Kühlschrank Wirkungsgrat (Energieverlust)

Wissenschaft Physik
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Ich hatte mich gefragt, was mehr Energie braucht bei einem Kühlschrank: das Wasser was man kühlt oder die Luft die beim öffnen eindringt.
Dafür habe ich mal angenommen man möchte 2l Wasser und 400l Luft am Tag kühlen. dann braucht man fürs Wasser 160kJ Energie, und für die Luft 10kJ.
Also ist die Luft nicht relevant. Es wird jedoch immer behauptet man soll den Kühlschrank nicht zu oft öffnen um Energie zu sparen, das wäre ja dann ein Irrtum?

Ein Kühlschrank braucht so ungefähr 1800kJ Energie pro Tag. Das heisst das ist über 10Mal mehr als meine oben berechnete Energie um nur die Luft und das Wasser zu kühlen. Woher kommt die riesige Differenz? Durch die Isolation die nicht perfekt ist, oder hat der Kompressor vielleicht einen so schlechten Wirkungsgrad? Wie ist ungefähr der Wirkungsgrad der kältepumpe eines Kühlschrankes?

mfg

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Hallo!

Ich hatte mich gefragt, was mehr Energie braucht bei einem
Kühlschrank: das Wasser was man kühlt oder die Luft die beim
öffnen eindringt.

Man braucht keine Energie, um etwas zu kühlen. „Kühlen“ bedeutet, dass man dem Gegenstand Wärme (also Energie) entzieht.

Dafür habe ich mal angenommen man möchte 2l Wasser und 400l
Luft am Tag kühlen. dann braucht man fürs Wasser 160kJ
Energie, und für die Luft 10kJ.

Wie hast Du das denn ausgerechnet?

Also ist die Luft nicht relevant. Es wird jedoch immer
behauptet man soll den Kühlschrank nicht zu oft öffnen um
Energie zu sparen, das wäre ja dann ein Irrtum?

Nein. Jedes mal, wenn Du die Tür öffnest, tauschst Du die Luft aus. Du musst die Wärme aus der neuen Luft rauskriegen. Dafür arbeitet der Kompressor des Kühlschranks. Die Wasserflasche die da drin steht, wird sich in der kurzen Zeit, in der die Tür offen ist, kaum erwärmen. Sie kostet also nur dann viel Arbeit, wenn man sie zum ersten Mal in den Kühlschrank stellt.

Deswegen - und das wird auch häufig gesagt - sollte man keine warmen Gegenstände in den Kühlschrank stellen.

Ein Kühlschrank braucht so ungefähr 1800kJ Energie pro Tag.
Das heisst das ist über 10Mal mehr als meine oben berechnete
Energie um nur die Luft und das Wasser zu kühlen. Woher kommt
die riesige Differenz? Durch die Isolation die nicht perfekt
ist, oder hat der Kompressor vielleicht einen so schlechten
Wirkungsgrad? Wie ist ungefähr der Wirkungsgrad der kältepumpe
eines Kühlschrankes?

Da kenne ich keine Zahlen. Jedoch ist der Wirkungsgrad mit Sicherheit deutlich größer als 1.

Michael

P.S.: Hast Du mal nachgeschaut, ob das Licht auch wirklich aus ist, wenn die Tür zu ist? (SCNR)

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Hallo!

Ich hatte mich gefragt, was mehr Energie braucht bei einem
Kühlschrank: das Wasser was man kühlt oder die Luft die beim
öffnen eindringt.

Man braucht keine Energie, um etwas zu kühlen. „Kühlen“
bedeutet, dass man dem Gegenstand Wärme (also Energie)
entzieht.

Ja das ist natürlich richtig. Doch man braucht Energie um den Temperaturunterschied zu erzeugen.

Dafür habe ich mal angenommen man möchte 2l Wasser und 400l
Luft am Tag kühlen. dann braucht man fürs Wasser 160kJ
Energie, und für die Luft 10kJ.

Wie hast Du das denn ausgerechnet?

Mit der Formel E=c*m*delta(T) mit c=Wärmekapazität, m=Masse und delta(T)=Wärmeunterschied.
Die Formel stimmt um was zu heizen. Bin mir jetzt nicht mehr sicher ob das stimmt zum kühlen.

Also ist die Luft nicht relevant. Es wird jedoch immer
behauptet man soll den Kühlschrank nicht zu oft öffnen um
Energie zu sparen, das wäre ja dann ein Irrtum?

Nein. Jedes mal, wenn Du die Tür öffnest, tauschst Du die Luft
aus. Du musst die Wärme aus der neuen Luft rauskriegen. Dafür
arbeitet der Kompressor des Kühlschranks. Die Wasserflasche
die da drin steht, wird sich in der kurzen Zeit, in der die
Tür offen ist, kaum erwärmen. Sie kostet also nur dann viel
Arbeit, wenn man sie zum ersten Mal in den Kühlschrank stellt.

Deswegen - und das wird auch häufig gesagt - sollte man keine
warmen Gegenstände in den Kühlschrank stellen.

Ok, das ist mir klar, aber weil das Wasser eine grössere Wärmekapazität hat als Luft und nur mehrere gramm Luft im Kühlschrank sind, dachte ich dass es vielleicht trotzdem mehr Energie braucht das Wasser auch nur ein Mal zu kühlen(Deshalb hab ich ja auch nur 2l Wasser pro Tag für meine Berechnung genommen)

Ein Kühlschrank braucht so ungefähr 1800kJ Energie pro Tag.
Das heisst das ist über 10Mal mehr als meine oben berechnete
Energie um nur die Luft und das Wasser zu kühlen. Woher kommt
die riesige Differenz? Durch die Isolation die nicht perfekt
ist, oder hat der Kompressor vielleicht einen so schlechten
Wirkungsgrad? Wie ist ungefähr der Wirkungsgrad der kältepumpe
eines Kühlschrankes?

Da kenne ich keine Zahlen. Jedoch ist der Wirkungsgrad mit
Sicherheit deutlich größer als 1.

Weiss vielleicht jemand wie effizient so ein Kompressor ist?

Michael

P.S.: Hast Du mal nachgeschaut, ob das Licht auch wirklich aus
ist, wenn die Tür zu ist? (SCNR)

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Also die 160 bzw 10kJ die ich oben berechnet habe, ist die Energie, die man dem Wasser bzw der Luft entziehen muss um es von 25 auf 5 Grad zu kühlen(ich hab einfach mal angenommen man kühlt 2l Wasser auf Raumtemperatur, und man öffnet den Kühlschrank 4Mal und dadurch treten 400l Luft in den Kühlschrank). Dann habe ich noch rausgefunden dass ein idealer Prozess(carnotprozess) eine Leistungszahl von 18 hat, das heisst man muss 170/18~=10kJ nur pro Tag aufwenden um 2l Wasser und 400l Luft zu kühlen.(falls Kühlschrank ideal ist).
Wie oben erwähnt braucht ein Durchschnittskühlschrank 1800kJ Energie pro Tag.
Falls meine Berechnung stimmt, dann wäre es die Luft die beim öffnen einströmt, völlig unrelevant gegenüber der Gesamtenergie. Also braucht man sich keine Sorgen zu machen wenn man den Kühlschrank 20Mal den Tag öffnet.
Oder was meint ihr?