Việc giữ một tủ lạnh / tủ đông đầy đủ có hiệu quả năng lượng?


15

Đây là một trong những tuyên bố tôi thường gặp, nhưng tôi chưa bao giờ thực sự thấy bằng chứng để hỗ trợ nó. Lời khuyên thường đi xa hơn để nói rằng nếu tủ lạnh / tủ đông của bạn tương đối trống, bạn nên thêm một cái gì đó (ví dụ: chai nước).

Những tuyên bố như vậy cũng đã xuất hiện ở đây, như trong câu trả lời cho câu hỏi này , câu hỏi này , câu hỏi này và gần đây nhất câu hỏi này .

Tôi cho rằng có thể có một số khoản tiết kiệm năng lượng nhỏ trong một số trường hợp, nhưng nó có đủ ý nghĩa để thực sự quan tâm ? Hơn nữa, nó có đủ để bù năng lượng đã mất, ví dụ, nước làm mát hoặc đóng băng (hoặc những thứ khác) chỉ để lấp đầy tủ lạnh?


Lưu ý: Tôi đã thực hiện một số nghiên cứu của riêng mình và sẽ đăng nó trong câu hỏi, nhưng tôi nghĩ sẽ phù hợp hơn khi cung cấp những gì tôi đã tìm thấy trong câu trả lời dưới đây. Tuy nhiên, nếu bất cứ ai có các nguồn đáng tin cậy đưa ra một câu trả lời khác nhau (và tốt nhất là các phép đo hoặc nghiên cứu thực tế để sao lưu nó), tôi rất quan tâm.

CHỈNH SỬA: Sau khi viết câu trả lời của tôi, tôi chỉ tìm thấy điều này , nơi mà Cecil Adams lập luận mạnh mẽ ủng hộ giả thuyết tủ lạnh đầy đủ. Tôi hiếm khi không đồng ý với Cecil, và anh ấy tham khảo một số nghiên cứu, mặc dù không có trích dẫn. Vì vậy, tôi quan tâm nếu ai đó có thể chỉ ra một số nghiên cứu này.



1
Ngoài ra, đây là một câu hỏi tương tự khác trên Sàn giao dịch vật lý: vật lý.stackexchange.com / q / 61445/47120
Athanasius

Câu trả lời:


15

TÓM LƯỢC: Trừ khi tôi thiếu thứ gì đó ở đây hoặc bạn đang làm những việc rất kỳ quặc với tủ lạnh của mình, nhiều nhất bạn sẽ tiết kiệm được một vài đô la mỗi năm bằng cách giữ cho tủ lạnh / tủ đông của bạn luôn đầy. Hơn nữa, dự trữ nước (hoặc những thứ khác) để lấp đầy không gian tủ lạnh / tủ đông sẽ không giúp bạn tiết kiệm nhiều trừ khi bạn giữ nó ở đó trong một thời gian RẤT lâu, vì nó tốn rất nhiều năng lượng để làm mát nước ở nơi đầu tiên

Ở đó lý do hợp lệ để làm điều này:

  • nếu bạn cần sống sót khi mất điện gián đoạn (như ghi chú của TFD), có nhiều đá hoặc thức ăn trong tủ lạnh sẽ giữ cho nó mát lâu hơn
  • một lượng lớn thực phẩm trong tủ lạnh / tủ đông sẽ giúp bạn dễ dàng làm lạnh hoặc đông lạnh thực phẩm mới nhanh hơn, đôi khi có thể hỗ trợ an toàn / bảo quản thực phẩm
  • tương tự, có nhiều thực phẩm có thể giúp giảm thiểu biến động nhiệt độ nhỏ khi mở cửa thường xuyên, một lần nữa có thể hỗ trợ về chất lượng / an toàn thực phẩm trong một số trường hợp
  • Nếu bạn có một tủ lạnh rất kém hiệu quả, làm lạnh không đều hoặc không được cách nhiệt tốt, có nhiều thực phẩm sẽ ngăn chặn việc đạp xe đi và về (mặc dù đóng gói một tủ lạnh quá đầy đủ cũng có thể ngăn nó đi xe đạp chính xác)

Tất cả những điều này có lẽ là lý do tốt để có một sở thích nhẹ để giữ cho tủ lạnh đầy đủ hơn một chút. Nhưng, từ góc độ năng lượng, không có lý do cho thong thả Đổ đầy tủ lạnh của bạn với thức ăn / nước dư thừa, vì năng lượng cần thiết để làm mát bất kỳ chất rắn hoặc chất lỏng nào thường là nhiều, gấp nhiều lần lượng cần thiết để làm mát không khí.

Ngoài ra, nếu mối quan tâm chính của bạn là không khí lạnh "rơi ra" tủ lạnh khi cửa mở, Tôi khuyên bạn nên điền nó với trống hộp đựng chỉ có không khí trong đó. Chúng sẽ mang lại cho bạn lợi ích của việc không mất đi không khí lạnh dư thừa đó, nhưng không có chi phí năng lượng để làm mát chất lỏng mà bạn không cần. (Nhưng một lần nữa, lợi ích có thể có nhiều nhất là một vài đô la mỗi năm.)

Chi tiết bên dưới.


Tôi đã cố gắng tìm kiếm một số số liệu thống kê đáng tin cậy và mặc dù tôi tìm thấy nhiều, nhiều nguồn đưa ra tuyên bố này, tôi thường không thấy các con số thực tế về tiết kiệm năng lượng hoặc thậm chí là một tính toán lý thuyết để hỗ trợ logic của thực tiễn.

Trên thực tế, đôi khi nó dường như xuất hiện trong danh sách "huyền thoại" của các nhóm năng lượng, chẳng hạn như đây :

  1. MYTH: Bạn có thể tiết kiệm năng lượng bằng cách giữ cho tủ lạnh của bạn đầy, đóng lại nhanh chóng và thường xuyên làm sạch cuộn dây.

Trên thực tế, cả ba hành động này đều không đáng để bạn gặp rắc rối. Trong   nghiên cứu được thực hiện bởi Balsnik đã được tìm thấy:

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.

Hoặc từ đây tài liệu (về hiệu quả của tủ đông nhiệt độ ultralow):

TRUYÊN THUYÊT THANH THỊ? Một tủ đông đầy đủ cần ít năng lượng hơn để hoạt động: An   lý do phô trương cho ý tưởng này là khối nhiệt mất nhiều thời gian hơn   để làm nóng, vì vậy máy nén không phải làm việc chăm chỉ. Suy nghĩ   về nó: trong khi nội dung mất nhiều thời gian để làm nóng, nó cũng mất   lâu hơn để hạ nhiệt để máy nén hoạt động lâu như mọi ngày.   Các yếu tố cách điện cơ bản của độ dày tường và miếng đệm   tính toàn vẹn không thay đổi với một tủ đông đầy đủ hoặc trống, vậy tại sao nó phải   tạo sự khác biệt để truyền nhiệt? Trong khi tần số chu kỳ sẽ đi   xuống, thời gian chu kỳ sẽ tăng lên. Nhiệt vào tủ sẽ   không thay đổi. Có một sự gia tăng sức mạnh danh nghĩa ở đầu mỗi   chu kỳ máy nén, vì vậy nhiều chu kỳ có thể tăng năng lượng sử dụng một cách hợp lý   một chút Dữ liệu chưa được chia sẻ rộng rãi, vì vậy nó vẫn ở trong đô thị   tình trạng huyền thoại cho bây giờ.

Logic của tài liệu tham khảo cuối cùng này dường như giải quyết câu hỏi liệu một chưa mở tủ đông / tủ lạnh sẽ hiệu quả hơn khi đầy (như đôi khi được tuyên bố - rằng tủ lạnh sẽ phải "làm việc ít chăm chỉ hơn" bằng cách nào đó). Rõ ràng điều đó không có nhiều ý nghĩa, như trích dẫn này lưu ý.

Tuy nhiên, để đánh giá điều này một cách chính xác, chúng ta cần phải tính đến những gì xảy ra khi bạn mở tủ lạnh / tủ đông . Đây là một báo cáo từ một nhóm tiết kiệm năng lượng đã thử một số thử nghiệm (bao gồm mở cửa trong nhiều khoảng thời gian khác nhau). Họ kết luận rằng mô hình tủ đông hàng đầu của tủ lạnh đã sử dụng ít năng lượng hơn khi đầy , mặc dù họ lưu ý trong phân tích của họ rằng nó không bao gồm năng lượng bổ sung cần thiết để làm mát thực phẩm bổ sung ở nơi đầu tiên . Nhưng một khi thức ăn nguội và tủ lạnh đầy, có một số lợi ích năng lượng cho tủ đông hàng đầu. . Kết luận của họ: "Vì vậy, lời khuyên của chúng tôi là đừng lo lắng về việc giữ cho tủ lạnh đầy, và tập trung hơn vào việc giữ cửa đóng lại."


Để có góc nhìn lý thuyết về việc mở tủ lạnh, hãy thử một số giả định hợp lý:

Kích thước tủ lạnh trung bình ở Hoa Kỳ là khoảng 20 ft 3 . Nếu chúng ta cho rằng tủ lạnh không được đóng gói đầy đủ và một nửa không khí có mặt được thay thế bằng không khí ở nhiệt độ phòng khi cửa được mở, đó sẽ là khoảng 10 ft 3 hoặc khoảng 0,28 m 3 .

Sử dụng số liệu thống kê từ đây , chúng ta có thể tính toán rằng làm mát 10 ft 3 không khí giảm 20 ° C (ví dụ: từ "nhiệt độ phòng" khoảng 25 ° C đến 5 ° C) sẽ cần khoảng 6,8 kJ năng lượng, hoặc 0,0019 kWh. Đối với một tủ đông có kích thước tương tự, nhiệt độ của không khí có thể sẽ phải hạ xuống khoảng 40 ° C, thay vì 20 ° C, vì vậy những con số này sẽ tăng gấp đôi.

Nếu chúng ta mở cửa tủ lạnh 20 lần mỗi ngày, trong một năm sẽ tăng thêm khoảng 13,8 kWh cho tủ lạnh có 10 ft 3 không gian trống, hoặc 27,5 kWh cho một tủ đông có lượng không gian trống tương tự. Các số liệu thống kê trong báo giá đầu tiên ở trên ước tính 50 kwh / năm cho tất cả các lần mở cửa tủ lạnh, vì vậy các con số dường như nằm trong sân bóng bên phải. Về cơ bản, chi phí một vài đô la mỗi năm khi mất năng lượng để mở tủ lạnh.

Bây giờ, giả sử thay vì chúng tôi tải lên 10 ft 3 với nước thay vì không khí. (Đây là một lượng nước lớn một cách lố bịch, nhưng tôi đang sử dụng nó để giữ cho khối lượng chiếm dụng giống nhau để so sánh.)

Lượng năng lượng cần thiết để làm mát nước từ nhiệt độ phòng có thể được tính tương tự từ những con số này . Làm mát 10 ft 3 nước ở 20 ° C sẽ cần khoảng 23.000 kJ. Đóng băng đến -15 ° C từ 25 ° C sẽ cần khoảng 120.000 kJ. (Con số này cao hơn đáng kể, do năng lượng dư thừa cần thiết để biến nước lỏng thành đá rắn.) Hiệu quả của việc thêm một lượng lớn nước đã được thể hiện rõ ràng trong nghiên cứu được đề cập ở trên , nơi bổ sung 150 lbs. nước ở nhiệt độ phòng khiến tủ lạnh tăng vọt lên khoảng 65 ° F và mất gần một ngày rưỡi để trở về nhiệt độ bình thường.

Để đặt những con số này ở dạng hữu ích hơn:

  • Bạn sẽ phải làm mát không khí trong tủ lạnh khoảng 3500 lần để "trả tiền" cho lượng năng lượng tiêu tốn để làm mát cùng một lượng nước.

  • Bạn sẽ phải làm mát không khí trong tủ đông khoảng 9000 lần để "trả tiền" cho lượng năng lượng tiêu hao khi đóng băng cùng một thể tích nước.

CẬP NHẬT: Như Joe chỉ ra một cách đúng đắn trong các bình luận, tôi giả sử không khí khô ở đây để đơn giản hóa các tính toán. Nhưng không khí nhà bếp thực sự sẽ ẩm ướt, và tác dụng của nó không đáng kể. (Tôi cho rằng sai số sẽ ít hơn 50% hoặc hơn, nhưng theo giả định hợp lý, có thể nó bị giảm bởi hệ số 1,5-3, tùy thuộc vào độ ẩm nhà bếp của bạn và độ ẩm của tủ lạnh.)

Dù sao đi nữa, giả sử chúng ta bắt đầu với độ ẩm tương đối 50% trong bếp ở 25 ° C, và chúng ta giả sử tủ lạnh nguội đến 5 ° C trong tủ lạnh và -15 ° C trong tủ đông trong khi duy trì độ ẩm tương đối 50% ở những nhiệt độ đó (rõ ràng sẽ yêu cầu loại bỏ hơi nước), đây là một số thống kê được cập nhật:

- Bạn sẽ phải làm mát không khí trong tủ lạnh khoảng 1800 lần để "trả tiền" cho lượng năng lượng tiêu tốn để làm mát cùng một thể tích nước.

- Bạn sẽ phải làm mát không khí trong tủ đông khoảng 5500 lần để "trả tiền" cho lượng năng lượng tiêu hao khi đóng băng cùng một thể tích nước.

[Xem các tính toán dưới đây để biết chi tiết.]

Về cơ bản, tùy thuộc vào tần suất bạn mở tủ lạnh và nhiệt độ phòng, có lẽ bạn sẽ cần làm lạnh nước trong ít nhất vài tháng trước khi thấy bất kỳ sự tiết kiệm năng lượng nào (tất cả). Bạn có thể cần phải giữ (cùng) nước đóng băng trong ít nhất một năm để có được bất kỳ khoản tiết kiệm năng lượng nào. Ngay cả sau đó, đối với lượng nước hợp lý (ví dụ: một vài gallon), không chắc bạn sẽ tiết kiệm được hơn một vài đô la mỗi năm cho chi phí năng lượng (và có thể ít hơn).

Một lưu ý cuối cùng về tủ lạnh đầy đủ: thậm chí giả sử bạn quản lý để tiết kiệm một vài xu mỗi năm với tủ lạnh đầy đủ, kinh nghiệm thực tế của tôi nói với tôi rằng tôi giữ cửa mở lâu hơn khi tủ lạnh đầy hơn khi tôi gần như trống rỗng, vì tôi thường cần phải di chuyển công cụ xung quanh hoặc tạm thời lấy đồ ra để lấy đồ ở phía sau. Vì vậy, tiết kiệm lý thuyết này bao giờ thực sự thành hiện thực? Tôi không biết.


Đối với những người quan tâm, đây là "công việc" cho các tính toán ở trên. Tôi giả sử một khối lượng 10 ft 3 = ~ 0,28 m 3 . Lưu ý rằng các xấp xỉ khác nhau đã được sử dụng ở đây để có được số liệu "sân bóng" - đặc biệt, mật độ và nhiệt dung riêng được giả định là không đổi trong phạm vi nhiệt độ, có thể gây ra lỗi 5-10% cho các tính toán không khí, và ít hơn nhiều để tính toán nước.

(1) Làm mát (khô) không khí ở 20 ° C

  • 0,28 m 3 không khí × mật độ 1,205 kg / m 3 ở 20 ° C từ bàn = 0,337 kg
  • 0,337 kg × 20 ° C [tương đương 20 K] × nhiệt dung riêng 1,005 kJ / (kg K) = 6,8 kJ
  • 6,8 kJ ÷ 3600 = 0,0019 kWh

(2) Làm mát (khô) không khí ở 40 ° C

  • Cùng trọng lượng của không khí ban đầu
  • 0,337 kg × 40 ° C × 1,005 kJ / (kg K) = 13,6 kJ

(3) Nước làm mát từ 25 ° C đến 5 ° C

  • Cùng một thể tích 0,28 m 3
  • 0,28 m 3 × mật độ khoảng 1000 kg / m 3 = 280 kg
  • Nhiệt dung riêng 280 kg × 20 ° C × 4,18 kJ / (kg K) từ bàn = 23400 kJ
  • LƯU Ý: Rõ ràng người ta không thể và không nên đổ đầy tủ lạnh gia đình với ~ 600 lbs. nước, nhưng tôi đã sử dụng cùng một thể tích ở đây để tạo ra năng lượng cần thiết cho các thể tích tương đương, vì nó đã khẳng định rằng thay thế không khí bằng một lượng tương đương âm lượng nước sẽ làm cho một sự khác biệt.

(4) Nước làm mát từ 25 ° C đến -15 ° C

  • Nước đá ít đậm đặc hơn nước, vì vậy để đạt được thể tích cuối cùng là 10 m ^ 3, chúng ta phải bắt đầu với ít nước hơn.
  • 0,28 m 3 × mật độ băng 916,8 kg / m 3 = 256 kg
  • Làm nguội đến 0C: 256 kg × 25 ° C × nhiệt dung riêng 4,18 kJ / (kg K) = 26800 kJ
  • Đóng băng: 256 kg × nhiệt đóng băng 334 kJ / kg = 85700 kJ
  • Đá lạnh đến -15 ° C: 256 kg × 15 ° C × nhiệt dung riêng của nước đá 2.108 kJ / (kg K) = 8100 kJ
  • Tổng năng lượng làm mát: 120.700 kJ

(5) Làm mát lượng nước tương tự với không khí trong tủ lạnh = 23400 kJ 6,78 kJ = lớn hơn khoảng 3450 lần

(6) Làm mát lượng nước tương tự với không khí trong tủ đông = 120700 kJ 13,6 kJ = lớn hơn khoảng 8900 lần

(7) Không khí làm mát ở độ ẩm tương đối 50% ở 20 ° C:

  • Chúng ta có các phần trọng lượng của hơi nước trong không khí ở độ ẩm 50% từ một Sơ đồ động vật thân mềm . Ở đây x ở độ ẩm 0,5 là khoảng 0,0098 kg / kg ở 25 ° C và khoảng 0,0026 kg / kg ở 5 ° C.
  • Sau đó, chúng tôi theo dõi tính toán entanpy (H) của không khí ẩm được tìm thấy tại liên kết của Joe đây .
  • Ở 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
  • Ở 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 (thay đổi entanpy) = 50,1 - 11,6 = 38,5 kJ / kg
  • Không khí ẩm hơi đậm đặc hơn không khí khô: sử dụng số liệu từ đây , không khí ẩm khoảng 1.199 kg / m 3 ở 20 ° C.
  • Khối lượng không khí sử dụng giả định thể tích trên 0,28 m 3 là 0,336 kg
  • Năng lượng cần để làm mát = thay đổi entanpy × khối lượng = 38,5 kJ / kg × 0,336 kg = 12,9 kJ
  • Lưu ý rằng các số khác nhau ở đây có thể thay đổi một chút so với thay đổi nhiệt độ, nhưng như trong liên kết của Joe, chúng ta có thể cho rằng chúng không đổi đến mức nó sẽ không ảnh hưởng đến câu trả lời cuối cùng hơn một vài phần trăm.

(8) Không khí làm mát từ 25 ° C đến -15 ° C trong tủ đông

  • Sử dụng sơ đồ Mollier được liên kết ở trên, chúng tôi nhận được một phần trọng lượng khoảng 0,00055 kg / kg cho độ ẩm 50% ở -15 ° C
  • Sử dụng các tính toán tương tự như trên
  • H ở -15 ° C = -13,7 kJ / kg
  • đồng bằng H từ 25 ° C đến -15 ° C = 63,8 kJ / kg
  • sử dụng khối lượng và mật độ như trên, tổng năng lượng cần thiết để làm mát là = 21,4 kJ

(9) Chúng tôi tính toán các tỷ lệ như trên, kết thúc với năng lượng gấp 1800 lần để làm mát một lượng nước tương đương trong tủ lạnh và năng lượng gấp 5600 lần để đóng băng.

. Bất kể, lượng năng lượng cần thiết để làm mát ngay cả không khí ẩm là tầm thường so với yêu cầu để làm mát bất kỳ thực phẩm lỏng hoặc rắn.


1
Bạn giả sử không khí khô. Không khí bão hòa (còn gọi là độ ẩm 100%) là 76,9 (kJ / kg) ở 25 ° C , làm cho tỷ lệ hòa vốn của bạn vào khoảng 45 và 116. Nếu bạn có con nhỏ, điều này có thể đáng giá sau một vài ngày ở khu vực có độ ẩm cao. Và bạn giữ nước ở phía sau tủ lạnh, để bạn có thể nhìn thấy những thứ bạn thực sự muốn đến - nếu điều đó làm bạn chậm lại trong việc tìm đồ trong tủ lạnh, bạn đang làm gì đó sai.
Joe

2
@Joe - Vâng, bạn nói đúng rằng tôi đã sử dụng không khí khô, vì tôi muốn các phép tính dễ dàng hơn một chút. Tôi chỉ muốn có được một cái gì đó trong sân bóng phù hợp, nhưng bạn nói đúng rằng tôi nên cẩn thận hơn. Mặt khác, bạn đã trích dẫn một entanpy cụ thể số, nhưng bạn đã cố gắng sử dụng nó như là một nhiệt dung . Tôi sẽ cập nhật với nhiều tính toán hơn, nhưng về cơ bản, số của tôi có khả năng giảm đi 2 lần, chứ không phải 100. Ngoài ra, bạn nói đúng là nước ở phía sau không phải là vấn đề, nhưng tôi cũng đang xem xét lời khuyên để giữ cho tủ lạnh của bạn đầy đủ hơn nói chung , có thể làm bạn chậm lại.
Athanasius

Ý tưởng về các thùng chứa đầy không khí lạnh nghe có vẻ khá đáng chú ý. đặc biệt là vì không khí (trong túi hoặc lớp, không chạy tự do) là một chất cách điện tuyệt vời. Với một chút lập kế hoạch không gian, có thể giúp cách nhiệt một số khu vực, tức là chặn một chút diện tích cho một cái gì đó mà sự thay đổi nhiệt độ sẽ gây ra nhiều vấn đề hơn, hoặc để thứ gì đó ấm lên mà không ảnh hưởng đến chất lượng của các thùng chứa xung quanh.
Megha

4

Trường hợp một cạnh là nếu bạn đang sử dụng gói điện có kiểm soát cho tủ lạnh của bạn, hoặc có đồng hồ đo điện và tủ lạnh thông minh (cả hai đều rất hiếm)

Với những kế hoạch này, bạn có thể tiết kiệm tiền, nhưng không trực tiếp cung cấp năng lượng, bạn chỉ đang cứu đất nước của mình khỏi việc phát điện cực đại không hiệu quả

Có thể có nhiều giờ trôi qua mà không có nguồn điện cho tủ lạnh của bạn, vì vậy một tủ lạnh hoặc tủ đông dự trữ tốt sẽ có sự thay đổi nhiệt độ ít hơn và điều này có thể cải thiện việc bảo quản thực phẩm


1
Nó cũng giúp khi mất điện ... một tủ đông đầy đủ sẽ rã đông ít nhanh hơn một nửa tủ đông. (và sắp đến mùa bão)
Joe

@Joe Tôi đề nghị chuyển đến một quốc gia không có "mùa bão" :-). Kiểm tra blitzortung.org/Webpages/index.php?lang=en cho một nơi an toàn
TFD

hoặc gió mùa, bão tuyết, lốc xoáy, sóng thần, cơ sở hạ tầng điện đáng ngờ, v.v ... có quốc gia nào thực sự có cơ sở hạ tầng điện đáng tin cậy ngày nay không? Và nước Mỹ đủ lớn để không phải tất cả đều có mùa bão ... phía tây nam có gió mùa và / hoặc lốc xoáy. Phía bắc có bão tuyết. Các khu vực núi có tuyết lở. (Tôi đang ở trong một trận bão tuyết + bão + derachio ... và cả trận động đất nữa)
Joe

1

Có nhiều yếu tố. Một yếu tố mọi người hiếm khi xem xét là khối lượng . Dưới đây tôi đang xem xét chỉ có yếu tố đó. Các yếu tố khác, như cửa mở, có thể có tác dụng lớn hơn, đặc biệt là khi được xem xét tích lũy. Tôi không biết.

Nếu tôi đặt một chai nước ở nhiệt độ phòng vào tủ đông với mười chai nước đóng băng, nhiệt độ của chai mới sẽ giảm nhanh hơn nhiều so với trong tủ đông rỗng, vì đã có khối lượng lạnh hơn. Tuy nhiên, điều này có một chi phí; nhiệt độ của các chai đông lạnh sẽ tăng lên trong mối quan hệ trực tiếp với việc truyền nhiệt. Các đơn vị làm lạnh sẽ phải sử dụng năng lượng để trả lại nhiệt độ của mười chai về nhiệt độ chính xác của chúng. Vì vậy, có, chúng tôi đã đóng băng nhanh hơn. Nhưng không, chỉ dựa trên yếu tố này, chúng tôi không có ít năng lượng dành cho việc đóng băng đó.

Chức năng thiết yếu của một đơn vị làm lạnh là duy trì một chênh lệch nhiệt giữa bên trong và bên ngoài. Khối lượng của những gì phải được giữ ở nhiệt độ càng thấp, lượng năng lượng cần thiết để làm điều đó càng lớn. Không khí có rất ít khối lượng, rất ít năng lượng cần thiết để thay đổi nhiệt độ của nó. Ngược lại, một chai nước có khối lượng lớn hơn nhiều và sẽ cần nhiều năng lượng hơn để duy trì chênh lệch nhiệt.

Một lý do năng lượng cần thiết để duy trì nhiệt độ không đổi là do sự truyền nhiệt từ nhiệt độ môi trường bên ngoài bộ phận làm lạnh và nhiệt độ mong muốn bên trong (chúng ta cũng có thể nghĩ về điều này khi cái lạnh thoát ra theo hướng ngược lại). Nếu không, một tủ đông đóng cửa sẽ không bao giờ cần bất kì điện, một khi nó đạt đến cài đặt nhiệt độ.

Nội dung của tủ đông rỗng được giữ ở nhiệt độ -20 ° có khối lượng rất thấp, trong khi đó, tủ đông chứa đầy chai nước có khối lượng cao hơn nhiều. Tủ đông đầy đủ trong thực tế có "lạnh hơn" bên trong, ngay cả khi nhiệt độ là như nhau. Nó mất lạnh hơn bên ngoài và cần nhiều năng lượng hơn để giữ lạnh.

Dựa chỉ có Về yếu tố mất lạnh, một tủ đông đầy đủ cần nhiều điện hơn.

Yếu tố đơn lẻ này quan trọng như thế nào phụ thuộc vào nhiều thứ, bao gồm hiệu quả che chắn nhiệt của tủ đông, nhiệt độ môi trường (truyền nhiệt ít hơn nếu nhiệt độ phòng là 16 ° C so với 30 ° C), thông gió của cuộn nhiệt, v.v.

Làm thế nào điều này xen kẽ với các yếu tố khác tạo ra một phương trình đa yếu tố khá phức tạp và tôi nghi ngờ câu trả lời sẽ không giống nhau cho mọi đơn vị làm lạnh và mọi cách sử dụng.


1

Tất cả những tính toán này thay vì một chút ý nghĩa thông thường. Không khí có công suất nhiệt bằng 1/4 nước. Điều đó có nghĩa là với mỗi độ để làm mát nó, nước cần 4 lần năng lượng của tủ lạnh so với không khí. Nếu nước ở trong một căn phòng ấm áp, (hoặc phải chịu một cánh cửa tủ lạnh mở), sẽ mất gấp bốn lần thời gian để làm nóng hơn không khí. Vì vậy, hãy ngừng nói về hiệu quả năng lượng và các thuật ngữ bí truyền khác. Hãy nghĩ: Nếu tủ lạnh của tôi đầy, mỗi khi tôi mở cửa và / hoặc đặt thứ gì đó vào, sự thay đổi nhiệt độ sẽ ít hơn nếu nó đầy trống rỗng Vì vậy, hãy quên từ "hiệu quả" và thay thế nó bằng "tốt nhất". Về cơ bản để một tủ lạnh hoạt động tốt, nói cách khác là nhiệt độ thay đổi ít nhất có thể, giữ cho nó đầy đủ. Kết thúc câu chuyện.


-1

Ngoài ra còn có một yếu tố khác không được xem xét. Nước / đá trong tủ lạnh sẽ làm mát không khí bên trong nhanh hơn khi cửa đóng lại làm giảm công việc cần thiết của máy nén sau mỗi lần xảy ra. Vì vậy, nếu tủ lạnh chứa đầy đá thu được sau cơn bão tuyết, nó sẽ làm giảm mức tiêu thụ điện năng do cửa được mở và chi phí làm mát 150lbs nước ở nhiệt độ phòng sẽ không bao giờ xảy ra. Mặc dù mọi người đoán xem cần bao nhiêu năng lượng để duy trì tủ lạnh đầy đủ so với tủ lạnh trống, nhưng đối với tôi, những giá trị này nên được lấy trong khi cửa vẫn đóng để thiết lập đường cơ sở tiêu thụ điện, sau đó đi từ đó.


"Nước / đá trong tủ lạnh sẽ làm mát không khí bên trong nhanh hơn .." Thực tế, bạn tăng khối lượng nhiệt của tủ lạnh bằng cách đặt thêm nhiều thứ vào đó. Nếu thứ đó giúp làm mát không khí sau khi cánh cửa được mở, thì thứ đó sẽ ấm hơn. Máy nén bây giờ phải làm việc để làm mát các công cụ trở lại. Đối với một trường hợp cực đoan, nếu bạn có lượng X, và nhiệt độ của nó tăng thêm 5 độ khi mở cửa, thay thế bằng lượng 10 * X có thể có nghĩa là vật đó chỉ tăng 0,5 độ và không khí lạnh đi nhanh hơn Nhưng máy nén phải làm việc với số lượng tương tự để làm mát các công cụ bổ sung trở lại.
Athanasius

-3

Việc lấp đầy không gian trống trong tủ lạnh để làm cho nó hoạt động hiệu quả hơn hoặc để tiết kiệm tiền là không chính xác. Hãy nghĩ về nó theo cách này, lái xe bán tải của bạn, rẻ hơn khi chạy đầy đủ hoặc trống rỗng. Không gian trống hoặc không gian đầy đủ sẽ được làm lạnh bằng tủ lạnh giống nhau, rẻ hơn nhiều để làm mát không gian trống (không khí). Nó đơn giản như vậy.


1
Sự tương tự của bạn không thực sự hoạt động - một chiếc xe tải đầy đủ nặng hơn, vì vậy đắt hơn để di chuyển nhiều thứ hơn. Ngược lại, lý thuyết đằng sau một tủ lạnh đầy đủ là có ít hơn không gian trống xung quanh cần được mát mẻ.
Erica

Ngoài ra, không khí lạnh trong số lượng tủ lạnh sản xuất là vô dụng bên ngoài tủ lạnh, bia lạnh thì không :)
rackandboneman
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.