Ein Kühlschrank ist ein offenes System, das Wärme aus einem geschlossenen Raum in einen wärmeren Bereich, normalerweise eine Küche oder einen anderen Raum, abführt.Indem die Wärme aus diesem Bereich abgeführt wird, sinkt die Temperatur, sodass Lebensmittel und andere Gegenstände auf einer kühlen Temperatur bleiben.Kühlschränke scheinen gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik zu verstoßen, aber der Hauptgrund, warum sie das nicht tun, liegt in der Arbeit, die als Input für das System benötigt wird.Sie sind im Wesentlichen Wärmepumpen, arbeiten aber, um eine Region zu kühlen, anstatt sie zu heizen.
Wie sie arbeiten
Nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik fließt Wärme immer spontan von heiß nach kalt und niemals umgekehrt.Ein Kühlschrank bewirkt, dass Wärme von kalt nach heiß fließt, indem er Arbeit aufnimmt, wodurch der Raum innerhalb des Kühlschranks gekühlt wird.Dies geschieht durch Befolgen der folgenden Schritte, die mit Hilfe von Abbildung 1 etwas visualisiert werden können:
Es wird Arbeit eingegeben (Win), die ein Kühlmittel komprimiert und seine Temperatur über die Raumtemperatur erhöht.
Von diesem Kühlmittel fließt Wärme an die Raumluft (QH) ab, wodurch die Temperatur des Kühlmittels sinkt.
Das Kühlmittel dehnt sich aus und kühlt unter die Temperatur im Kühlschrank ab.
Wärme fließt vom Kühlschrank zum Kühlmittel (QC) und senkt die Temperatur im Inneren.
Dieser Prozess ist zyklisch und ermöglicht es, Kühlschränke so lange wie nötig zu betreiben.Die als Eingabe für das System benötigte Arbeit ist durch die Gleichung gegeben
Gewinn=QH-QC
Die Variablen sind in Abbildung 1 dargestellt. Diese Gleichung zeigt, dass ein Kühlschrank mehr Wärme an den Raum abgeben muss, als er von innen entzieht. Dies hat erhebliche Auswirkungen darauf, ob Sie einen Raum kühlen können, indem Sie die Kühlschranktür offen lassen
Effizienz
Die Effizienz von Kühlschränken hat sich im Laufe der Jahre dramatisch verbessert.Heute verbrauchen US-Kühlschränke weniger als 500 kWh/Jahr, weit weniger als die typischen 1800 kWh im Jahr 1972. Verbesserungen wurden und werden weiterhin an Isolierung, Kompressoreffizienz, Wärmeaustausch im Verdampfer und Kondensator, Lüftern und anderen Komponenten vorgenommen der Kühlschrank.
US Energy Star-zertifizierte Kühlschränke müssen 20 % weniger Strom verbrauchen als der US-Mindeststandard für Kühlschränke.Es gibt einen Rechner (den Sie hier finden können), mit dem Sie die jährlichen Einsparungen eines Energy-Star-zertifizierten Kühlschranks im Vergleich zu Ihrem eigenen Modell basierend auf Ihren Stromkosten berechnen können.
Leistungszahl (Effizienz)
Hauptartikel
Bei Kühlschränken möchte ein Hersteller den Bereich kälter machen und dabei so wenig Arbeit wie möglich tun.Da nur wenig Arbeit zum Kühlen des Geräts erforderlich ist, kann der Kühlschrank die gewünschte Temperatur halten und dabei weniger Strom verbrauchen, wodurch der Besitzer Geld spart.Die Zahl, die diese Idee beschreibt, ist der Leistungskoeffizient K, der im Wesentlichen ein Maß für die Effizienz ist.Die Gleichung dafür lautet
K=QCWin
Je höher dieser Wert, desto besser, da weniger Arbeit zum Abkühlen des Kühlschranks aufgewendet werden muss.
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Deshalb produzieren wir viele Arten von Kühlschränken.Sunch als eintüriger Kühlschrank, zweitüriger Kühlschrank mit oberem Gefrierfach, zweitüriger Kühlschrank mit unterem Gefrierschrank und mehrtüriger Kühlschrank.
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Postzeit: 04.07.2022