สรุป:หากฉันไม่ได้ทำอะไรที่นี่หรือคุณกำลังทำสิ่งแปลกประหลาดมากกับตู้เย็นของคุณคุณจะประหยัดเงินได้ไม่กี่ดอลลาร์ต่อปีด้วยการทำให้ตู้เย็น / ช่องแช่แข็งของคุณเต็ม ยิ่งไปกว่านั้นการเก็บน้ำ (หรือสิ่งอื่น ๆ ) เพื่อเติมเต็มพื้นที่ตู้เย็น / ตู้แช่แข็งจะไม่ช่วยคุณประหยัดมากนักนอกจากว่าคุณเก็บมันไว้ที่นั่นเป็นเวลานานมากเพราะมันมีค่าใช้จ่ายพลังงานมาก ในที่แรก.
มีเป็นเหตุผลที่ถูกต้องที่จะทำนี้:
- ถ้าคุณต้องการที่จะอยู่รอดจากกระแสไฟฟ้าดับเป็นระยะ (ตามหมายเหตุ TFD) การมีน้ำแข็งหรืออาหารจำนวนมากในตู้เย็นจะทำให้มันเย็นอีกต่อไป
- อาหารจำนวนมากในตู้เย็น / ตู้แช่แข็งจะทำให้ง่ายต่อการทำใจให้สบายหรือแช่แข็งอาหารใหม่เร็วขึ้นซึ่งบางครั้งอาจช่วยในเรื่องความปลอดภัย / การเก็บรักษาอาหาร
- ในทำนองเดียวกันการมีอาหารมากขึ้นอาจช่วยลดความผันผวนของอุณหภูมิเล็กน้อยเมื่อเปิดประตูบ่อยครั้งอาจช่วยในเรื่องความปลอดภัย / คุณภาพของอาหารอีกครั้งในบางกรณี
- หากคุณมีตู้เย็นที่ไม่มีประสิทธิภาพมากซึ่งเย็นไม่สม่ำเสมอหรือไม่มีฉนวนที่ดีการมีอาหารมากขึ้นจะช่วยป้องกันไม่ให้ขี่จักรยานไปและออกมาก (แม้ว่าการบรรจุตู้เย็นเต็มเกินไปเกินไปก็สามารถป้องกันการขี่จักรยานได้อย่างถูกต้อง)
สิ่งเหล่านี้อาจเป็นเหตุผลที่ดีที่จะมีความชอบเล็กน้อยในการรักษาตู้เย็นให้เต็มอีกเล็กน้อย แต่จากมุมมองของพลังงานนั้นไม่มีเหตุผลที่จะต้องเติมอาหาร / น้ำในตู้เย็นของคุณโดยเจตนาเนื่องจากพลังงานที่ต้องใช้ในการทำความเย็นของแข็งหรือของเหลวมักเป็นจำนวนมากหลายเท่าของจำนวนที่ต้องการอากาศเย็น
นอกจากนี้หากความกังวลหลักของคุณคืออากาศเย็น "หล่นลงมา" ของตู้เย็นเมื่อประตูเปิดฉันขอแนะนำให้เติมด้วยภาชนะเปล่าที่มีอากาศอยู่ในนั้นเท่านั้น พวกมันจะให้ประโยชน์แก่คุณในการที่จะไม่สูญเสียอากาศเย็นที่มากเกินไป แต่ไม่มีค่าใช้จ่ายด้านพลังงานในการทำให้ของเหลวเย็นลงซึ่งคุณไม่จำเป็นต้องใช้ (แต่อีกครั้งผลประโยชน์น่าจะเป็นสองดอลลาร์ต่อปีมากที่สุด)
รายละเอียดด้านล่าง
ฉันพยายามค้นหาสถิติที่เชื่อถือได้และแม้ว่าฉันจะพบแหล่งที่มาหลายแห่งที่อ้างสิทธิ์นี้ แต่ฉันไม่เห็นตัวเลขจริงเกี่ยวกับการประหยัดพลังงานหรือแม้แต่การคำนวณเชิงทฤษฎีเพื่อสนับสนุนตรรกะของการปฏิบัติ
อันที่จริงบางครั้งดูเหมือนว่าจะปรากฏในรายการ "ตำนาน" ของกลุ่มพลังงานเช่นที่นี่ :
- MYTH: คุณสามารถประหยัดพลังงานได้โดยเก็บตู้เย็นของคุณเต็มปิดอย่างรวดเร็วและทำความสะอาดคอยส์เป็นประจำ
ที่จริงแล้วการกระทำทั้งสามนี้ไม่คุ้มกับปัญหาของคุณ ในการศึกษาที่ทำโดย Balsnik ก็พบว่า:
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.
หรือจากเอกสารนี้(ในประสิทธิภาพของตู้แช่แข็งอุณหภูมิต่ำมาก):
ตำนานเมือง?
ตู้แช่แข็งแบบเต็มใช้พลังงานน้อยกว่าในการทำงาน:เหตุผลที่ชัดเจนสำหรับแนวคิดนี้ก็คือมวลความร้อนใช้เวลาในการอุ่นเครื่องนานขึ้นดังนั้นคอมเพรสเซอร์จึงไม่ต้องทำงานหนัก คิดเกี่ยวกับมัน: ในขณะที่เนื้อหาใช้เวลาในการอุ่นเครื่องนานขึ้นมันก็ใช้เวลาในการทำให้เย็นลงเพื่อให้คอมเพรสเซอร์ทำงานได้นานขึ้นทุกวัน ปัจจัยฉนวนขั้นพื้นฐานของความหนาของผนังและความสมบูรณ์ของปะเก็นไม่เปลี่ยนไปด้วยช่องแช่แข็งแบบเต็มหรือเปล่าดังนั้นทำไมจึงควรสร้างความแตกต่างในการถ่ายเทความร้อน ในขณะที่ความถี่ของรอบจะลดลงระยะเวลาของรอบจะเพิ่มขึ้น ความร้อนที่เข้ามาในตู้จะไม่เปลี่ยนแปลง มีพลังเล็กน้อยที่จุดเริ่มต้นของแต่ละรอบของคอมเพรสเซอร์ดังนั้นรอบเพิ่มเติมสามารถเพิ่มการใช้พลังงานได้อย่างน่าเชื่อถือ ข้อมูลไม่ได้รับการแชร์อย่างกว้างขวางดังนั้นจึงยังคงอยู่ในสถานะตำนานเมืองในขณะนี้
ตรรกะของการอ้างอิงล่าสุดดูเหมือนว่าจะตอบคำถามว่าตู้เย็น / ตู้เย็นที่ยังไม่เปิดจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อเต็มหรือไม่ (ตามที่อ้างในบางครั้ง - ตู้เย็นจะต้อง "ทำงานหนักขึ้น" อย่างใด) เห็นได้ชัดว่ามันไม่สมเหตุสมผลนัก
อย่างไรก็ตามในการตัดสินนี้ได้อย่างถูกต้องเราจะต้องคำนึงถึงสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อคุณเปิดตู้เย็น / ตู้แช่แข็ง นี่คือรายงานจากกลุ่มประหยัดพลังงานที่พยายามทดสอบหลายครั้ง (รวมถึงการเปิดประตูสำหรับเวลาต่าง ๆ ) พวกเขาสรุปว่ารุ่นตู้แช่แข็งด้านบนของตู้เย็นไม่ใช้น้อยพลังงานเมื่อเต็มแม้ว่าพวกเขาจะทราบในการวิเคราะห์ของพวกเขาว่ามันไม่ได้รวมถึงการใช้พลังงานเพิ่มเติมที่จำเป็นให้เย็นอาหารพิเศษในสถานที่แรก แต่เมื่ออาหารที่เย็นและตู้เย็นที่เต็มไปด้วยมีบางส่วนประโยชน์ด้านพลังงานสำหรับตู้แช่แข็งชั้นนำ (ไม่เป็นที่รู้จักมากนักเนื่องจากกราฟของพวกเขาไม่มีตัวเลข) สำหรับตู้แช่แข็งประเภทอื่น ๆ ผลการทดสอบได้รับการผสมดังนั้นจึงไม่มีประโยชน์ชัดเจนสำหรับตู้เย็นที่ว่างเปล่าและตู้เย็นเต็มรูปแบบ ข้อสรุปของพวกเขา: "ดังนั้นคำแนะนำของเราคือไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับการเก็บตู้เย็นให้เต็มและมุ่งเน้นที่การปิดประตู"
สำหรับมุมมองทางทฤษฎีเกี่ยวกับการเปิดตู้เย็นให้ลองสมมติฐานที่สมเหตุสมผล:
ตู้เย็นขนาดเฉลี่ยในสหรัฐอเมริกาเป็นประมาณ 20 ฟุต3 ถ้าเราคิดว่าตู้เย็นที่ไม่ได้บรรจุเต็มและครึ่งหนึ่งของปัจจุบันอากาศจะถูกแทนที่ด้วยอากาศอุณหภูมิห้องเมื่อประตูเปิดที่จะเป็นประมาณ 10 ฟุต3หรือประมาณ 0.28 ม. 3
จากการใช้สถิติจากที่นี่เราสามารถคำนวณได้ว่าการระบายความร้อนที่ 10 ฟุต3ของอากาศลง 20 ° C (เช่นจาก "อุณหภูมิห้อง" ประมาณ 25 ° C ถึง 5 ° C) จะต้องใช้พลังงาน 6.8 kJ หรือ 0.0019 kWh . สำหรับตู้แช่แข็งที่มีขนาดใกล้เคียงกันอุณหภูมิของอากาศน่าจะต้องลดลงประมาณ 40 ° C มากกว่า 20 ° C ดังนั้นตัวเลขเหล่านี้จะเพิ่มเป็นสองเท่า
ถ้าเราเปิดประตูตู้เย็น 20 ครั้งต่อวันในหนึ่งปีจะเพิ่มขึ้นประมาณ 13.8 kWh สำหรับตู้เย็นที่มีพื้นที่ว่าง10 ฟุต3หรือ 27.5 kWh สำหรับช่องแช่แข็งที่มีพื้นที่ว่างใกล้เคียงกัน สถิติในใบเสนอราคาแรกข้างต้นประมาณ 50 kWh / yr สำหรับการเปิดประตูตู้เย็นทั้งหมดดังนั้นตัวเลขจึงดูเหมือนจะอยู่ใน ballpark ที่ถูกต้อง โดยทั่วไปแล้วจะมีค่าใช้จ่ายสองสามดอลลาร์ต่อปีในการสูญเสียพลังงานในการเปิดตู้เย็น
ทีนี้สมมติว่าเราโหลดน้ำขนาด 10 ฟุต3แทนอากาศแทน (นี่คือน้ำปริมาณมากน่าขัน แต่ฉันใช้มันเพื่อให้ปริมาตรที่ถูกครอบครองยังคงเหมือนเดิมสำหรับการเปรียบเทียบ)
ปริมาณของพลังงานที่จำเป็นในน้ำเย็นจากอุณหภูมิห้องสามารถคำนวณได้ในทำนองเดียวกันจากตัวเลขเหล่านี้ การระบายความร้อนด้วยน้ำ10 ฟุต3โดย 20 ° C จะต้องใช้ประมาณ 23,000 kJ การแช่แข็งจนถึง -15 ° C จาก 25 ° C จะต้องใช้ประมาณ 120,000 kJ (จำนวนนี้สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเนื่องจากพลังงานส่วนเกินที่จำเป็นในการเปลี่ยนน้ำของเหลวให้เป็นน้ำแข็ง) ผลของการเติมน้ำปริมาณมากแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในการศึกษาดังกล่าวข้างต้นโดยมีการเพิ่ม 150 ปอนด์ น้ำอุณหภูมิห้องทำให้ตู้เย็นพุ่งไปที่ 65 ° F และใช้เวลาเกือบครึ่งวันเพื่อกลับสู่อุณหภูมิปกติ
ในการใส่ตัวเลขเหล่านี้ในรูปแบบที่มีประโยชน์มากขึ้น:
คุณต้องทำให้อากาศเย็นลงในตู้เย็นประมาณ 3,500 เท่าเพื่อ "จ่ายให้" ปริมาณพลังงานที่ใช้ในการทำความเย็นในปริมาณที่เท่ากัน
คุณต้องทำให้อากาศเย็นลงในช่องแช่แข็งประมาณ 9000 ครั้งเพื่อ "จ่ายให้" ปริมาณพลังงานที่ใช้ในการแช่แข็งในปริมาณน้ำเท่ากัน
UPDATE:เนื่องจาก Joe ชี้ให้เห็นอย่างถูกต้องในความคิดเห็นฉันถือว่าอากาศแห้งที่นี่เพื่อทำให้การคำนวณง่ายขึ้น แต่อากาศในห้องครัวของจริงจะชื้นและผลของมันจะไม่สำคัญ (ฉันสันนิษฐานว่าข้อผิดพลาดจะน้อยกว่า 50% หรือมากกว่านั้น แต่ภายใต้สมมติฐานที่สมเหตุสมผลมันอาจจะถูกปิดด้วยปัจจัย 1.5-3 ขึ้นอยู่กับความชื้นในครัวของคุณและความชื้นในตู้เย็นของคุณเป็นเท่าใด)
อย่างไรก็ตามสมมติว่าเราเริ่มต้นด้วยความชื้นสัมพัทธ์ 50% ในครัวที่ 25 ° C และเราถือว่าตู้เย็นเย็นถึง 5 ° C ในตู้เย็นและ -15 ° C ในช่องแช่แข็งในขณะที่รักษาความชื้นสัมพัทธ์ 50% ที่อุณหภูมิเหล่านั้น (ซึ่งแน่นอนว่าจะต้องมีการกำจัดไอน้ำ) นี่คือสถิติที่อัปเดตบางส่วน:
- คุณต้องทำให้อากาศเย็นลงในตู้เย็นประมาณ 1800 ครั้งเพื่อ "จ่าย" ปริมาณพลังงานที่ใช้ในการทำความเย็นในปริมาณน้ำเท่ากัน
- คุณต้องทำให้อากาศเย็นลงในช่องแช่แข็งประมาณ 5500 ครั้งเพื่อ "จ่าย" ปริมาณพลังงานที่ใช้ในการแช่แข็งในปริมาณน้ำเท่ากัน
[ดูรายละเอียดการคำนวณด้านล่าง]
โดยทั่วไปขึ้นอยู่กับว่าคุณเปิดตู้เย็นและอุณหภูมิห้องบ่อยแค่ไหนคุณอาจต้องแช่ตู้เย็นเป็นเวลาอย่างน้อยหลายเดือนก่อนที่จะเห็นการประหยัดพลังงาน (เลย) คุณอาจต้องเก็บน้ำ (เหมือนเดิม) ไว้อย่างน้อยหนึ่งปีเพื่อให้ได้การประหยัดพลังงาน ถึงอย่างนั้นสำหรับปริมาณน้ำที่สมเหตุสมผล (เช่นไม่กี่แกลลอน) ก็ไม่น่าเป็นไปได้ที่คุณจะประหยัดต้นทุนพลังงานได้มากกว่าสองสามดอลลาร์ต่อปี (และน่าจะน้อยกว่า)
บันทึกสุดท้ายเกี่ยวกับตู้เย็นเต็มรูปแบบ: แม้ว่าคุณจะจัดการเพื่อประหยัดไม่กี่เซ็นต์ต่อปีด้วยตู้เย็นเต็มรูปแบบประสบการณ์ในทางปฏิบัติของฉันบอกฉันว่าฉันเปิดประตูไว้นานกว่าเมื่อตู้เย็นเต็มกว่าเมื่อมันเกือบจะว่างเปล่าเพราะฉันมักจะ จำเป็นต้องย้ายสิ่งต่าง ๆ หรือนำสิ่งต่าง ๆ ออกชั่วคราวเพื่อให้ได้สิ่งต่าง ๆ ด้านหลัง ดังนั้นการประหยัดเชิงทฤษฎีนี้จะเกิดขึ้นจริงหรือไม่? ฉันไม่รู้
สำหรับผู้ที่สนใจนี่คือ "งาน" สำหรับการคำนวณข้างต้น ผมถือว่าปริมาณของ 10 ฟุต3 = ~ 0.28 ม. 3 โปรดทราบว่ามีการใช้การประมาณแบบต่างๆเพื่อรับ "ballpark" โดยเฉพาะความหนาแน่นและความร้อนจำเพาะจะคงที่ตลอดช่วงอุณหภูมิซึ่งอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาด 5-10% สำหรับการคำนวณอากาศและน้อยกว่ามาก สำหรับการคำนวณน้ำ
(1) ระบายความร้อน (แห้ง) อากาศ 20 ° c
- ความหนาแน่นของอากาศ0.28 ม. 3 × 1.205 กก. / ม. 3ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสจากตาราง = 0.337 กิโลกรัม
- 0.337 kg × 20 ° C [เหมือนกับ 20 K] ×ความร้อนจำเพาะ 1.005 kJ / (kg K) = 6.8 kJ
- 6.8 kJ ÷ 3600 = 0.0019 kWh
(2) ระบายความร้อน (แห้ง) อากาศ 40 ° c
- น้ำหนักเริ่มต้นเท่ากัน
- 0.337 kg × 40 ° C × 1.005 kJ / (kg K) = 13.6 kJ
(3) น้ำหล่อเย็นจาก 25 ° C ถึง 5 ° c
- ปริมาณเท่ากัน 0.28 m 3
- 0.28 ม. ความหนาแน่น× 3ประมาณ 1,000 กก. / ม. 3 = 280 กก
- 280 kg × 20 ° C ×ความร้อนจำเพาะ 4.18 kJ / (kg K) จากตาราง = 23400 kJ
- หมายเหตุ: เห็นได้ชัดว่าไม่มีใครสามารถและไม่ควรเติมตู้เย็นที่บ้านด้วยน้ำหนักประมาณ 600 ปอนด์ น้ำ แต่ฉันใช้ปริมาตรเดียวกันที่นี่เพื่อให้พลังงานที่ต้องการสำหรับปริมาตรที่เปรียบเทียบได้เนื่องจากมันถูกกล่าวหาว่าการแทนที่อากาศด้วยปริมาณน้ำที่เท่ากันจะทำให้เกิดความแตกต่าง
(4) น้ำหล่อเย็นจาก 25 ° C ถึง -15 ° c
- น้ำแข็งมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำดังนั้นเพื่อให้ได้ปริมาตรสุดท้ายที่ 10 m ^ 3 เราต้องเริ่มต้นด้วยน้ำน้อย
- ความหนาแน่นของน้ำแข็ง0.28 ม. 3 × 916.8 กก. / ม. 3 = 256 กก
- เย็นถึง 0C: 256 kg × 25 ° C ×ความร้อนเฉพาะ 4.18 kJ / (kg K) = 26800 kJ
- แช่แข็ง: 256 กก. ×ความร้อนของการแช่แข็ง 334 kJ / kg = 85700 kJ
- น้ำแข็งเย็นถึง -15 ° C: 256 kg × 15 ° C ×ความร้อนเฉพาะของน้ำแข็ง 2.108 kJ / (kg K) = 8100 kJ
- พลังงานความเย็นทั้งหมด: 120,700 kJ
(5) ระบายความร้อนปริมาณน้ำที่คล้ายกันในตู้เย็น = 23400 kJ ÷ 6.78 kJ = มากกว่า 3450 เท่า
(6) การระบายความร้อนปริมาณน้ำที่คล้ายกันในตู้เย็น = 120700 kJ ÷ 13.6 kJ = มากกว่า 8900 เท่า
(7) อากาศเย็นที่ความชื้นสัมพัทธ์ 50% โดย 20 ° C:
- เราได้รับเศษส่วนน้ำหนักของไอน้ำในอากาศที่มีความชื้น 50% จากแผนภาพ Mollier ที่นี่ x ที่ความชื้น 0.5 อยู่ที่ประมาณ 0.0098 กก. / กก. ที่ 25 องศาเซลเซียสและประมาณ 0.0026 กก. / กก. ที่ 5 องศาเซลเซียส
- จากนั้นเราจะทำตามการคำนวณของเอนทัล (H) ของอากาศชื้นที่พบได้ที่ลิงค์ของโจนี่
- ที่ 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
- ที่ 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 (เปลี่ยนเอนทาลปี) = 50.1 - 11.6 = 38.5 kJ / kg
- อากาศชื้นเล็กน้อยหนาแน่นน้อยกว่าอากาศแห้ง: ใช้ตัวเลขจากที่นี่อากาศชื้นเป็นเรื่องเกี่ยวกับ 1.199 กิโลกรัม / เมตร3ที่ 20 ° C
- มวลอากาศที่ใช้ปริมาณปริมาตรที่กล่าวข้างต้นเท่ากับ 0.28 ม. 3คือ 0.336 กิโลกรัม
- พลังงานที่ต้องการทำให้เย็นลง = การเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปี×มวล = 38.5 kJ / kg × 0.336 กิโลกรัม = 12.9 kJ
- โปรดทราบว่าตัวเลขต่าง ๆ ที่นี่อาจแตกต่างกันเล็กน้อยจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ แต่ในลิงก์ของโจเราสามารถสันนิษฐานได้ว่ามันคงที่พอที่จะไม่ส่งผลกระทบต่อคำตอบสุดท้ายมากกว่าสองสามเปอร์เซ็นต์
(8) อากาศเย็นจาก 25 ° C ถึง -15 ° C ในช่องแช่แข็ง
- เมื่อใช้แผนภาพ Mollier ที่เชื่อมโยงด้านบนเราจะได้รับเศษน้ำหนักประมาณ 0.00055 กิโลกรัม / กิโลกรัมสำหรับความชื้น 50% ที่ -15 ° C
- ใช้การคำนวณที่คล้ายกันกับด้านบน
- ที่อุณหภูมิ -15 ° C = -13.7 kJ / kg
- เดลต้า H จาก 25 ° C ถึง -15 ° C = 63.8 kJ / kg
- การใช้มวลและความหนาแน่นดังกล่าวข้างต้นพลังงานทั้งหมดที่ต้องทำให้เย็นลงคือ = 21.4 kJ
(9) เราคำนวณอัตราส่วนตามที่กล่าวไว้ข้างต้นซึ่งลงท้ายด้วยพลังงานมากกว่า 1800 เท่าเพื่อทำให้ปริมาณน้ำในตู้เย็นเย็นลงและเท่ากับ 5600 เท่าของพลังงานในการแช่แข็ง
(10) ความชื้นสัมพัทธ์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ทั้งในห้องครัวและตู้เย็นดังนั้นการคำนวณเหล่านี้ควรนำมาเป็นรูปแบบสนามเบสบอลซึ่งอาจแตกต่างกันไปตามปัจจัย 2-3 ในทิศทางใดกรณีหนึ่ง ปริมาณพลังงานที่ต้องใช้ในการทำให้เย็นลงแม้อากาศชื้นจะไม่สำคัญเมื่อเทียบกับที่จำเป็นในการทำให้อาหารเหลวหรืออาหารเย็นลง