ความแตกต่างในการใช้พลังงานระหว่างตู้เย็นเปล่าและตู้เย็นที่เต็มไปด้วยขวดน้ำ


9

ฉันมีน้ำประมาณ 12 ขวด ถ้าฉันต้องการลดการใช้พลังงานของตู้เย็นให้น้อยที่สุดฉันควรวางขวดเหล่านี้ไว้ในตู้เย็นหรือปล่อยทิ้งไว้?


4
ความคิดเห็นสั้น ๆ ที่นี่ - ฉันเริ่มตอบอีกต่อไป แต่โทรหาฉัน - ฉันอาจเพิ่มบางครั้ง การวางน้ำไว้ในขวดในตู้เย็นอาจช่วยลดการใช้พลังงานได้เล็กน้อย แต่ไม่ใช่โดยปกติมาก อัตราการสูญเสียพลังงานเป็นสัดส่วนกับส่วนต่างของอุณหภูมิไม่ใช่ปริมาณเนื้อหา แต่การเพิ่มว่า 12 ลิตรของน้ำจะลดปริมาณของอากาศเย็นในตู้เย็น เมื่อเปิดประตูอากาศเย็นน้อยลงจะหายไปและอากาศอุ่นน้อยลงจะเข้าและจำเป็นต้องระบายความร้อนเมื่อปิดประตู การประเมินคร่าวๆคือ 360 Joule ต้องการความเย็นน้อยกว่า
รัสเซลแม็คมาฮอน

1
การมีมวลความร้อนเพิ่มขึ้นภายในตู้เย็นอาจส่งผลเล็กน้อยต่อวงจรความเย็น / รอบเดินเบาสำหรับคอมเพรสเซอร์ (กับขวดที่ดุลความร้อนคอมเพรสเซอร์อาจคงอยู่ได้นานเมื่อมันเกิดขึ้น แต่คงอยู่นานกว่าระหว่างรอบเนื่องจากมวลความร้อนของน้ำหมายถึงการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิภายในตู้เย็นน้อยลงสำหรับการสูญเสียพลังงานเดียวกันผ่านฉนวน) IDK ถ้ามันสร้างความแตกต่างให้เกิดประสิทธิภาพ
Peter Cordes

คำตอบ:


10

ตู้เย็นทำงานโดยการปั๊มความร้อนจากภายในสู่ภายนอก ปริมาณงานที่ต้องทำคือสัดส่วนกับปริมาณความร้อนที่เข้ามาภายใน (และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างภายในและภายนอก)

มีสองวิธีที่ความร้อนจะเข้าไปภายใน:

  • นำวัตถุที่อุ่นใส่ตู้เย็น
  • ความร้อนรั่วผ่านผนังตู้เย็น

เมื่อคุณใส่ขวดน้ำอุ่นลงในตู้เย็นจะมีภาระชั่วคราวที่เกี่ยวข้องกับการทำให้น้ำเย็นลง อย่างไรก็ตามเมื่อน้ำเย็นแล้วจะไม่มีผลกระทบต่องานที่ตู้เย็นต้องทำ

ความร้อนรั่วไหลเข้าไปในตู้เย็นในอัตราที่เป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างภายนอกและภายใน การรั่วไหลนี้คงที่และไม่ได้รับผลกระทบจากวัตถุใด ๆ ที่อาจอยู่ในตู้เย็น

ดังนั้นถ้าตู้เย็นว่างคุณควรปิดมัน ถ้าคุณต้องการให้น้ำเย็นคุณควรวางไว้ในตู้เย็นแล้วปล่อยทิ้งไว้ อย่างไรก็ตามคุณไม่ควรปิดตู้เย็นและเปิดบ่อยครั้ง - มีการโหลดชั่วคราวจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการทำให้ผนังภายในตู้เย็น ฯลฯ ของตู้เย็นเย็นลง

นอกจากนี้ทุกครั้งที่คุณเปิดประตูอากาศเย็นภายในจะถูกแทนที่ด้วยอากาศอุ่นจากภายนอก สิ่งนี้ยังหมายถึงโหลดชั่วคราวขนาดเล็ก แต่ถ้าคุณเปิดประตูมากก็สามารถเพิ่มได้


1
นี่คือคำตอบที่ดี มีหลายวิธีในการตอบคำถามประเภทนี้ แต่การทำความเข้าใจวิธีการวิเคราะห์ระบบและการไหลของพลังงานที่เกี่ยวข้องเป็นกุญแจสำคัญในการใช้ปัญหาเล็ก ๆ น้อย ๆ ของขวดน้ำและตู้เย็นกับปัญหาเล็ก ๆ น้อย ๆ ที่เป็นอิสระจากวัสดุเฉพาะ คุณสมบัติของอากาศและน้ำ
อากาศ

ต่อจากส่วนสุดท้ายของคุณเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของอากาศเมื่อคุณเปิดประตูคำตอบอีกข้อสังเกตว่าการมีที่ว่างที่เต็มไปด้วยขวดน้ำจะช่วยลดปริมาณอากาศในตู้เย็นที่สามารถเปลี่ยนแปลงได้เมื่อประตูเปิดดังนั้นถ้าคุณ การเปิดประตูมากการมีขวดอยู่ในนั้นจะช่วยลดปริมาณของอากาศอุ่นที่สามารถเข้ามาในแต่ละครั้งและช่วยให้มันเย็น น้ำมีความจุความร้อนสูงดังนั้นอาจเป็นได้โดยการเพิ่มแม้แต่น้ำอุณหภูมิห้องคุณกำลังเพิ่มความร้อนมากกว่าอากาศเล็กน้อย
Anaximander

แล้วรังสีความร้อนล่ะ?
Traubenfuchs

6

หากคุณมีที่ว่างที่ไม่ได้ใช้ในตู้เย็นมันก็เป็นการดีที่จะเติมบางอย่างให้มัน นี่เป็นเพราะทุกครั้งที่คุณเปิดประตูอากาศที่น้อยกว่าจะถูกแลกเปลี่ยนกับห้องดังนั้นน้อยกว่าที่จะเย็นอีกครั้ง

หากคุณจะไม่เปิดตู้เย็นก็ไม่เป็นไร อย่างที่คนอื่น ๆ ชี้ไปแล้วการวางขวดน้ำไว้ในตู้เย็นแทนค่าพลังงานเพียงครั้งเดียว เมื่อพวกเขาเย็นพวกเขาจะไม่ต้องเสียพลังงานอีกต่อไปและลดปริมาณของอากาศเย็นที่หายไปเมื่อเปิดประตู

อย่างไรก็ตามถ้าคุณใช้พลังงานน้อยกว่าและมีพื้นที่เหลือในตู้เย็นคำตอบระยะยาวที่ดีที่สุดคือการหาตู้เย็นขนาดเล็ก หาอันที่ใหญ่พอที่จะเก็บสิ่งที่คุณต้องการให้เย็น ในตู้เย็นขนาดเล็กตู้เย็นมีพื้นที่ผิวที่เล็กกว่าซึ่งเป็นที่ที่ความร้อนเข้ามาเมื่อทุกอย่างอยู่ในอุณหภูมิคงที่และประตูไม่เปิด ทั้งหมดเท่ากันตู้เย็นที่มีพื้นที่ผิวกล่องเย็นที่เล็กที่สุดจะต้องใช้กำลังไฟน้อยที่สุด

แน่นอนว่าทุกอย่างไม่เท่ากัน มีระบบแลกเปลี่ยนความเย็น / ค่าใช้จ่าย / ประสิทธิภาพ / อายุการใช้งานที่ยืนยาว แต่ส่วนใหญ่เกี่ยวกับฉนวน นั่นคือการแลกเปลี่ยนต้นทุนดังนั้นโมเดลที่ต่างกันจึงมีความต้องการพลังงานที่แตกต่างกันสำหรับตู้เย็นเดียวกัน อย่างน้อยที่นี่ในสหรัฐอเมริกาผู้ขายจะต้องแสดงรายการตัวเลขการใช้พลังงานสำหรับตู้เย็น มองหากล่องที่ต้องใช้กำลังไฟน้อยที่สุดสำหรับกล่องเย็นขนาดต่ำสุดที่คุณต้องการ

สิ่งอื่น ๆ ที่คุณสามารถทำได้เพื่อลดการใช้พลังงาน:

  1. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหม้อน้ำมีการระบายอากาศที่ดี ระบบระบายความร้อนเป็นปั๊มความร้อนที่ย้ายความร้อนจากตู้เย็นไปยังด้านนอกของตู้เย็น หม้อน้ำเป็นที่ที่สามารถกำจัดความร้อนนั้นได้ หากการไหลเวียนของอากาศสู่หม้อน้ำถูกปิดกั้นปั๊มความร้อนจะต้องทำงานหนักขึ้น (ทำให้หม้อน้ำร้อนขึ้น) เพื่อการระบายความร้อนเดียวกัน ค่าใช้จ่ายพลังงานนี้

    โดยปกติแล้วหม้อน้ำจะเป็นสิ่งที่ทำด้วยโลหะ "ตาข่าย" ที่ด้านหลังของตู้เย็น ตู้เย็นที่ทันสมัยได้รับการออกแบบเพื่อให้มีพื้นที่ว่างขั้นต่ำสำหรับการไหลของอากาศพร้อมตู้เย็นสำรองตลอดทางกับผนัง ย้ายออกจากผนังเล็กน้อยและทำให้แน่ใจว่าอากาศสามารถไหลเข้าที่ด้านล่างและออกมาได้อย่างง่ายดายที่ด้านบนสามารถช่วย

  2. รักษาหม้อน้ำให้สะอาด ฝุ่นเป็นฉนวนที่ดีซึ่งจะทำให้ระบบระบายความร้อนทำงานหนักขึ้นเพื่อผลักความร้อนไอเสียผ่านชั้นฝุ่น

  3. วางตู้เย็นในที่ที่เย็นกว่านี้ถ้าทำได้ ยิ่งหม้อน้ำเย็นลงระบบทำความเย็นก็ทำงานยากขึ้นเท่านั้น

  4. ลดเวลาที่ประตูเปิด หากคุณมีหลายสิ่งที่จะย้ายเข้าและออกให้เปิดประตูเพียงครั้งเดียวย้ายทุกอย่างอย่างต่อเนื่องอย่างรวดเร็วจากนั้นปิดประตู


3
ฉันไม่เคยเข้าใจเลยว่าทำไมผู้คนถึงมีความยาวขนาดนี้เพื่อซ่อนตู้เย็นของพวกเขาในตู้และตู้ มันขัดขวางการไหลของอากาศรอบ ๆ คอยล์เก็บฝุ่นและลดอสังหาริมทรัพย์แม่เหล็ก
อากาศ

6

มีสองด้านนี้

ก่อนอื่นหากตู้เย็นของคุณเต็มไปด้วยสิ่งอื่นนอกจากอากาศคุณจะประหยัดพลังงานที่เกี่ยวข้องกับการหลบหนีจากอากาศเย็นเมื่อใดก็ตามที่คุณเปิดประตู

อย่างไรก็ตามถ้าคุณใส่ขวดน้ำในตู้เย็นของคุณมันจะทำงานมากขึ้นโดยตู้เย็นเพื่อทำให้เย็นลงกว่าปริมาณอากาศที่เท่ากันเป็นลิตรของน้ำที่อุณหภูมิห้องมีความร้อนมากกว่าอากาศที่ลิตร อุณหภูมิเดียวกันจึงจำเป็นต้องมีการทำงานมากขึ้นจากตู้เย็นเพื่อทำให้น้ำเย็นหนึ่งลิตรมากกว่าอากาศหนึ่งลิตร

หากคุณตั้งใจจะใส่ขวดในตู้เย็นในบางจุดจะเป็นการดีกว่าถ้าคุณเติมตู้เย็นตอนนี้ แต่ถ้าคุณไม่ต้องการน้ำเย็นจริง ๆ จะเป็นการดีกว่าถ้าคุณเติมเต็มพื้นที่ว่างด้วยขวดเปล่าหรือบล็อคโฟม

นี่เป็นเพราะความจุความร้อนจำเพาะของอากาศและน้ำ ความจุความร้อนจำเพาะของอากาศและน้ำโดยมวลคือ 1 และ 4 KJ / Kg · K ตามลำดับ แต่น้ำมีความหนาแน่นมากกว่าน้ำ 1,000 เท่าดังนั้นความจุความร้อนโดยปริมาตรจะแตกต่างกันโดยปัจจัย 4,000

ดังนั้นจึงเห็นได้ชัดว่าพลังงานที่สูญเสียไปจากการสูญเสียอากาศเมื่อคุณเปิดตู้เย็นนั้นค่อนข้างเล็กน้อยเมื่อเทียบกับงานที่ต้องใช้ในการระบายความร้อนด้วยน้ำปริมาณเท่ากัน

โดยปกติแล้วตู้เย็นจะใช้พลังงานเชิงกลประมาณ 1 หน่วยต่อพลังการทำความเย็น 3 หน่วย

ดังนั้นโดยรวมแล้วมีข้อดีเล็กน้อยในการลดปริมาตรของอากาศฟรีในตู้เย็น แต่มันก็คุ้มค่าที่จะทำเช่นนี้โดยเติมสิ่งที่คุณต้องการแช่เย็นหรือของแข็ง (หรือภาชนะหรือโฟม) ที่มีความจุความร้อนปริมาตรต่ำ .

สิ่งนี้ใช้ได้กับความสูญเสียจากการเปิดประตูเท่านั้นเมื่อเนื้อหาอยู่ในอุณหภูมิที่คงที่จะไม่มีความแตกต่างกับการใช้พลังงานที่เกิดขึ้นจริงโดยสมมติว่าปิดผนึกอย่างดีพอสมควร


0

มีหลายปัจจัยที่เล่นในสถานการณ์นี้:
รูปร่างของขวดและดัชนีฉนวนความร้อนของวัสดุ
2- วิธีวางขวดบนชั้นวาง: พวกเขาส่งเสริมกระแสอากาศหรือขัดขวางมัน
3 - ความถี่ในการเปิดประตูตู้เย็น
ดังที่หลายคนกล่าวไว้ว่าโหลดครั้งแรกเมื่ออุณหภูมิห้องเย็นลง แต่หลังจากจุดนั้นทุกอย่างอื่นเท่ากันมันเดือดลงสองกรณี; การแทรกซึมของความร้อนเข้าไปในตู้เย็นเนื่องจากการออกแบบและการผลิตและคุณสมบัติทางความร้อนของวัสดุในตู้เย็นโดยไม่ต้องใช้ขวดเมื่อเทียบกับการมีส่วนร่วมของขวดที่ทำหน้าที่เหมือนใบพัดหม้อน้ำเย็นทำให้กระแสของอากาศ ดังนั้นหากรูปทรงและการวางขวดไม่ได้กระตุ้นให้อากาศไหลเวียนเข้ามาง่ายมันจะช่วยประหยัดพลังงานได้เล็กน้อย
ท้ายที่สุดถ้าคุณเติมน้ำให้เต็มพื้นที่ด้วยการผ่านพลังงานเริ่มต้นการใช้พลังงานแบบเรื้อรังจะมีขนาดเล็กลง
เราสามารถดูตู้เย็นนี้เป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามของหอทำความเย็น ถ้าเราไม่ต้องการมีปฏิสัมพันธ์กับความร้อนกับอากาศรอบข้างเราทำให้มันยากโดยการวางขวดน้ำในวิธีที่จะป้องกันส่วนอื่น ๆ ของตู้เย็นจากการหมุนเวียนหรือการระบายอากาศ แนวคิดนี้ถูกใช้มานานหลายศตวรรษในสถาปัตยกรรมตะวันออกกลางเช่นเครื่องปรับอากาศแบบเฉื่อย


-2

น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นของขวดน้ำจะทำให้แพทช์สัมผัสระหว่างเท้าของตู้เย็นและพื้นเปลี่ยนรูปไปเล็กน้อยทำให้สัมผัสทางความร้อนระหว่างเท้าและพื้น (อุ่นขึ้น) ดังนั้นการเพิ่มขวดน้ำจะเพิ่มการสูญเสียความร้อนผ่านเท้าด้วยปริมาณที่น้อยจนไม่สามารถตรวจจับได้แม้กระทั่งเซ็นเซอร์ฟลักซ์ความร้อนที่ไวต่อความรู้สึกมากที่สุด

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.