15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 1 Elektrokochplatte
Eine Kochplatte ist an 230 V angeschlossen und nimmt in 8 min 160 Wh auf.
Berechnen Sie
a) die aufgenommene Stromstärke b) die Nennleistung und
c) den Widerstand der Kochplatte.
Lösung:
a) , A
min V
h Wh min t
U
W 5 22
8 230
60 160
⋅ =
⋅
⋅
⋅ = Ι =
b) P = U ⋅ Ι = 5 , 22 A ⋅ 230 V = 1 ' 200 W
c) Ω
Ι 5 22 44 06
230 ,
A ,
V R = U = =
A ,22 5
W '200 1
06 Ω 44 ,
Massekochplatte
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 2 Energiezähler
Ohne Anschluss eines Verbrauchers dreht sich die Zählerscheibe eines Zäh- lers (c
Z= 600 kWh
-1) innerhalb einer Stunde 8 mal. (Netzspannung 230 V).
a) Wie gross ist der Widerstand der fehlerhaften Isolation ?
b) Wie hoch sind die Kosten, die der Isolationsfehler pro Jahr verursacht ? (k = 18 Rp/kWh)
Lösung:
a) , W
kWh h c
P n
Z
Z
13 33
600 1 8 1
=
=
=
( )
Ω k W ,
, V P
R U 3 63
33 13
230
22
=
=
=
b) W = P ⋅ t = 13 , 33 W ⋅ 365 ⋅ 24 h = 116 , 77 kWh . Fr , kWh kWh ,
, CHF W
k
K = ⋅ = 0 18 ⋅ 116 77 = 21 02
Galileo Ferraris 31. Oktober 1847 - 7. Februar 1897
Italienischer Ingenieur und Physiker.
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 3 Kochherd überprüfen mit Energiezähler
Die Nennleistung einer Kochplatte (P=1,8 kW) eines Elektroherdes soll über- prüft werden. Die Zählerkonstante beträgt C
Z= 600
1/
kWh.
In welcher Zeit müsste die Zählerscheibe 6 Umdrehungen ausführen?
Lösung:
s kW kWh ,
h s P
C h n s t
Z
20 8
1 1 600
3600 6 3600
=
⋅
⋅
⋅ =
⋅
=
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 4 Wohnzimmerleuchte
In einer Leuchte brennen 5 Glühlampen zu je 40 W. Wieviel kWh verbraucht die Leuchte bei 5 Stunden Brenndauer.
Lösung:
=
⋅
= P t
W 200 W ⋅ 5 h = 1000 Wh = 1 ,0 kWh
Wh W = 1000
kWh
W = 1
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 5 Kochherd-Anschluss
Ein elektrischer Kochherd hat 4 Platten (800 W, 2mal 1200 W, 1800 W). Wie hoch ist die Stromrechnung im Monat (30 Tage), wenn man alle Platten je Tag 2 Stunden eingeschaltet hat und 1 kWh Kochstrom 22 Rappen kostet?
Lösung:
=
⋅
= P t
W ( 0 , 80 kW + 2 ⋅ 1 , 20 kW + 1 , 8 kW ) ⋅ 30 ⋅ 2 h = 300 kWh
=
⋅
= k W
K 0 , 22 Fr / kWh ⋅ 300 kWh = 66 ,0 Fr
kWh W = 300
Fr
K = 66
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 6 Warmwassererwärmer
Ein alter elektrischer Wassererwärmer verbraucht 3200 Watt und erhitzt 60 l Wasser in 1 Stunden und 12 Minuten von 15 °C auf 65 °C.
Wie teuer ist die Erwärmung von 1 l Wasser, wenn 1 kWh 20 Rappen kostet? Mit welchem Wirkungsgrad arbeitet die Anlage (1 kWh = 3600 kJ)?
1 2 3 4
5
6 7
8
10 9
11 12
13 14
15
Sicherheitseinrichtungen elektrische Seite
6 Hauptschalter
8 Zweite thermische Sicherung 7 Thermostat
Elektrische Bauteile
13 Heizelemente (R)
Sicherheitseinrichtungen wasserseitig
1 Kaltwasserhahn H
2 Druckreduzierventil D 3 Rückschlagklappe R 4 Sicherheitsventil S
Lösung:
=
⋅
= P t
W
1 13 , 2 kW ⋅ 1 , 2 h = 3 .84 kWh
=
⋅
⋅
= m c ∆ ϑ
Q
2⋅ ° =
°
⋅ ⋅ C
C kg , kJ
kg 4 18 53
60 12 '540 kJ = ˆ 3 ,483 kWh
=
⋅
= 60
k W
K ⋅ =
60 84
20 3 , kWh
kWh /
Rp 1 ,28 Rp (für die Erwärmung von 1 l Wasser)
=
⋅
= %
W Q
%
100
1
η
2⋅ % =
kWh ,
kWh
, 100
84 3
483
3 90 ,7 %
Rp , K = 1 28
%
,7
90
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 7
RE 1.101
Heisswasserspeicher
Welche Energie ist nötig, um einen älteren 1 ,2 kW -Heisswasser- speicher in 7 Stunden 48 Minuten aufzuheizen?
Es gibt nach Werkvorschriften folgende Ladezeiten, Anschlussleis- tungen und Speisespannungen:
J ' ' 696 000 33
J k '696 33
kWh ,36 9
l V = 100
U
StrStrU
U str = 230V U Str
=
U Str 3
U
StrStrU
U str = 400V
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 8
RE 1.102 1.506
Glühlampen
Wie lange kann eine Glühlampe von 25 W , 40 W , 75 W bzw. 100 W mit
kWh
1 Energie betrieben werden? 40 h , 25 h
h ,33 13 , 10 h
Glühwendel aus Wolfram
Glühlampenverbot
Klassse
A und B Sparlampen und Leuchtstofflampen B und C Eco-Halogenlampen
(neue Generation)
D herkömmliche
Halogenlampen
E normale Glühbirnen
F und G kleine Glühbirnen und Spezialglühlampen
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 9
RE 1.103
Energiezählerablesung
Ein Betriebsinhaber las morgens um 06.45 Uhr 289 kWh , um 11.45 h
kWh
467 am Zähler ab. Bestimmen Sie die mittlere Belastung (Leis- tung)!
kW
,6
35
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 10
RE 1.104
Gebläsemotor
Ein Gebläsemotor hat 231 V Spannung, nimmt 92 W auf und läuft pro
Tag 8 Std. und 12 Min. Wie gross ist der tägliche Energieverbrauch? 2 2 ' ' 715 715 ' ' 840 840 Ws J kWs , ' 715 84 2
kWh
,7544
0
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 11
RE 1.105
Ekektro-Heizofen
Ein mit einem Thermostaten geschalteter Heizofen von 4 ,2 kW Leis- tung verbraucht von abends 9 Uhr bis morgens 7 Uhr 32 kWh Ener- gie. Wie lange ist der Ofen während dieser Periode tatsächlich einge- schaltet?
h
,619
7
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 12
RE 1.106
Futtermittelfabrik
Eine Futtermittelfabrik mit einem Anschlusswert von 1850 kW Leistung verbraucht täglich (24 Std.) 7680 kWh Energie. Berechnen Sie die durchschnittliche Belastung in kW und Prozent des Anschlusswertes!
kW 320
%
,3
17
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 13
RE 1.107
Speicherwerk
Ein Speicherwerk produziert jährlich 253 '000 MWh Energie. Welche Betriebszeit in Tagen zu 24 Stunden würde dies entsprechen:
a) bei Vollast mit 62 MW , b) bei 65 % mittlerer Last?
h ,6 4080 , 170 d
h ,6
4080 , 261 ,6 d
Grande Dixence Gewichtsmauer, Valais/Wallis
Stauvolumen 401⋅106m3
(Pelton) Gefälle Volumen Leistung Fionnay
(12) 874 m 45m3/s 290 MW Chandoline
(10) 1748 m 10m3/s 150 MW Bieudron
(3) 1883 m 75m3/s 1'269 MW Nendaz
(12) 1008 m 45m3/s 390 MW Der Lac des Dix beinhaltet rund ein Fünftel der in der Schweiz speicherbaren elektrischen Energie (2010) und trägt zur Stromversorgung in 18 Kantonen bei.
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 14
RE 1.108
Vertrag Energielieferung
Eine Gemeinde schliesst mit dem EVU einen Vertrag auf tägliche Lieferung (24h) von 120 '000 kWh Energie ab. Welcher mittleren Leis- tung entspricht diese Zahlen?
kW '00 5
Beispieltext „Auszu aus Vertrag“
Der Endverbraucher sorgt mit einem rechtsgültigen Energielieferungsver- trag für die Deckung seines Bedarfes.
Er meldet dem Netzbetreiber spätes- tens 30 Tage im Voraus sämtliche Änderungen im Lieferverhältnis mit Auswirkungen auf die Tätigkeit des Netzbetreibers (z.B. Wechsel des Stromlieferanten, Beendigung des Liefervertrages, Einschränkungen der
Energielieferung usw.).
Benutzt der Endverbraucher das Netz des Netzbetreibers, ohne dass seine Bedarfsdeckung durch Energieliefe-
rungsverträge gesichert ist, kommt automatisch ein Energielieferungsver-
trag mit dem Netzbetreiber bzw. mit dem vom Netzbetreiber bezeichneten Lieferanten zu Stande. Der Lieferant
kann sämtliche Aufwendungen im Zusammenhang mit dieser Energielie-
ferung, dem Endverbraucher in Rechnung stellen.
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 15
RE 1.109
Gleichrichter
Ein Gleichrichter mit 2 '000 kW Nennleistung und 3 x400 V Spannung ist während eines Monats durchschnittlich zu 5 ,4 % belastet.
Welche Energie gibt er im Laufe eines Monats (30 Tage) ab?
kWh '240 3
3-Phasen Gleichrichter 1600V, 150A
I U s = 3 ⋅ ⋅
[VA]
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 16
RE 1.110
Monatsrechnung Zwei-Personen-Haushalt
Ein Zwei-Personen-Haushalt ohne Warmwassererwärmer verbraucht pro 2-Monatsperiode 960 kWh . Welchem spezifischem Verbrauch pro Person pro Tag entspricht dies (Monat – 30 Tage)?
d / kWh 16
Energieverbrauch der Haushalte der Schweiz (2009)
(Personen) Energie [kWh/a]
Energie mit Wasser [kWh/a]
Person 4’460 6’460
Familie
(2) 5’760 7’760
Familie
(3) 7’060 9’060
Familie
(4) 8’360 10’360
Der gesamte Energieverbrauch in der Schweiz beträgt pro Kopf rund 31'250 kWh. Dies entspricht der Energie von
3'150 Liter Heizöl.
Elektrischer Energieverbrauch pro Kopf in der Schweiz beträgt 7942 kWh.
Energie [%]
Industrie 32 Haushalt 31 Dienstleistung 27
Verkehr 8
Landwirtschaft 2
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 17
RE 1.181
Gleichstromrelais
Ein Gleichstromrelais hat 15 , 2 k Ω Widerstand, 35 , 8 V Spannung und ist während eines Monats ( 30 Tage) täglich 8 Std . 15Min . eingeschaltet.
Welche Energie gibt der Speiseakkumulator pro Monat an das Relais ab.
87 Wh , 20
Akkumulator
+
Relais
A1 A2
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 18
RE 1.185
Signallampen
Wie lange können 18 Signallampen ( 230 V , 5 W ) bei Nennspannung mit 1 kWh Energie betrieben werden?
100 mal Kuchen in einer Küchenmaschine rühren bei einer Rührzeit von
maximal 2 Minuten
Einen Tag im 180-Liter- Kühlschrank bei +5°C
kühlen
25 Stunden lang 150 Liter Gefriergut auf -18°C halten
25 Stunden von einer 40- Watt-Glühlampe bzw. 10 Stunden von einer 100-
Watt-Glühlampe Licht erhalten.
7 Stunden fernsehen
(140-Watt-Anschluss) 15 Hemden mit dem Dampfbügeleisen bügeln
1 Duschbad von 30 Liter auf 37° C erwärmen
60 Minuten Teppichboden mit dem 1000-W- Staubsauger saugen
6mal für 10 Minuten die Haare fönen (1000-W-
Anschluss)
5 kg gemischte Wäsche mit der Waschmaschine
waschen
11 h , 11
Wie lange kann ein Verbraucher betrieben werden bis er
1 kWhEnergie
verbraucht hat?
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 19
RE 1.189
Gleichstrommotor
Ein Gleichstrommotor ist während 12 Std . in Betrieb. Die Zählerstände sind:
Anfang 6341 kWh Ende 6816 kWh
Wie gross war die im Durchschnitt aufgenommene Leistung:
a) in kW und
b) in Prozent der Nennleistung ( 50 kW = ˆ 100 % )?
58 kW , 39
% 17 , 79
Gleichstrom- Nebenschlußmotor
Schema (Rechtslauf)
A1
Klemmenbrett
(Brücken einzeichnen)
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 20
RE 1.194
Gleichstromleitung
Eine Gleichstromleitung überträgt bei 740 V Spannung während .
30 .
9 Std Min eine Leistung von 780 kW .
Welche Energie wird in der angegebenen Zeitspanne übertragen?
7410 kWh
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 21 Energiesparen
Anstelle der 60 W -Glühlampe (1 Franken) wird eine 11 W -Energiesparlampe (17 Franken) eingesetzt. Sie ist während 6 Jahren täglich 5 Stunden in Be- trieb.
Welche Kosten werden in dieser Zeit gespart ( 1 kWh = 20 Rp )?
.
31
.
96 Fr
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 22
RE 1.454
Schein-, Wirk- und Blindenergie
Ein EW produziert im Jahr durchschnittlich 240 MWh Wirkenergie und MVArh
182 Blindenergie.
Welcher Scheinenergie entspricht dies?
2 MVAh
,
301
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 23
RE 1.501
Energie
Welcher Energieverbrauch ergibt sich nach 5½ Stunden, wenn ein Ofen von 2 kW
,
1 angeschlossen ist? 6 , 6 kWh
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 24
RE 1.1372
Leistungsbestimmung mittels Zähler
Bestimmen Sie die Leistung der über einen Zähler angeschlossenen Verbraucher, wenn pro Minute 32 Scheibenumdrehungen gezählt werden ( c = 1200 kWh
−1)!
kW
6
,
1
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 25
RE 1.455
Schein-, Wirk- und Blindenergie
Eine Berechnung ergab für eine Anlage 12 ' 000 kVAh Scheinenergie und 9600 kWh Wirkenergieverbrauch.
Wie gross war der Blindenergieverbrauch?
kVArh
7200
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 26
RE 1.502
Energie
Nach 6 Stunden sind auf dem Zählwerk eines Zählers 10 , 8 kWh Energie- verbrauch registriert worden.
Welche Leistung hatte der angeschlossenen Verbraucher?
8 kW
,
67
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 27
RE 1.1373
Leistungsbestimmung mittels Zähler
Bestimmen Sie die Blindleistung eines Netzteils, wenn der Blindener- giezähler ( c = 15 kVArh
−1) eine Scheibe hat, die momentan 13 Umdre- hungen in 32 , 4 s macht!
3 kVAr
,
96
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 28
RE 1.456
Schein-, Wirk- und Blindenergie
Über eine Leitung wird Scheinenergie 332 kVAh und Blindenergie von kVArh
100 abgegeben.
Wie gross ist die Wirkenergie?
6 kWh , 316
Energiezähler
2 2
Q P
S
W W
W = +
Blindleistungskompensation
Zeigerdarstellung in der gauß-
schen Ebene
I1 2
2 1
2
2 2
( Q
LQ
C) P
S = + −
Dreiphasennetz
Damit im Polleiter L1 der Blind- strom gemessen wird, muss dort die Spannungsspule mit U3 und
U2 angeschlossen werden.
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 29
RE 1.503
Energie
In welcher Zeit kann ein Ofen von Nach 2400 W Leistung 20 kWh Energie
verbrauchen? 8 Std . 20 Min .
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 30
RE 1.1374
Leistungsbestimmung mittels Zähler
Wieviele Umdrehungen muss die Scheibe eines Zählers mit einer Konstanten c = 1200 kWh
−1machen, wenn das angeschlossene Bügel- eisen 750 W Leistung besitzt und während 1 Minute gezählt werden soll?
15
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 31
RE 1.504
Energie
Eine Kondensatorenbatterie hat 12 kVAr Blindleistung und ist 9 Std.
20 Minuten eingeschaltet.
Welche Blindenergie wurde in dieser Zeit erzeugt?
kVArh
112
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 32
RE 1.1375
Leistungsbestimmung mittels Zähler
In welcher Zeit muss die LED eines Zählers 18 mal aufleuchten, wenn die Konstanten c = 300 kWh
−1und die angeschlossene Leistung 2 , 4 kW ist?
90 s
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 33
RE 1.505
Energie
Zur Leistungskontrolle wurde ein Zähler nach 2 Std. 25 Minuten ab- gelesen. Der Verbrauch war um 3 , 6 kWh gestiegen.
Wie gross war die durchschnittliche Leistung?
49 kW
,
1
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 34
RE 1.1376
Leistungsbestimmung mittels Zähler
Es ist die Konstante eines Zählers zu bestimmen, dessen Anker in 5 s
,
15 15 Umdrehungen macht! Die Durchgangsleistung ist 7 , 2 kW .
600 kWh
−115. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 35
RE 1.506
Energie
Wie lange können Glühlampen von a) 25 W ,
b) 40 W , c) 75 W und d) 100 W
mit einer Energie von 1 kWh betrieben werden?
. 40 Std
. 25 Std
. 3 , 13 Std
.
10 Std
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 36
RE 1.507
Energie
Ein Zimmer ist mit 15 x 2 Fluolampen zu 46 W beleuchtet.
Wie gross ist der tägliche Energiekonsum der Anlage, wenn sie von 06.15 bis 08.15 und
17.10 bis 18.30 Eingeschaltet ist?
6 kWh
,
4
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 37
RE 1.1377
Leistungsbestimmung mittels Zähler
Ein Zähler mit der Konstanten 800 kWh
−1benötigt für 3 Ankerumdre- hungen 46 , 4 s .
Berechnen Sie die Leistung des angeschlossenen Verbrauchers!
9 W
,
290
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 38
RE 1.508
Energie
Im Laufe eines Tages (24Std.) wurde eine Blindenergie von kVArh
500 '
14 verbraucht.
Wie gross war die mittlere Blindleistung?
2 kVAr
,
604
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 39
RE 1.1378
Leistungsbestimmung mittels Zähler
Eine Messung ergab in einer Leitung folgende Werte:
V U = 230 ,
A I = 3 , 85 und
85 , 0 cos ϕ = .
Wieviel Umdrehungen muss die Scheibe des Energiezählers pro Mi- nute machen, wenn die Messwerte stimmen ( c = 1800 kWh
−1)?
6
,
22
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 40
RE 1.509
Energie
Eine Umwälzpumpe von 1/25 kW ist 370 Stunden in Betrieb.
Wie gross ist ihr Energieverbrauch , wenn mit einem Gesamtwir- kungsgrad der Motorpumpengruppe von 50 % zu rechnen ist?
6 kWh
,
29
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 41
RE 1.1380
Leistungsbestimmung mittels Zähler
Ein Monteur nimmt an einer Einphasenleitung Messungen vor, die folgende Werte ergeben:
V U = 225 ,
A I = 6 , 4 ,
min
126
−=
n und
3600
−1= kWh
c .
Es sind folgende Werte zu bestimmen:
a) die Scheinleistung, b) die Wirkleistung,
c) der Leistungsfaktor und d) die Blindleistung!
1440 VA 6 W , 866
6019
,
0
1150 VAr
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 42
RE 1.510
Energie
Ein Einphasenmotor nimmt bei 235 V Spannung und einem Leistungs- faktor von cos ϕ = 0 , 8 einen Strom von 1 , 33 A auf.
Wie gross ist in 24 Stunden:
a) der Wirkenergieverbrauch und b) der Blindenergieverbrauch?
6 kWh
,
29
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 43
RE 1.511
Energie
Ein Wirkenergiezäher zeigt nach 5 Std. einen Verbrauch von 12 kWh an.
Wie gross ist der Leistungsfaktor, wenn in der vom Zähler abgehen- den Leistung bei 226 V Spannung ein Strom von 11 , 9 A gemessen werden?
8924
,
0
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 44 Energieproduktion einer Photovolaikanlage
Betriebsmittel
Solargenerator Kenngrössen Preis Kosten
Total
8 Betterien (Akkus)
12V, 150 Ah Fr. 299.--/Akku
Speicher 1200 Ah
Fr. 2392.--
1 Laderegler
12V, 60A
1300W Fr. 2200.--
1 Wechsel- richter
12V / 230V
3000 W Fr. 768.--
14 Solarzellen Polykristalin
0,825 x 0,725 11%
Suntech STP065D-12/SEA
65 W, 3,5 A Fr. 352.--/Zelle
0,6 m2/Zelle 910 W
Fr. 5280.--
Totale
Investition Fr. 10'640.--
Folgende Beriebsmittel sollen mit der Solar- anlage betrieben werden.
Betriebsmittel Verbraucher
Kenn- grösse
Strom bei 12V bei 230V Zeit
Licht 230 V
120 W 10 A 0,5 A 4 h
TV, Radio
230 V 48 W
4 A 0,2 A 4 h
Kühlgeräte
230 V
240 W 20 A
1 A 4 h
Kochgeräte
230 V
2400 W 200 A 10,5 A 1 h
Warmwasser
230 V 2400 W
200 A 10,5 A 1 h
6432 Wh 6394 Wh
536 Ah 27,8 Ah
Wie lange dauert es, bis die vorhandenen 8 Akkus bei einer täglichen Sonneneinstrahlung von 8 Stunden geladen sind?
Wieviel Wasser ∆ ϑ = 60 ° C kann in einer Stunde mit der gegebenen Leistung aufgeheizt werden?
Photovoltaik- Zellentypen
Monokristalin Monokristalline Siliciumzellen (c-Si) weisen im großtechnischen Einsatz einen Wirkungsgrad über 20 % und eine Leistungsdichte 20–
50 W/kg auf. Die Technik gilt als gut beherrscht, die Herstellung
erfordert allerdings einen sehr hohen Energieeinsatz, der sich negativ auf die Energierücklaufzeit
auswirkt.
Polykristalin Polykristalline Zellen, auch Multikristalline Zellen genannt (poly-Si oder mc-Si), besitzen relativ kurze Energierücklaufzeiten.
Sie erreichen inzwischen im großtechnischen Einsatz Wir- kungsgrade bis zu 16 %. Experi-
mentelle Zellen erreichen Wir- kungsgrade bis zu 18,6 %.
Amorph Amorphes Silicium (a-Si) besitzen
zur Zeit den größten Marktanteil bei den Dünnschichtzellen. Die Modulwirkungsgrade liegen zwischen 5 und 7 % und haben
eine Leistungsdichte bis ca.
2000 W/kg. Derzeit gibt es keine Materialengpässe selbst bei Produktion im Terawatt-Maßstab.
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6 45 Energieverbrauch Kühlschrank
Welche Energie wird pro Jahr ( 365 d ) gebraucht, wenn der 0 , 25 kW - l
280 -Kühlschrank bei idealem Gebrauch pro Tag 3 Stunden in Be- trieb ist?
Kühlfach Gefrierfach
( ) ∗ ∗ ∗ ∗
Werkangaben A+
a kWh W = 245 /
kW P = 0 , 24
Funktionsschema Kompressorkühlschrank
Q Q
Kompressor, Kondensator Entspannen, Verdampfer
Funktionsschema Absorberkühlschrank Kocher, Kondensator Verdampfer, Absorber
Q Q
Dieses System wurde ab 1925 von der Firma Electrolux für ihren weltweit erfolgrei-
chen Kühlschrank verwendet.
Sternenkunde
° C
< 0 nicht geeignet zur Lagerung von gefrorenen Lebens- mitteln (Hauptsächlich für Eiswürfel)
∗ ≤ − 6 ° C geeignet zur kurzfristigen Lagerung von gefrorenen Lebensmitteln (ca. 1 Wo-che)
∗∗ ≤ − 12 ° C geeignet zur mittelfristigen Lagerung von gefrorenen Lebensmitteln (ca. 2 Wo-chen)
∗∗∗ ≤ − 18 ° C geeignet zur langfristigen Lagerung von ge-frorenen Lebensmitteln
∗∗∗∗ ≤ − 18 ° C geeignet zur langfristigen Lagerung von ge-frorenen Lebensmitteln
geeignet zum Einfrieren, ohne dass bereits eingela- gertes Gefriergut auftaut
Kühlschrank- Typen
Kompressorkühlschrank Der Kompressor saugt dampfför- miges Kältemittel an und drückt es
in den Kondensator Die benötigte Verdampfungswärme wird über das Verdampfergehäuse
dem Kühlraum entzogen.
Da das Kältemittel nicht so schnell aus dem Kondensator entweichen kann, wird es von dem Kompressor
in den Kondensator hineinge- drückt.
Das Kältemittel gerät unter hohem Druck und erhitzt sich. Die Kon-
densatorwandungen besitzen jedoch eine niedrigere Temperatur
als der überhitzte Dampf.. Der Dampf wird wieder flüssig. Die Wärme wird über den Kondensator
an die Umgebung abgegeben.
Über das Kapillarrohr gelangt das Kältemittel zurück in den Verdamp- fer. Durch die Querschnittserweite- rung sinkt die Temperatur des Kältemittels schlagartig, zumal der
Kompressor für einen geringen Druck sorgt.
Bei diesem geringen Druck verdampft das Kältemittel und der
Prozeß beginnt erneut.
Absorberkühlschrank Der Absorberkühlschrank arbeitet
mit einem Wasser-Ammoniak- Gemisch. Im Kocher werden Ammoniak und Wasser durch Wärmezufuhr (Gasflamme, elektrische Beheizung, Sonnen-
wärme, ...) getrennt. Danach werden das flüssige Wasser und
das gasförmige Ammoniak über verschiedene Rohrsysteme weitergeleitet. Das Ammoniak wird
im Kondensator verflüssigt; hier gibt der Kühlschrank Wärme an die
Umgebung ab. Ein Verdampfer im Innenraum macht es wieder gasförmig – an dieser Stelle kühlt
der Kühlschrank. Anschließend wird das Ammoniak im Absorber mit dem Wasser zusammengeführt.
Absorberkühlschränke werden z.B.
in Kraftfahrzeugen oder im Cam- pingbedarf eingesetzt. Sie haben, zumindest bei Elektrobetrieb, einen schlechteren Wirkungsgrad als Kompressorkühlschränke. Werden
sie direkt mit Gas oder Motorab- wärme betrieben, sind sie durch die direkte Nutzung von Primär- energie etwa gleich effektiv wie Kompressorgeräte. Da sie außer
der Arbeitsflüssigkeit keine bewegten Teile besitzen, sind sie praktisch lautlos; diese Eigenschaft
verschafft ihnen ein breites Anwendungsgebiet z. B. als Minibar in Hotelzimmern. Für den Einsatz in besonders entlegenen Gebieten gibt es auch Absorber- kühlschränke mit Petroleumbetrieb.
Unter der unten aufgeführten Adresse finden Sie schnell die wichtigsten Anbieter und deren Haushaltgeräte.
www.kuechenhelfer.ch
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6
TG
7.7 101
Frage
Was bedeutet elektrische Arbeit
VorschriftLiteratur Antwort
Die Umwandlung von elektrischer Ener- gie in eine andere Energieform wird als elektrische Arbeit bezeichnet.
7.7
TG102
(ET03-A) Frage
Was kann man am Wirk- und Blindenergiezähler ablesen und welche Einheiten sind Ihnen be- kannt?
Vorschrift
Literatur Antwort
Elektrische Wirkarbeit in [kWh]
Elektrische Blindarbeit in [kVArh]
TG
7.7 103
Frage
Gemäss Baubeschrieb wird das Gebäude im Minergie-Standart erstellt.
a) Was bedeutet dies?
b) Was ist für die elektrische Beleuchtung vor- gegeben?
Energiewerte siehe Wärmelehre!
Vorschrift
Literatur Antwort
a) Der spezifische Energieverbrauch gilt als Leitgrösse. Relevant ist nur die zugeführte Endenergie.
b) Beleuchtung nach SIA 380/4
TG
104 7.7
Frage
Die Waschmaschine und der Kühlschrank, die beim Kunden in Betrieb sind, werden gemäss Energieetikette als Klasse A bezeichnet. Wie können diese Geräte bezüglich des Energie- verbrauchs beurteilt werden?
Vorschrift
Literatur Antwort
Dieser ist in Energieeffizienzklassen von A bis G eingeteilt, wobei A (grün) die beste und G (rot) die schlechteste Klasse ist.
Die Energieetikette enthält weitere wertvolle Informationen: so ist der genaue Energieverbrauch in kWh angegeben, bei Kühlschränken ist der Nutzinhalt deklariert oder bei
Waschmaschinen und Geschirrspülern
ist die Waschwirkung klassiert.
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6
TG
7.7 105
Frage
Wie sieht die Energieetikette aus?
Bei einem:
a) Kühlschrank b) Kochherd c) Backofen d) Geschirrspüler e) Waschmaschine f) Mikrowelle
g) Wäschetrockner (Tumbler) h) Raumklimagerät
i) Kaffeemaschine
(Bilder sammeln und auf sep. Blatt aufkleben!)
Vorschrift
Literatur Antwort
7.7
TG106
Frage
Das Bild zeigt die durchschnittliche Verteilung des Stromverbrauchs bzw. des Energieverbrauchs eines Haushalts dargestellt. Zu welchem Teil ( A-I ) gehören die Verbraucher (1-8):
Energieverbrauch A; 14%
B; 9%
C; 11%
D; 6%
E; 9%
F; 4%
Diverse
; 12%
H; 13%
I; 22%
1 Waschen und Trocknen 2 Klima, Lüftung, Haustechnik 3 Warmwasser
4 Beleuchtung
5 Kochen, Geschirrspüler 6 Kühlen, Gefrieren 7 Unterhaltung, Kommunikati-
on 8 Heizen
Vorschrift
Literatur Antwort
TG
7.7 107
EST 21 106
Frage
Wie kann bei einer Beleuchtung elektrische Energie gespart werden?
Vorschrift
Literatur Antwort
- Bewustes Handeln - Zeitschaltuhr - Bewegungsmelder - Dämmerungsschalter - Lichtsensoren
- Effiziente Leuchtmittel - Lichtsteuerung
TG
108 7.7
EST 21 110
Frage
Kann mit Dimmen Energie gespart werden?
VorschriftLiteratur Antwort
Ja
Wird eine Lampe gedimmt, sinkt die Leistungsaufnahme und folglich auch der Energiebedarf.
Alle anderen Effekte wie: Lichtfarbe,
Lichtausbeute Lebensdauer müssen
näher betrachtet werden!
15. November 2014 www.ibn.ch
Version 6
TG
7.7 109
Frage
Welche Energie verbraucht ein moderner Haus- halt-Kühlschrank 280 l mit Gefrierfach pro Jahr?
Leistungsabsprache : _______ W Einschaltdauer pro Tag : _______ h Tage pro Jahr : 365 Tage
Die Daten müssen im Internet recherchiert werden!
(siehe auch Aufgabe 7.7 Nr. 44)
Vorschrift
Literatur Antwort
7.7
TG110
Frage Vorschrift
Literatur Antwort
TG
7.7 111
Frage Vorschrift
Literatur Antwort
TG
112 7.7
Frage Vorschrift
Literatur Antwort
