um die endgültige Antwort nicht um mehr als ein paar Prozent zu beeinflussen.

(8) Kühlluft von 25 ° C bis -15 ° C im Gefrierschrank

  • Unter Verwendung des oben verlinkten Mollier-Diagramms erhalten wir einen Gewichtsanteil von ungefähr 0,00055 kg / kg bei 50% Luftfeuchtigkeit bei -15 ° C
  • Verwenden Sie ähnliche Berechnungen wie oben
  • H bei -15ºC = -13,7 kJ / kg
  • Delta H von 25ºC bis -15ºC = 63,8 kJ / kg
  • Unter Verwendung der Masse und Dichte wie oben beträgt die zum Abkühlen erforderliche Gesamtenergie = 21,4 kJ

(9) Wir berechnen die Verhältnisse wie oben, wobei 1800-mal mehr Energie zum Kühlen eines äquivalenten Wasservolumens im Kühlschrank und 5600-mal mehr Energie zum Einfrieren zur Verfügung stehen.

(10) Die relative Luftfeuchtigkeit kann sowohl in der Küche als auch im Kühlschrank variieren. Daher sollten diese Berechnungen nur als Richtwert betrachtet werden und in Extremfällen um den Faktor 2-3 in beide Richtungen variieren. Unabhängig davon ist die Energiemenge, die zum Kühlen selbst feuchter Luft erforderlich ist, im Vergleich zu derjenigen, die zum Kühlen von flüssigen oder festen Lebensmitteln erforderlich ist, unerheblich .

Athanasius
quelle
1
Sie gingen von trockener Luft aus. Gesättigte Luft (auch 100% Luftfeuchtigkeit genannt) hat bei 25 ° C einen Wert von 76,9 (kJ / kg) , was zu einem ausgeglichenen Verhältnis von etwa 45 und 116 führt. Wenn Sie kleine Kinder haben, lohnt sich dies möglicherweise nach ein paar Tagen bei hohen Temperaturen -feuchtebereiche. Und Sie halten das Wasser im hinteren Teil des Kühlschranks, damit Sie sehen können, zu was Sie tatsächlich wollen. Wenn Sie dadurch langsamer werden, was Sie im Kühlschrank finden, tun Sie etwas falsch.
Joe
2
@Joe - Ja, du hast recht, dass ich trockene Luft verwendet habe, weil ich wollte, dass die Berechnungen ein wenig einfacher werden. Ich wollte nur etwas in den richtigen Ballpark bringen, aber Sie haben Recht, dass ich vorsichtiger hätte sein sollen. Andererseits haben Sie eine bestimmte Enthalpienummer angegeben, aber Sie haben versucht, diese als Wärmekapazität zu verwenden . Ich aktualisiere mit mehr Berechnungen, aber im Grunde genommen sind meine Zahlen wahrscheinlich um den Faktor 2 und nicht um den Faktor 100 niedriger. Sie haben auch Recht, dass Wasser im Rücken kein Problem ist, aber ich überlege mir auch Ratschläge um Ihren Kühlschrank im Allgemeinen voller zu halten , was Sie verlangsamen kann.
Athanasius
Die Vorstellung von mit kalter Luft gefüllten Behältern klingt ziemlich bemerkenswert. Zumal Luft (in Taschen oder Schichten, nicht frei laufend) ein ausgezeichneter Isolator ist. Mit ein wenig Raumplanung kann es hilfreich sein, einige Bereiche zu isolieren, dh einen Teil des Bereichs für etwas abzusperren, bei dem Temperaturschwankungen mehr Probleme verursachen würden, oder etwas Warmes einfrieren zu lassen, ohne die Qualität des Inhalts der umgebenden Behälter zu beeinträchtigen.
Megha
4

Ein Vorteil ist, wenn Sie einen kontrollierten Energiesparplan für Ihren Kühlschrank haben oder einen intelligenten Strommesser und einen Kühlschrank haben (beide sehr selten).

Mit diesen Plänen sparen Sie möglicherweise Geld, aber nicht direkt Strom. Sie sparen lediglich Ihr Land vor einer ineffizienten Spitzenstromerzeugung

Es kann viele Stunden dauern, bis der Kühlschrank nicht mehr mit Strom versorgt wird. Ein gut gefüllter Kühlschrank oder Gefrierschrank hat daher weniger Temperaturschwankungen, was die Lebensmittelkonservierung verbessern kann

TFD
quelle
1
Es hilft auch, wenn der Strom ausfällt ... ein volles Gefriergerät taut weniger schnell auf als ein halb volles Gefriergerät. (und es wird Hurrikansaison)
Joe
@ Joe Ich schlage vor, in ein Land ohne "Hurrikansaison" zu ziehen :-). Suchen Sie unter blitzortung.org/Webpages/index.php?lang=de nach einem sicheren Ort
TFD
oder Monsune, Schneestürme, Tornados, Tsunamis, fragwürdige elektrische Infrastrukturen usw. ... gibt es Länder, die heutzutage tatsächlich über eine zuverlässige Strominfrastruktur verfügen? Und die USA sind groß genug, dass nicht alle eine Hurrikansaison haben ... der Südwesten hat Monsune und / oder Tornados. Der Norden hat Schneestürme. Die Berggebiete haben Lawinen. (Ich bin in einem Schneesturm + Hurrikan + Derachio-Gebiet ... und jetzt auch Erdbeben)
Joe
1

Es gibt viele Faktoren. Der einzige Faktor, den Menschen selten berücksichtigen, ist die Masse . Im Folgenden betrachte ich nur diesen Faktor. Andere Faktoren, wie beispielsweise offene Türen, können größere Auswirkungen haben, insbesondere wenn sie kumuliert betrachtet werden. Ich weiß nicht.

Wenn ich eine Flasche Wasser mit Raumtemperatur in einen Gefrierschrank mit zehn Flaschen gefrorenem Wasser stelle, sinkt die Temperatur der neuen Flasche viel schneller als in einem leeren Gefrierschrank, da bereits mehr kalte Masse vorhanden ist. Dies hat jedoch Kosten; Die Temperatur der gefrorenen Flaschen steigt in direktem Zusammenhang mit der Wärmeübertragung. Die Kühleinheit muss Energie verbrauchen, um die Temperatur der zehn Flaschen wieder auf die richtige Temperatur zu bringen. Also ja, wir haben schnelleres Einfrieren. Aber nein, nur aufgrund dieses Faktors haben wir nicht weniger Energie für das Einfrieren aufgewendet.

Die wesentliche Funktion eines Kühlaggregats ist die Aufrechterhaltung eines Wärmedifferentials zwischen Innen und Außen. Je größer die Masse dessen ist, was auf einer niedrigeren Temperatur gehalten werden muss, desto mehr Energie wird dafür benötigt. Luft hat sehr wenig Masse, es wird sehr wenig Energie benötigt, um ihre Temperatur zu ändern. Im Gegensatz dazu hat eine Wasserflasche eine viel größere Masse und es wird viel mehr Energie benötigt, um ein Wärmedifferential aufrechtzuerhalten.

Ein Grund, warum Energie benötigt wird, um eine konstante Temperatur aufrechtzuerhalten, ist die Wärmeübertragung von der Umgebungstemperatur außerhalb des Kühlaggregats und der gewünschten Innentemperatur (wir können dies auch als das Heraussickern von Kälte in die entgegengesetzte Richtung betrachten). Andernfalls würde ein geschlossener Gefrierschrank nachErreichen der eingestellten Temperaturniemals mehr Strombenötigen.

Der Inhalt eines leeren Gefrierschranks, der bei -20 ° C aufbewahrt wird, hat eine sehr geringe Masse, während der Inhalt eines mit Wasserflaschen gefüllten Gefrierschranks eine viel höhere Masse hat. Die Gefriertruhe hat tatsächlich "mehr Kälte" im Inneren, auch wenn die Temperatur gleich ist. Es verliert mehr Kälte nach außen und es wird mehr Energie benötigt, um es kalt zu halten.

So basiert nur auf den Faktor Kälteverlust, eine vollständige Gefrierschrank braucht mehr Strom.

Wie wichtig dieser einzelne Faktor ist, hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich der Effizienz der Wärmeabschirmung des Gefrierschranks, der Umgebungstemperatur (weniger Wärmeübertragung bei einer Raumtemperatur von 16 ° C als 30 ° C), der Belüftung der Heizregister usw.

Wie dieses Zusammenspiel mit anderen Faktoren eine recht komplizierte Multi-Faktor-Gleichung erzeugt, und ich vermute, dass die Antwort nicht für jedes Kühlaggregat und jede Verwendung gleich sein wird.

Venson Vaughn
quelle
1

All diese Berechnungen statt ein bisschen gesunden Menschenverstand. Luft hat eine Wärmekapazität von einem Viertel des Wassers. Das bedeutet, dass für jeden Grad zum Abkühlen des Wassers viermal so viel Kühlenergie wie für Luft benötigt wird. Wenn sich Wasser in einem warmen Raum befindet (oder einer offenen Kühlschranktür ausgesetzt ist), dauert das Aufwärmen viermal länger als das Aufwärmen von Luft. Hören Sie also auf, über Energieeffizienz und andere esoterische Begriffe zu sprechen. Denken Sie nur: Wenn mein Kühlschrank voll ist, ist die Temperaturschwankung jedes Mal geringer, wenn ich die Tür öffne und / oder etwas hineinstelle, als wenn sie voll ist ist leer. Vergessen Sie also das Wort "effizient" und ersetzen Sie es durch "am besten". Grundsätzlich ist es wichtig, dass ein Kühlschrank voll ist, damit er seine Leistung erbringt, dh dass die Temperatur so wenig wie möglich variiert. Ende der Geschichte.

Syd4Floyd
quelle
-1

Es gibt noch einen weiteren Faktor, der nicht berücksichtigt wurde. Wasser / Eis in einem Kühlschrank kühlt die Innenluft schneller, wenn sich die Tür schließt, was die Arbeit des Kompressors nach jedem Auftreten verringert. Wenn der Kühlschrank nach einem Schneesturm mit Eis gefüllt wäre, würde dies den Stromverbrauch verringern, der durch das Öffnen der Tür verursacht wird, und die Kosten für die Kühlung von 150 Pfund Wasser mit Raumtemperatur würden niemals anfallen. Obwohl es jedermanns Vermutung ist, wie viel Energie benötigt wird, um einen vollen Kühlschrank im Vergleich zu einem leeren Kühlschrank zu erhalten, scheint es mir, dass diese Werte erhalten werden sollten, während die Tür geschlossen bleibt, um einen Grundwert für den Stromverbrauch zu ermitteln.

Bill Nichols
quelle
"Wasser / Eis in einem Kühlschrank kühlt die Innenluft schneller." Sie erhöhen die Wärmemasse des Kühlschranks, indem Sie mehr Material hineinlegen. Wenn das Zeug dazu beiträgt, die Luft abzukühlen, nachdem die Tür geöffnet wurde, wird es wärmer. Der Kompressor muss jetzt arbeiten, um das Zeug wieder abzukühlen. Im Extremfall, wenn Sie eine X-Menge an Material hatten und die Temperatur beim Öffnen der Tür um 5 Grad anstieg, kann das Ersetzen durch eine 10-fache Menge an Material bedeuten, dass das Material nur um 0,5 Grad ansteigt und die Luft abkühlt schneller. Der Kompressor muss jedoch in ähnlichen Mengen arbeiten, um das zusätzliche Material wieder abzukühlen.
Athanasius
-3

Den leeren Raum in einem Kühlschrank zu füllen, um ihn effizienter zu machen oder Geld zu sparen, ist einfach nicht richtig. Stellen Sie sich das so vor: Wenn Sie einen Sattelzug fahren, ist es billiger, voll oder leer zu fahren. Leerer Raum oder voller Raum wird vom Kühlschrank gekühlt, es ist jedoch viel billiger, leeren Raum (Luft) zu kühlen. So einfach ist das.

Juwel
quelle
1
Ihre Analogie funktioniert nicht wirklich - ein voller LKW ist schwerer, also teurer, um mehr Dinge zu bewegen. Im Gegensatz dazu ist die Theorie hinter einem vollen Kühlschrank, dass es weniger leeren Raum gibt, der gekühlt werden muss.
Erica
Auch ist kalte Luft in der Menge, die ein Kühlschrank produziert, außerhalb des Kühlschranks nutzlos, kaltes Bier nicht :)
Rackandboneman
Und ein Lastwagen muss von Zeit zu Zeit anhalten, um Schläge zu vermeiden. Danach kostet es Energie, eine schwere Last zu beschleunigen. Ein Kühlschrank muss nicht immer Zimmertemperatur haben.
BDSL