Buzdolabını / dondurucuyu dolu tutmak enerji verimliliğine önemli ölçüde yardımcı olur mu?

Bu, sık sık karşılaştığım ifadelerden biri, ancak bunu destekleyecek hiçbir kanıt görmedim. Tavsiye genellikle, buzdolabınız / dondurucunuz nispeten boşsa, bir şeyler eklemeniz gerektiğini (örneğin, su şişeleri) söylemek için daha da ileri gider.

Bu tür ifadeler de burada, bu soruya , bu soruya , bu soruya ve son olarak bu soruya verilen cevaplarda olduğu gibi ortaya çıktı .

Bazı durumlarda bazı küçük enerji tasarrufları olabileceğini varsayıyorum, ancak gerçekten önemsemek önemli mi? Ayrıca, örneğin buzdolabını doldurmak için su (veya başka şeyler) soğutmak veya dondurmak için kaybedilen enerjiyi dengelemek yeterli midir?

Not: Kendi araştırmalarımdan bazılarını yapıyordum ve bunu soruya gönderecektim, ancak aşağıda bir cevapta bulduğum şeyi sağlamanın daha uygun olacağını düşünüyorum. Bununla birlikte, herhangi birinin farklı bir cevap veren güvenilir kaynaklara sahip olması (ve tercihen onu yedeklemek için gerçek ölçümler veya çalışmalar) varsa, çok ilgileniyorum.

DÜZENLEME: Yanıtımı yazdıktan sonra, sadece buldum bu Cecil Adams kuvvetle tam buzdolabı hipotezi lehine savunuyor nerede. Cecil'e nadiren katılmıyorum ve atıf yapılmamasına rağmen bir dizi çalışmaya atıfta bulunuyor. Birisinin bu çalışmaların bazılarına işaret edip edemeyeceğini merak ediyorum.

Özet Burada bir şey eksik olmadıkça veya buzdolabınızla çok garip şeyler yapmazsanız, buzdolabınızı / dondurucunuzu dolu tutarak yılda en fazla birkaç dolar tasarruf edersiniz. Dahası, buzdolabını / dondurucu alanını doldurmak için su (veya başka şeyler) doldurmak, orada çok uzun süre saklanmadıkça sizi hiç kurtaramaz, çünkü suyu soğutmak için çok fazla enerji harcar ilk başta.

Bunu yapmak için geçerli nedenler vardır :

• kesintili elektrik kesintilerinden kurtulmanız gerekiyorsa (TFD notları gibi), buzdolabında çok fazla buz veya yiyecek olması daha uzun süre serin tutacaktır
• Buzdolabında / dondurucuda daha fazla miktarda yiyecek, yeni yiyeceklerin daha hızlı soğutulmasını veya dondurulmasını kolaylaştırabilir, bu da bazen gıda güvenliğine / korunmasına yardımcı olabilir
• benzer şekilde, daha fazla gıdaya sahip olmak, kapıyı sık sık açarken küçük sıcaklık dalgalanmalarını en aza indirmeye yardımcı olabilir, yine de bazı durumlarda gıda güvenliği / kalitesine yardımcı olabilir
• Düzgün olmayan bir şekilde soğuyan veya iyi yalıtılmış olmayan çok verimsiz bir buzdolabınız varsa, daha fazla yiyeceğe sahip olmak, açık ve kapalı olarak çok fazla döngüyü önleyecektir (bir buzdolabının çok dolu ambalajlanması da doğru şekilde dönmesini engelleyebilir)

Bunların hepsi, buzdolabını biraz daha dolu tutmak için hafif bir tercihe sahip olmak için belki de iyi nedenlerdir. Ancak, enerji perspektifinden bakıldığında, buzdolabınızı kasıtlı olarak fazla yiyecek / su ile doldurmak için bir gerekçe yoktur , çünkü herhangi bir katı veya sıvıyı soğutmak için gereken enerji genellikle çok, havayı soğutmak için gereken miktarın çok fazladır.

Ayrıca, ana endişeniz kapı açıkken buzdolabının "düşmesi" ise, içinde sadece hava olan boş kaplarla doldurmanızı öneririm . Bu aşırı soğuk havayı kaybetmemeniz, ancak ihtiyacınız olmayan bir sıvıyı soğutmak için enerji harcaması olmadan size fayda sağlayacaktır. (Ama yine de, olası fayda muhtemelen yılda en fazla birkaç dolar.)

Detaylar aşağıda.

Bazı güvenilir istatistikler aramaya çalıştım ve bu iddiayı ortaya koyan birçok, çok kaynak bulsam da, genellikle enerji tasarrufu ile ilgili gerçek sayıları, hatta uygulamanın mantığını desteklemek için teorik bir hesaplama görmüyorum.

Aslında, bazen gibi "efsaneleri" enerji gruplarının listeleri, görünmesini görünüyor burada :

1. MİT: Buzdolabınızı dolu tutarak, çabucak kapatıp bobinleri düzenli olarak temizleyerek enerji tasarrufu yapabilirsiniz.

Aslında, bu eylemlerin üçü de sıkıntıya değmez. Balsnik tarafından yapılan çalışmada bulundu:

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.

Veya bu belgeden (ultra düşük sıcaklık dondurucularının verimliliğinde):

ŞEHİR EFSANESİ? Dolu bir dondurucunun çalışması daha az enerji gerektirir:Bu fikrin göze çarpan bir nedeni, termal kütlenin ısınmasının daha uzun sürmesi, bu nedenle kompresörün çok çalışmak zorunda olmamasıdır. Bir düşünün: içeriklerin ısınması daha uzun sürerken, soğuması da daha uzun sürer, böylece kompresör her gün olduğu kadar çalışır. Duvar kalınlığı ve conta bütünlüğünün temel yalıtım faktörleri dolu veya boş bir dondurucu ile değişmez, o zaman neden ısı transferinde fark yaratmalı? Çevrim frekansı düşerken, döngü süresi artacaktır. Kabine giren ısı değişmez. Her kompresör çevriminin başlangıcında nominal bir güç artışı vardır, bu nedenle daha fazla döngü, enerji kullanımını biraz artırabilir. Veriler geniş çapta paylaşılmamıştır, bu nedenle şimdilik kentsel efsane statüsünde kalmaktadır.

Bu son referansın mantığı, açılmamış bir dondurucunun / buzdolabının dolduğunda daha verimli olup olmayacağı sorusunu ele almaktadır (bazen iddia edildiği gibi - buzdolabının bir şekilde "daha az çalışmak zorunda kalacağı"). Açıkçası, bu alıntıda belirtildiği gibi, bu pek mantıklı değil.

Ancak, bunu doğru bir şekilde değerlendirmek için , buzdolabını / dondurucuyu açtığınızda ne olacağını dikkate almamız gerekir . İşte bir dizi testi deneyen bir enerji tasarrufu grubunun raporu (çeşitli süreler için kapıyı açmak dahil). Buzdolabının üst dondurucu modellerinin dolduğunda daha az enerji kullandıkları sonucuna varmışlardır , ancak analizlerinde ilk etapta ekstra yiyecekleri soğutmak için gereken ek enerjiyi içermediğini belirtmişlerdir . Ama bir kez yemek serin ve buzdolabı dolu olduğunda, bazıüst dondurucular için enerji faydası. (Grafiklerinin sayıları olmadığı için ne kadar bilinmemektedir.) Diğer dondurucu modelleri için testlerin sonuçları karıştırıldı, bu nedenle boş ve dolu bir buzdolabının açık bir yararı yoktu. Sonuç olarak: "Bu yüzden tavsiyemiz buzdolabını tam tutmak konusunda endişelenmemek ve daha çok kapıyı kapalı tutmaya odaklanmaktır."

Buzdolabı açılması ile ilgili teorik bir bakış için, bazı makul varsayımları deneyelim:

ABD'de ortalama buzdolabı boyutu 20 ft civarındadır ³ . Biz buzdolabı dolu değildir ve kapı açıldığında havanın yarısı oda sıcaklığında hava ile değiştirilir olduğunu varsayarsak, yaklaşık 10 ft olacağını ³ ya da 0.28 m yaklaşık ³ .

Da istatistikler kullanılarak burada biz soğutma o 10 ft bu hesaplayabilir ³ havanın aşağı, 20 ° C (örneğin, "oda sıcaklığı" ila 25 ° C ila yaklaşık 5 ° C) ile enerji 6.8 kJ veya 0.0019 kWh gerektirecektir . Benzer büyüklükteki bir dondurucu için, havanın sıcaklığının 20 ° C yerine yaklaşık 40 ° C düşürülmesi gerekecektir, bu nedenle bu sayılar iki katına çıkacaktır.

Buzdolabı kapısını günde 20 kez açarsak, yılda 10 ft ³ boş alana sahip bir buzdolabı için yaklaşık 13,8 kWh veya benzer miktarda boş alana sahip bir dondurucu için 27,5 kWh ekleyecek . Yukarıdaki ilk teklifteki istatistikler, tüm buzdolabı kapı açıklıkları için 50 kWh / yıl tahmin ediyor, bu nedenle sayılar doğru basketbol sahasında görünüyor. Temel olarak, buzdolabını açmak için her yıl enerji kaybında birkaç dolara mal oluyor.

Şimdi, bunun yerine 10 ft olduğunu yukarı yerleştirildiğini düşünün ³ su yerine hava ile. (Bu gülünç büyük miktarda su, ancak işgal edilen hacmi bir karşılaştırma için aynı tutmak için kullanıyorum.)

Suyu oda sıcaklığından soğutmak için gereken enerji miktarı, bu rakamlardan benzer şekilde hesaplanabilir . 10 ft Soğutma ³ 20 oranında su ° C'de yaklaşık 23.000 kJ gerektirecektir. 25 ° C'den -15 ° C'ye kadar dondurulması yaklaşık 120.000 kJ gerektirir. (Bu sayı, sıvı suyu katı buza dönüştürmek için gereken aşırı enerji nedeniyle önemli ölçüde daha yüksektir.) Büyük miktarlarda su eklemenin etkisi, yukarıda belirtilen çalışmada 150 lbs ilave edildiğinde açıkça gösterilmiştir . oda sıcaklığındaki su, buzdolabının yaklaşık 65 ° F'ye yükselmesine ve normal sıcaklığa dönmesi neredeyse bir buçuk gün sürmesine neden oldu.

Bu numaraları daha kullanışlı bir forma sokmak için:

• Aynı hacimdeki suyu soğutmak için harcanan enerji miktarını "ödemek" için buzdolabındaki havayı yaklaşık 3500 kez soğutmanız gerekir.

• Aynı hacimde suyun dondurulmasında harcanan enerji miktarını "ödemek" için dondurucudaki havayı yaklaşık 9000 kez soğutmanız gerekir.

GÜNCELLEME: Joe yorumlarda haklı olarak belirttiği gibi, hesaplamaları basitleştirmek için burada kuru hava olduğunu varsaydım. Ancak gerçek mutfak havası nemli olacak ve etkisi önemsiz değildir. (Hatanın% 50'den az olacağını varsayıyordum, ancak makul varsayımlar altında, mutfak neminize ve buzdolabınızın ne kadar nemli olduğuna bağlı olarak muhtemelen 1.5-3 faktörü kapalı.)

Her neyse, mutfakta 25 ° C'de% 50 bağıl nem ile başladığımızı ve buzdolabında 5 ° C'ye ve dondurucuda -15 ° C'ye soğuduğunu ve bu sıcaklıklarda% 50 bağıl nemi koruduğumuzu varsayarsak (Açıkçası su buharının çıkarılmasını gerektirir), bazı güncellenmiş istatistikler:

- Aynı hacimdeki suyu soğutmak için harcanan enerji miktarını "ödemek" için buzdolabındaki havayı yaklaşık 1800 kez soğutmanız gerekir.

- Aynı hacimde suyun dondurulmasında harcanan enerji miktarını “ödemek” için dondurucudaki havayı yaklaşık 5500 kez soğutmanız gerekir.

[Ayrıntılar için aşağıdaki hesaplamalara bakın.]

Temel olarak, buzdolabınızı ne sıklıkta açtığınıza ve oda sıcaklığına bağlı olarak, herhangi bir enerji tasarrufu görmeden önce muhtemelen en az birkaç ay boyunca suyu soğutmanız gerekecektir. Enerji tasarrufu elde etmek için muhtemelen (aynı) suyu en az bir yıl boyunca dondurmanız gerekir. O zaman bile, makul miktarlarda su (örneğin, birkaç galon) için, yılda birkaç dolardan fazla enerji maliyetinden (ve muhtemelen daha az) tasarruf etmeniz olası değildir.

Tam buzdolapları hakkında son bir not: yılda birkaç sent tam bir buzdolabıyla kurtarmayı başardığınızı varsayarsak, pratik deneyimim bana buzdolabı dolu olduğunda kapıyı neredeyse boş olduğundan daha uzun süre açık tuttuğumu söylüyor. Arkaya bir şeyler almak için eşyaları hareket ettirmeniz veya geçici olarak çıkarmanız gerekir. Peki bu teorik tasarruflar gerçekten gerçekleşebilir mi? Bilmiyorum.

İlgilenenler için, işte yukarıdaki hesaplamalar için "iş". I 10 ft arasında bir hacme kabul ³ = ~ 0.28 m ³ . Burada bir "ballpark" figürü elde etmek için çeşitli yaklaşımların kullanıldığına dikkat edin - özellikle, yoğunlukların ve özgül ısıların sıcaklık aralığı üzerinde sabit olduğu varsayılmıştır, bu da hava hesaplamaları için% 5-10 hata oluşturabilir ve çok daha az su hesaplamaları için.

(1) Havayı 20 ° C soğutma

• 0.28 m, ³ 1.205 kg / m hava x yoğunluğu ³ 20 ° C 'de tablo = 0.337 kg
• 0.337 kg × 20 ° C [20 K ile aynı] × 1.005 kJ / (kg K) özgül ısı = 6.8 kJ
• 6,8 kJ ÷ 3600 = 0,0019 kWh

(2) Havanın 40 ° C ile soğutulması (kuru)

• Başlangıçtaki havanın ağırlığı
• 0.337 kg × 40 ° C × 1.005 kJ / (kg K) = 13.6 kJ

(3) Soğutma suyu 25 ° C ila 5 ° C

• 0.28 m aynı hacim ³
• 0.28 m, ³ x yaklaşık 1000 yoğunluğu kg / ³ = 280 kg
• 280 kg × 20 ° C × tablodan özgül ısı 4,18 kJ / (kg K) = 23400 kJ
• NOT: Açıkçası bir ev buzdolabı ~ 600 lbs ile dolduramaz ve doldurmamalıdır. fakat aynı hacimlerde, karşılaştırılabilir hacimler için gereken enerjiyi yapmak için kullandım, çünkü havanın eşdeğer miktarda su ile değiştirilmesinin bir fark yaratacağı iddia ediliyor .

(4) Soğutma suyu 25 ° C ila -15 ° C

• Buz sudan daha az yoğundur, bu nedenle 10 m ^ 3'lük bir nihai hacim elde etmek için daha az su ile başlamalıyız.
• 0.28 m, ³ x 916.8 buz yoğunluğu kg / ³ = 256 kg
• 0C'ye soğut: 256 kg × 25 ° C × özgül ısı 4.18 kJ / (kg K) = 26800 kJ
• Donma: 256 kg × donma ısısı 334 kJ / kg = 85700 kJ
• -15 ° C'ye kadar soğuk buz: 256 kg × 15 ° C × özgül buz ısısı 2.108 kJ / (kg K) = 8100 kJ
• Toplam soğutma enerjisi: 120.700 kJ

(5) Buzdolabında benzer miktarda suyun havaya soğutulması = 23400 kJ ÷ 6.78 kJ = yaklaşık 3450 kat daha fazla

(6) Dondurucuda benzer miktarda suyun havaya soğutulması = 120700 kJ ÷ 13,6 kJ = yaklaşık 8900 kat daha fazla

(7)% 50 bağıl nemde 20 ° C soğutma havası:

• Mollier diyagramından havadaki su buharının ağırlık fraksiyonlarını% 50 nemde alıyoruz . Burada 0.5 neme sahip x, 25 ° C'de yaklaşık 0.0098 kg / kg ve 5 ° C'de yaklaşık 0.0026 kg / kg'dir.
• Daha sonra Joe'nun buradaki bağlantısında bulunan nemli havanın entalpisinin (H) hesaplanmasını takip ediyoruz .
• 25 ° C'de: 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
• 5 ° C'de: 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 (entalpi değişikliği) = 50,1 - 11,6 = 38,5 kJ / kg
• Nemli hava biraz kuru havadan daha az yoğun olan,: rakamları kullanılarak burada , nemli hava 1.199 kg / yaklaşık ³ 20 ° C de.
• 0.28 m hacmi varsayımı üzerine kullanılarak havanın kütle ³ 0.336 kg
• Soğuması gereken enerji = entalpi değişimi × kütle = 38.5 kJ / kg × 0.336 kg = 12.9 kJ
• Buradaki çeşitli sayıların sıcaklık değişimine göre biraz değişebileceğini unutmayın, ancak Joe'nun bağlantısında olduğu gibi, son cevabı yüzde birkaçdan fazla etkilemeyecek kadar sabit olduklarını varsayabiliriz.

(8) Dondurucuda 25 ° C ile -15 ° C arasında soğutma havası

• Yukarıda bağlantılı Mollier diyagramını kullanarak, -15 ° C'de% 50 nem için yaklaşık 0.00055 kg / kg ağırlık oranı elde ederiz.
• Yukarıdakine benzer hesaplamalar kullanın
• -15 ° C'de H = -13.7 kJ / kg
• delta H, 25 ° C ila -15 ° C = 63,8 kJ / kg
• kütle ve yoğunluğu yukarıdaki gibi kullanarak, soğutmak için gereken toplam enerji = 21.4 kJ

(9) Yukarıdaki oranları, buzdolabında eşdeğer miktarda suyu soğutmak için 1800 kat daha fazla enerji ve dondurmak için 5600 kat daha fazla enerji ile hesaplıyoruz.

(10) Bağıl nem hem mutfakta hem de buzdolabında değişebilir, bu nedenle bu hesaplamalar yalnızca bir basketbol sahası figürü olarak alınmalıdır, belki de aşırı durumlarda her iki yönde de 2-3 faktör kadar değişebilir. Ne olursa olsun, nemli havayı bile soğutmak için gereken enerji miktarı, herhangi bir sıvı veya katı gıdayı soğutmak için gerekli olan enerjiye kıyasla önemsizdir .

Bir kenar kasa, buzdolabınız için kontrollü bir güç planındaysanız veya akıllı bir güç ölçer ve buzdolabınız (her ikisi de çok nadir)

Bu planlarla paradan tasarruf edebilirsiniz, ancak doğrudan güçten tasarruf edemezsiniz, sadece ülkenizi verimsiz tepe güç üretiminden kurtarıyorsunuz

Buzdolabınız için güç olmadan uzun saatler geçebilir, bu nedenle iyi stoklanmış bir buzdolabı veya dondurucu daha az sıcaklık salınımına sahip olacak ve bu da gıda korumasını artırabilir

Birçok faktör var. İnsanların nadiren dikkate aldığı faktörlerden biri kitledir . Aşağıda sadece bu faktörü düşünüyorum. Açık kapılar gibi diğer faktörlerin, özellikle kümülatif olarak değerlendirildiğinde daha büyük etkileri olabilir. Bilmiyorum.

Oda sıcaklığında bir şişe suyu on şişe dondurulmuş suyla dondurucuya koyarsam, yeni şişenin sıcaklığı boş bir dondurucudan çok daha hızlı düşer, çünkü zaten daha fazla soğuk kütle vardır. Ancak bunun bir maliyeti vardır; dondurulmuş şişelerin sıcaklığı, ısı transferine doğrudan bir ilişkide artacaktır. Soğutma ünitesi, on şişenin sıcaklığını doğru sıcaklıklarına döndürmek için enerji kullanmalıdır. Evet, daha hızlı donuyoruz. Ancak hayır, sadece bu faktöre dayanarak, bu dondurmayı yapmak için harcanan enerjimiz daha az değildir.

Bir soğutma ünitesinin temel işlevi, içeride ve dışarıda bir ısı farkını korumaktır . Daha düşük bir sıcaklıkta tutulması gereken kütle ne kadar büyük olursa, bunu yapmak için gereken enerji miktarı da o kadar büyük olur. Hava çok az kütleye sahiptir, sıcaklığını değiştirmek için çok az enerji gerekir. Buna karşılık, bir su şişesi çok daha büyük bir kütleye sahiptir ve bir ısı farkını korumak için çok daha fazla enerji gerekecektir.

Bunun bir nedeni, enerji sabit bir sıcaklık için soğutma birimi dış ortam sıcaklığına ısı transferi ve istenilen iç (soğuk ters yönde dışarı sızan olarak da bu düşünebilir) ait korumak için gereklidir. Aksi halde kapalı bir dondurucu gerek asla herhangi onu sıcaklık ayarını ulaştı kez, elektrik.

-20 ° C'de tutulan boş bir dondurucunun içeriği çok düşük bir kütleye sahipken, su şişeleri ile doldurulmuş bir dondurucunun içeriği çok daha yüksek bir kütleye sahiptir. Tam dondurucu aslında sıcaklık aynı olsa bile içeride "daha soğuk" olur. Dışa daha fazla soğuk kaybeder ve soğuk tutmak için daha fazla enerjiye ihtiyaç vardır.

Bu nedenle, yalnızca soğuk kaybı faktörüne dayanarak , tam bir dondurucunun daha fazla elektriğe ihtiyacı vardır.

Bu tek faktörün ne kadar önemli olduğu, dondurucunun ısı kalkanının verimliliği, ortam sıcaklığı (oda sıcaklığı 30 ° C'den 16 ° C ise daha az ısı transferi), ısı bobinlerinin havalandırılması vb.

Bunun diğer faktörlerle etkileşimi oldukça karmaşık bir çok faktörlü denklem yaratır ve cevabın her soğutma ünitesi ve her kullanım için aynı olmayacağından şüpheleniyorum.

Tüm bu hesaplamalar, sağduyulu düz bir bit yerine. Hava dörtte bir su termal kapasitesine sahiptir. Bu, her dereceye kadar suyu soğutmak için havadan 4 kat daha fazla buzdolabı enerjisi gerektiriyor. Su sıcak bir odadaysa (veya açık bir buzdolabı kapısına maruz kalırsa), ısınması havadan dört kat daha uzun sürer. Enerji verimliliği ve diğer ezoterik terimler hakkında konuşmayı bırakın. boş. Yani "verimli" kelimesini unutun ve "en iyi" ile değiştirin. Temel olarak bir buzdolabının iyi çalışması için, diğer bir deyişle sıcaklığın mümkün olduğunca az değişmesi için, dolu tutun. Hikayenin sonu.

Ayrıca dikkate alınmayan bir faktör daha vardır. Buzdolabındaki su / buz, kapı kapandığında içerideki havayı daha hızlı soğutur, bu da her olaydan sonra kompresörün gerektirdiği işi azaltır. Bu nedenle, buzdolabı bir kar fırtınasından sonra toplanan buzla doldurulursa, kapının açılmasından kaynaklanan güç tüketimini azaltacaktır ve oda sıcaklığında su 150 lbs soğutma gideri asla oluşmayacaktır. Herkesin tam bir buzdolabının boş bir buzdolabına karşı ne kadar enerji gerektirdiğini tahmin etmesine rağmen, bana göre bu değerler, bir güç tüketimi temeli oluşturmak için kapı kapalı kalırken alın ve oradan gidin.

Daha verimli çalışmasını sağlamak veya para tasarrufu yapmak için buzdolabındaki boş alanı doldurmak doğru değildir. Bu şekilde düşünün, yarı kamyon sürüyorsanız, dolu veya boş çalışmak daha ucuz mu? Boş alan veya tam alan aynı buzdolabında soğutulacaktır, boş alanı (hava) soğutmak çok daha ucuzdur. Bu kadar basit.