Sự khác biệt về tiêu thụ năng lượng giữa tủ lạnh trống và tủ lạnh chứa đầy chai nước

Tôi có khoảng 12 chai nước. Nếu tôi muốn giảm thiểu mức tiêu thụ năng lượng của tủ lạnh, tôi nên đặt những chai này vào tủ lạnh hay để chúng ra ngoài?

Tủ lạnh hoạt động bằng cách bơm nhiệt từ bên trong ra bên ngoài. Lượng công việc cần làm tỷ lệ thuận với lượng nhiệt đi vào bên trong (và cả chênh lệch nhiệt độ giữa bên trong và bên ngoài).

Có hai cách để nhiệt đi vào bên trong:

• Đặt đồ vật ấm vào tủ lạnh.
• Nhiệt rò rỉ qua các bức tường của tủ lạnh.

Khi bạn đặt một chai nước ấm vào tủ lạnh, có một tải trọng thoáng qua liên quan đến việc làm mát nước đó xuống. Tuy nhiên, một khi nước mát, nó không có tác dụng gì thêm đối với công việc mà tủ lạnh phải làm.

Nhiệt rò rỉ vào tủ lạnh với tốc độ tỷ lệ thuận với chênh lệch nhiệt độ giữa bên ngoài và bên trong. Rò rỉ này là không đổi , và không bị ảnh hưởng bởi bất kỳ vật nào có thể ở trong tủ lạnh.

Do đó, nếu tủ lạnh trống rỗng, bạn chỉ nên tắt nó đi. Nếu bạn muốn nước mát, bạn nên đặt nó vào trong tủ lạnh và để nó trên. Tuy nhiên, bạn không nên tắt và bật tủ lạnh thường xuyên - có một tải trọng lớn thoáng qua liên quan đến việc làm mát các bức tường bên trong, vv của chính tủ lạnh.

Ngoài ra, mỗi khi bạn mở cửa, một phần không khí mát mẻ bên trong được thay thế bằng không khí ấm áp từ bên ngoài. Điều này cũng đại diện cho một tải nhỏ thoáng qua, nhưng nếu bạn mở cửa nhiều, nó có thể tăng lên.

Nếu bạn có không gian chưa sử dụng trong tủ lạnh, thì tốt hơn là lấp đầy nó bằng một cái gì đó hơn là để nó trong không khí. Điều này là do mỗi lần bạn mở cửa, sẽ có ít không khí được trao đổi với căn phòng, do đó sẽ ít làm mát trở lại.

Nếu bạn không mở tủ lạnh thì không vấn đề gì. Như những người khác đã chỉ ra, đặt các chai nước trong tủ lạnh thể hiện chi phí năng lượng một lần. Một khi chúng lạnh, chúng không tốn thêm năng lượng và giảm lượng không khí lạnh bị mất khi cửa được mở.

Tuy nhiên, nếu bạn thực sự sau khi sử dụng ít năng lượng hơn và bạn có không gian thừa trong tủ lạnh, câu trả lời dài hạn tốt nhất là lấy một tủ lạnh nhỏ hơn. Lấy một cái vừa đủ lớn để chứa những gì bạn cần để giữ lạnh. Trong các tủ lạnh nhỏ hơn, hộp lạnh có diện tích bề mặt nhỏ hơn, là nơi tỏa nhiệt khi mọi thứ ở nhiệt độ ổn định và cửa không mở. Tất cả những thứ khác đều bằng nhau, tủ lạnh có diện tích bề mặt hộp lạnh nhỏ nhất sẽ cần ít năng lượng nhất.

Tất nhiên tất cả những thứ khác không bằng nhau. Có một số sự đánh đổi chi phí / hiệu suất / tuổi thọ trong hệ thống làm mát, nhưng chủ yếu là về cách nhiệt. Đó cũng là một sự đánh đổi chi phí, vì vậy các mô hình khác nhau có các yêu cầu năng lượng khác nhau cho cùng một hộp lạnh. Ít nhất ở đây tại Mỹ, người bán được yêu cầu liệt kê số liệu tiêu thụ điện cho tủ lạnh. Hãy tìm loại nào cần ít năng lượng nhất trong số những hộp có hộp lạnh kích thước tối thiểu bạn cần.

Những việc khác bạn có thể làm để giảm thiểu tiêu thụ năng lượng:

1. Hãy chắc chắn rằng bộ tản nhiệt có thông gió tốt. Hệ thống làm mát là một bơm nhiệt di chuyển nhiệt từ hộp lạnh ra bên ngoài tủ lạnh. Bộ tản nhiệt là nơi nó thoát khỏi sức nóng đó. Nếu luồng khí vào bộ tản nhiệt bị chặn, thì bơm nhiệt phải làm việc vất vả hơn (làm cho bộ tản nhiệt nóng hơn) để làm mát tương tự. Chi phí điện năng này.

   Bộ tản nhiệt thường là một loại "lưới" kim loại ở mặt sau của tủ lạnh. Các tủ lạnh hiện đại được thiết kế sao cho có một không gian tối thiểu cho luồng không khí với tủ lạnh được sao lưu toàn bộ trên tường. Di chuyển nó ra khỏi tường một chút và đảm bảo rằng không khí có thể chảy vào ở phía dưới và thoát ra dễ dàng ở phía trên có thể giúp ích.

2. Giữ bộ tản nhiệt sạch sẽ. Bụi là một chất cách điện tốt, sẽ làm cho hệ thống làm mát hoạt động mạnh hơn để đẩy nhiệt thải qua lớp bụi.

3. Đặt tủ lạnh ở nơi lạnh hơn nếu bạn có thể. Bộ tản nhiệt càng lạnh, hệ thống làm mát càng ít phải làm việc.

4. Giảm thiểu thời gian cửa mở. Nếu bạn có một vài thứ để di chuyển ra vào, hãy mở cửa một lần, di chuyển mọi thứ liên tiếp, sau đó đóng cửa lại.

Có hai khía cạnh này.

Đầu tiên nếu tủ lạnh của bạn chứa đầy bất cứ thứ gì ngoài không khí thì bạn sẽ tiết kiệm được năng lượng liên quan đến không khí lạnh thoát ra mỗi khi bạn mở cửa.

Tuy nhiên, nếu bạn đặt chai nước vào tủ lạnh, tủ lạnh sẽ tốn nhiều công sức hơn để làm mát chúng so với thể tích không khí tương đương vì một lít nước ở nhiệt độ phòng chứa nhiều nhiệt hơn so với một lít không khí ở cùng nhiệt độ nên cần nhiều công việc hơn từ tủ lạnh để làm mát một lít nước hơn một lít không khí.

Nếu bạn có ý định đặt các chai trong tủ lạnh tại một số điểm, chắc chắn tốt hơn là đổ đầy tủ lạnh ngay bây giờ thay vì đặt chúng vào từng cái riêng lẻ. Nhưng nếu bạn không thực sự cần nước mát bao giờ thì tốt hơn là lấp đầy không gian trống bằng chai rỗng hoặc khối xốp.

Điều này là do khả năng nhiệt cụ thể tương đối của không khí và nước. Nhiệt dung riêng của không khí và nước theo khối lượng lần lượt là 1 và 4 KJ / Kg · K, nhưng nước dày hơn khoảng 1.000 lần so với nước nên công suất nhiệt theo thể tích khác nhau khoảng 4.000.

Vì vậy, rõ ràng là năng lượng bị lãng phí do mất không khí khi bạn mở tủ lạnh là khá nhỏ so với công việc cần thiết để làm mát cùng một lượng nước.

Thông thường một tủ lạnh sẽ sử dụng khoảng 1 đơn vị năng lượng cơ học cho mỗi 3 đơn vị năng lượng làm mát.

Vì vậy, nhìn chung có một lợi thế nhỏ trong việc giảm thiểu thể tích không khí tự do trong tủ lạnh nhưng chỉ đáng làm điều này bằng cách lấp đầy nó bằng những thứ bạn muốn làm lạnh bằng mọi cách hoặc chất rắn (hoặc thùng chứa hoặc bọt) có nhiệt dung tích thấp .

Điều này chỉ áp dụng cho các tổn thất khi mở cửa, mặc dù nội dung ở nhiệt độ ổn định, nó không có sự khác biệt đối với mức tiêu thụ năng lượng thực sự trong đó, giả sử rằng nó được niêm phong hợp lý.

Nhiều yếu tố đóng vai trò trong kịch bản này:
1- hình dạng của chai và chỉ số cách nhiệt vật liệu của chúng.
2-cách bạn đặt các chai trên kệ: chúng có thúc đẩy dòng không khí hoặc cản trở nó.
3- tần suất mở cửa tủ lạnh.
Như nhiều người đã đề cập, có một tải ban đầu khi các chai nhiệt độ phòng nguội đi. nhưng sau thời điểm đó, mọi thứ khác bằng nhau, nó sôi lên hai trường hợp; sự thâm nhập của nhiệt vào tủ lạnh do thiết kế và sản xuất và các tính chất nhiệt vật liệu của tủ lạnh không có chai so với sự đóng góp của các chai hoạt động giống như các van của bộ tản nhiệt lạnh cho phép luồng không khí thoáng qua xung quanh nó. Vì vậy, nếu hình dạng và vị trí của chai không khuyến khích không khí lưu thông dễ dàng, nó sẽ giúp tiết kiệm năng lượng một chút.
cuối cùng nếu bạn lấp đầy toàn bộ không gian có sẵn bằng nước qua sự lựa chọn năng lượng ban đầu, việc sử dụng năng lượng kinh niên sẽ nhỏ hơn.
chúng ta có thể nhìn vào chiếc tủ lạnh này như một sự đảo ngược của một tháp giải nhiệt. nếu chúng ta không muốn tương tác nhiệt với không khí xung quanh, chúng ta sẽ làm cho nó khó khăn bằng cách đặt các chai nước theo cách che chắn các bộ phận khác của tủ lạnh khỏi sự đối lưu hoặc thông gió. khái niệm này đã được sử dụng trong nhiều thế kỷ trong kiến ​​trúc Trung Đông, ví dụ, điều hòa không khí thụ động.

Trọng lượng tăng thêm của các chai nước sẽ làm cho miếng vá tiếp xúc giữa chân tủ lạnh và sàn nhà bị biến dạng nhẹ, do đó tạo ra sự tiếp xúc nhiệt tốt hơn giữa bàn chân và sàn (có lẽ ấm hơn). Do đó, việc bổ sung các chai nước sẽ làm tăng sự mất nhiệt qua bàn chân một lượng nhỏ đến mức không thể phát hiện được ngay cả với các cảm biến thông lượng nhiệt nhạy cảm nhất.