空の冷蔵庫と水のボトルで満たされた冷蔵庫のエネルギー消費量の違い

私は約12本の水を持っています。冷蔵庫のエネルギー消費を最小限にしたい場合は、これらのボトルを冷蔵庫に入れるか、そのままにしておくべきですか？

冷蔵庫は、内部から外部に熱を送り込むことによって機能します。必要な仕事量は、内部に入る熱の量（および内部と外部の温度差）に比例します。

熱が内部に入る方法は2つあります。

• 暖かいものを冷蔵庫に入れます。
• 冷蔵庫の壁から漏れる熱。

暖かいボトルの水のボトルを冷蔵庫に入れると、その水の冷却に関連する一時的な負荷があります。しかし、いったん水が冷めると、冷蔵庫がしなければならない仕事にはそれ以上の影響はありません。

熱は、外部と内部の温度差に比例する割合で冷蔵庫に漏れます。この漏れは一定であり、冷蔵庫の内部にある可能性のあるオブジェクトの影響をまったく受けません。

したがって、冷蔵庫が空の場合は、冷蔵庫の電源を切るだけです。水を冷やしたい場合は、冷蔵庫の中に入れてそのままにしておきます。ただし、冷蔵庫の電源を頻繁にオフにしたりオンにしたりしないでください。冷蔵庫自体の内壁などの冷却に伴う大きな一時的な負荷があります。

また、ドアを開けるたびに、内部の冷たい空気の一部が外部からの暖かい空気と入れ替わります。これは小さな一時的な負荷でもありますが、ドアをたくさん開けていると、合計が大きくなる可能性があります。

冷蔵庫に未使用のスペースがある場合は、空気を残すよりも、何かを満たしておく方が良いでしょう。これは、ドアを開けるたびに部屋と交換される空気が少なくなるため、再び冷やすことが少なくなるためです。

冷蔵庫を開けないなら、それは問題ではありません。他の人がすでに指摘したように、水のボトルを冷蔵庫に入れるのは、1回限りのエネルギーコストです。冷めれば、エネルギーは不要になり、ドアが開いたときに失われる冷気の量が減ります。

ただし、実際にエネルギー使用量を減らした後、冷蔵庫に余分なスペースがある場合、長期的な最善の答えは、より小さな冷蔵庫を入手することです。あなたが寒さを保つために必要なものを保持するのにちょうど十分な大きさのものを入手してください。小型冷蔵庫では、コールドボックスの表面積が小さくなります。これは、すべてが安定した温度にあり、ドアが開かれていないときに熱が入る場所です。他のすべてが等しい場合、最小のコールドボックスの表面積を持つ冷蔵庫は、最小の電力で済みます。

もちろん、他のすべては同じではありません。冷却システムにはいくつかのコスト/パフォーマンス/寿命のトレードオフがありますが、ほとんどは断熱に関するものです。これはコストのトレードオフでもあるため、同じコールドボックスに対してモデルごとに異なる電力要件があります。少なくともここ米国では、販売者は冷蔵庫の電力消費量をリストする必要があります。あなたが必要とする最小サイズのコールドボックスを持っているものの中で最小の電力を必要とするものを探します。

電力消費を最小限に抑えるためにできるその他のこと：

1. ラジエーターに十分な換気があることを確認してください。冷却システムは、コールドボックスから冷蔵庫の外部に熱を移動させるヒートポンプです。ラジエーターはそれがその熱を取り除く場所です。ラジエーターへの空気の流れが遮断されている場合、ヒートポンプは同じ冷却のために、ハードウェアをより強く作動させる必要があります（ラジエーターをより高温にします）。これには電力がかかります。

   ラジエーターは通常、冷蔵庫の背面にある金属の「メッシュ」のようなものです。現代の冷蔵庫は、壁に向かって完全にバックアップされた状態で、空気が流れるための最小限のスペースがあるように設計されています。壁から少し外に出し、下部から空気が流れ込み、上部から簡単に空気が出るようにすることで問題が解決します。

2. ラジエーターを清潔に保ちます。ほこりは優れた断熱材であり、冷却システムが働き、排熱をほこりの層に押しやります。

3. できれば冷蔵庫をもっと冷たい場所に置いてください。ラジエーターの温度が低いほど、冷却システムの機能は低下します。

4. ドアが開いている時間を最小限に抑えます。出し入れするものがいくつかある場合は、ドアを1度開き、すべてをすばやく連続して動かしてから、ドアを閉じます。

これには2つの側面があります。

まず、冷蔵庫が空気以外のもので満たされていると、ドアを開けるたびに冷たい空気が逃げることに伴うエネルギーを節約できます。

ただし、冷蔵庫に水のボトルを入れると、室温での水1リットルには、空気の1リットルよりもはるかに多くの熱が含まれるため、冷蔵庫でそれらを冷却するのに相当する空気よりもはるかに多くの作業が必要になります。同じ温度なので、1リットルの空気よりも1リットルの水を冷却するために冷蔵庫から多くの作業が必要です。

ある時点でボトルを冷蔵庫に入れるつもりなら、冷蔵庫を個別に入れるのではなく、今すぐ冷蔵庫に入れる方が確かに良いです。しかし、実際に水を冷やす必要がない場合は、予備のスペースを空のボトルまたは発泡スチロールのブロックで満たすことをお勧めします。

これは、空気と水の相対的な比熱容量によるものです。空気と水の質量による比熱はそれぞれ1および4 KJ / Kg・Kですが、水は水の1000倍ほど密度が高いため、体積による熱容量は4,000倍異なります。

したがって、冷蔵庫を開けたときの空気の損失によって浪費されるエネルギーは、同じ量の水を冷却するために必要な仕事に比べてかなり取るに足らないことは明らかです。

通常、冷蔵庫は、3ユニットの冷却力ごとに約1ユニットの機械力を使用します。

したがって、全体的には冷蔵庫の自由空気の量を最小限に抑えることには小さな利点がありますが、とにかく冷蔵したいもの、または体積熱容量の低い固体（または容器や発泡体）で満たすだけの価値があります。 。

これはドアを開けたことによる損失にのみ当てはまりますが、内容物が安定した温度になると、それが適切に密封されていると仮定すると、実際にそこにあるもののエネルギー消費量に違いはありません。

このシナリオでは、多くの要因が影響します
。1-ボトルの形状とその材料の断熱指数。
2-ボトルを棚に置く方法：それらは気流を促進するか、それを妨げますか？
3-冷蔵庫のドアを開ける頻度。
多くの人が述べたように、室温のボトルが冷えるときに初期負荷があります。しかし、それ以降は、他のすべてが等しい場合、2つのケースが発生します。ボトルのない冷蔵庫の設計と製造の緊急性と材料の熱特性による冷蔵庫への熱の浸透と、一時的な空気の流れが周囲を洗い流す冷たいラジエーターの羽根のように機能するボトルの寄与。したがって、ボトルの形状と配置が入り込んだ空気を容易に循環させない場合、エネルギーの節約に少し役立ちます。
最終的に、利用可能なスペース全体を、最初のエネルギーのピックを過ぎて水で満たすと、エネルギーの慢性的な使用は少なくなります。
この冷蔵庫を冷却塔の裏返しとして見ることができます。周囲の空気と熱的に相互作用したくない場合は、冷蔵庫の他の部分を対流または換気から保護する方法で水のボトルを配置することにより、それを困難にします。このコンセプトは、中東の建築で何世紀にもわたって使用されてきました。たとえば、パッシブエアコンなどです。

水のボトルの追加重量により、冷蔵庫の足と床の間の接触パッチがわずかに変形し、足と（おそらく暖かい）床の間の熱接触が改善されます。したがって、ウォーターボトルを追加すると、足の熱損失が非常に少なくなるため、最も敏感な熱流束センサーでも検出できなくなります。