Unterschied im Energieverbrauch zwischen leerem Kühlschrank und mit Wasserflaschen gefülltem Kühlschrank

Ich habe ungefähr 12 Flaschen Wasser. Wenn ich den Energieverbrauch meines Kühlschranks minimieren möchte, sollte ich diese Flaschen in den Kühlschrank stellen oder weglassen?

Der Kühlschrank pumpt Wärme von innen nach außen. Der Arbeitsaufwand ist proportional zur Wärmemenge, die in den Innenraum gelangt (und auch zum Temperaturunterschied zwischen Innen- und Außenbereich).

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie Wärme in den Innenraum gelangt:

• Warme Gegenstände in den Kühlschrank stellen.
• Hitze tritt durch die Wände des Kühlschranks aus.

Wenn Sie eine warme Flasche Wasser in den Kühlschrank stellen, ist eine vorübergehende Belastung mit dem Abkühlen des Wassers verbunden. Sobald das Wasser abgekühlt ist, hat es jedoch keine weiteren Auswirkungen auf die Arbeit, die der Kühlschrank ausführen muss.

Wärme tritt mit einer Geschwindigkeit in den Kühlschrank aus, die proportional zum Temperaturunterschied zwischen außen und innen ist. Diese Leckage ist konstant und wird in keiner Weise von Gegenständen beeinflusst, die sich möglicherweise im Kühlschrank befinden.

Wenn der Kühlschrank leer ist, sollten Sie ihn daher einfach ausschalten. Wenn Sie das Wasser abkühlen lassen möchten, sollten Sie es in den Kühlschrank stellen und anlassen. Sie sollten den Kühlschrank jedoch nicht häufig aus- und wieder einschalten - mit dem Abkühlen der Innenwände usw. des Kühlschranks selbst ist eine große vorübergehende Belastung verbunden.

Außerdem wird bei jedem Öffnen der Tür ein Teil der kühlen Luft im Inneren durch warme Luft von außen ersetzt. Dies stellt auch eine kleine vorübergehende Last dar, aber wenn Sie die Tür häufig öffnen, kann sich dies summieren.

Wenn Sie nicht genutzten Platz im Kühlschrank haben, ist es besser, ihn mit etwas zu füllen, als ihn an der Luft zu lassen. Dies liegt daran, dass jedes Mal, wenn Sie die Tür öffnen, weniger Luft mit dem Raum ausgetauscht wird, sodass weniger wieder abgekühlt werden muss.

Wenn Sie den Kühlschrank nicht öffnen, spielt es keine Rolle. Wie andere bereits betont haben, bedeutet das Einlegen der Wasserflaschen in den Kühlschrank einmalige Energiekosten. Sobald sie kalt sind, kosten sie keine weitere Energie und reduzieren das Volumen der kalten Luft, die beim Öffnen der Tür verloren geht.

Wenn Sie jedoch wirklich weniger Energie verbrauchen und zu viel Platz im Kühlschrank haben, ist die beste langfristige Antwort, einen kleineren Kühlschrank zu kaufen. Holen Sie sich eine, die gerade groß genug ist, um das aufzunehmen, was Sie brauchen, um kalt zu bleiben. In kleineren Kühlschränken hat die Kühlbox eine kleinere Oberfläche. Hier kommt Wärme herein, wenn alles eine konstante Temperatur hat und die Tür nicht geöffnet wird. Wenn alles andere gleich ist, benötigt der Kühlschrank mit der kleinsten Kühlboxoberfläche die geringste Leistung.

Natürlich ist alles andere nicht gleich. Es gibt einige Kompromisse zwischen Kosten, Leistung und Langlebigkeit im Kühlsystem, aber hauptsächlich geht es um die Isolierung. Dies ist auch ein Kostenkompromiss, sodass unterschiedliche Modelle unterschiedliche Leistungsanforderungen für dieselbe Kühlbox haben. Zumindest hier in den USA müssen Verkäufer die Stromverbrauchswerte für Kühlschränke angeben. Suchen Sie nach demjenigen, der die geringste Leistung benötigt und über die Kühlbox mit der Mindestgröße verfügt, die Sie benötigen.

Andere Dinge, die Sie tun können, um den Stromverbrauch zu minimieren:

1. Stellen Sie sicher, dass der Kühler gut belüftet ist. Das Kühlsystem ist eine Wärmepumpe, die Wärme von der Kühlbox zur Außenseite des Kühlschranks befördert. Im Heizkörper wird diese Wärme abgeführt. Wenn der Luftstrom zum Kühler blockiert ist, muss die Wärmepumpe bei gleicher Kühlung härter arbeiten (den Kühler heißer machen). Das kostet Strom.

   Der Kühler ist normalerweise ein Metallgitter auf der Rückseite des Kühlschranks. Moderne Kühlschränke sind so konzipiert, dass nur ein minimaler Raum für den Luftstrom vorhanden ist, wobei der Kühlschrank vollständig gegen die Wand gesichert ist. Wenn Sie es ein wenig aus der Wand herausbewegen und sicherstellen, dass die Luft unten einströmen und oben leicht austreten kann, kann dies hilfreich sein.

2. Halten Sie den Kühler sauber. Staub ist ein guter Isolator, wodurch das Kühlsystem härter arbeitet, um die Abgaswärme durch die Staubschicht zu drücken.

3. Stellen Sie den Kühlschrank an einen kälteren Ort, wenn Sie können. Je kälter der Kühler ist, desto weniger hart muss das Kühlsystem arbeiten.

4. Minimieren Sie die Zeit, in der die Tür geöffnet ist. Wenn Sie mehrere Dinge ein- und ausziehen müssen, öffnen Sie die Tür einmal, bewegen Sie alles schnell hintereinander und schließen Sie die Tür.

Dies hat zwei Aspekte.

Wenn Ihr Kühlschrank mit etwas anderem als Luft gefüllt ist, sparen Sie zuerst die Energie, die mit dem Entweichen kalter Luft verbunden ist, wenn Sie die Tür öffnen.

Wenn Sie jedoch Flaschen Wasser in Ihren Kühlschrank stellen, benötigt der Kühlschrank viel mehr Arbeit, um sie abzukühlen, als das entsprechende Luftvolumen, da ein Liter Wasser bei Raumtemperatur viel mehr Wärme enthält als ein Liter Luft am Kühlschrank Dieselbe Temperatur, sodass mehr Arbeit aus dem Kühlschrank erforderlich ist, um einen Liter Wasser als einen Liter Luft zu kühlen.

Wenn Sie beabsichtigen, die Flaschen irgendwann in den Kühlschrank zu stellen, ist es sicherlich besser, den Kühlschrank jetzt zu füllen, als sie einzeln einzulegen. Aber wenn Sie das Wasser nicht wirklich brauchen, um jemals kühl zu sein, ist es besser, den freien Raum mit einer leeren Flasche oder Styroporblöcken zu füllen.

Dies liegt an den relativen spezifischen Wärmekapazitäten von Luft und Wasser. Die spezifischen Wärmekapazitäten von Luft und Wasser nach Masse betragen 1 bzw. 4 KJ / Kg · K, aber Wasser ist etwa 1000-mal dichter als Wasser, so dass sich die Wärmekapazitäten nach Volumen um den Faktor 4.000 unterscheiden.

Es ist also offensichtlich, dass die Energie, die durch Luftverlust beim Öffnen des Kühlschranks verschwendet wird, im Vergleich zu der Arbeit, die zum Kühlen des gleichen Wasservolumens erforderlich ist, ziemlich trivial ist.

Normalerweise verbraucht ein Kühlschrank ungefähr 1 Einheit mechanische Leistung pro 3 Einheiten Kühlleistung.

Insgesamt besteht also ein kleiner Vorteil darin, das Volumen der freien Luft in einem Kühlschrank zu minimieren. Es lohnt sich jedoch, dies nur zu tun, indem Sie es mit Dingen füllen, die Sie ohnehin kühlen möchten, oder mit Feststoffen (oder Behältern oder Schäumen), die eine geringe volumetrische Wärmekapazität haben .

Dies gilt jedoch nur für Verluste beim Öffnen der Tür. Sobald der Inhalt eine stabile Temperatur hat, spielt es keine Rolle für den Energieverbrauch, was tatsächlich darin enthalten ist, vorausgesetzt, er ist einigermaßen gut abgedichtet.

In diesem Szenario spielen viele Faktoren eine Rolle: 1.
Die Form der Flaschen und ihr Materialwärmeisolationsindex.
2-wie Sie die Flaschen in die Regale stellen: Fördern sie den Luftstrom oder behindern sie ihn?
3- die Häufigkeit des Öffnens der Kühlschranktür.
Wie viele erwähnt haben, gibt es eine anfängliche Belastung, wenn Flaschen mit Raumtemperatur abkühlen. aber nach diesem Punkt, wenn alles andere gleich ist, läuft es auf zwei Fälle hinaus; Eindringen von Wärme in den Kühlschrank aufgrund von Konstruktions- und Herstellungserfordernissen und thermischen Materialeigenschaften des Kühlschranks ohne Flaschen im Vergleich zum Beitrag von Flaschen, die wie die Flügel eines kalten Heizkörpers wirken und den Strom transienter Luft um ihn herum spülen lassen. Wenn die Form und Platzierung der Flaschen die Luftzirkulation nicht leicht fördert, kann dies ein wenig Energie sparen.
Wenn Sie den gesamten verfügbaren Raum nach der ersten Energieauswahl mit Wasser füllen, ist der chronische Energieverbrauch letztendlich geringer.
Wir könnten diesen Kühlschrank als Umkehrung eines Kühlturms betrachten. Wenn wir nicht thermisch mit der Umgebungsluft interagieren möchten, machen wir es uns schwer, indem wir die Wasserflaschen so platzieren, dass die anderen Teile des Kühlschranks vor Konvektion oder Belüftung geschützt sind. Dieses Konzept wird seit Jahrhunderten in der Architektur des Nahen Ostens verwendet, z. B. in der passiven Klimaanlage.

Das zusätzliche Gewicht der Wasserflaschen führt dazu, dass sich die Kontaktfläche zwischen den Füßen des Kühlschranks und dem Boden geringfügig verformt, wodurch ein besserer Wärmekontakt zwischen den Füßen und dem (vermutlich wärmeren) Boden hergestellt wird. Daher erhöht die Zugabe der Wasserflaschen den Wärmeverlust durch die Füße um einen Betrag, der so gering ist, dass er selbst von den empfindlichsten Wärmeflusssensoren nicht erkannt werden kann.