題:
空冰箱和裝滿水的冰箱之間的能耗差異
fronthem
2016-04-06 18:07:24 UTC
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我有大約12瓶水。如果要最大程度地減少冰箱的能耗,我應該將這些瓶子放在冰箱中還是將其丟棄?

此處簡短評論-我開始了更長的答案,但打了個電話-我可能會在某個時候添加它。將水倒入冰箱的瓶子中可能會稍微降低功耗,但不會大大降低正常功耗的百分比。能量損失率與溫度差成正比,而不與內容物的量成正比。但是,如果添加12升水,則會減少冰箱中的冷空氣量。當門打開時,較少的冷空氣將流失,較少的熱空氣將進入而需要在關閉門時進行冷卻。一個非常粗略的估計是,將需要少360焦耳的冷卻。
冰箱內的熱量更多,可能會對壓縮機的冷/怠速循環有輕微影響。 (在瓶子處於熱平衡狀態時,壓縮機啟動時可能會停留更長的時間,但在兩次循環之間會停留更長的時間,因為水的熱質量意味著通過隔熱層損失相同能量的冰箱內部溫度變化較小。)但是,IDK會對效率產生任何影響。
五 答案:
Dave Tweed
2016-04-06 19:21:19 UTC
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冰箱通過將熱量從內部輸送到外部來工作。它需要做的工作量與進入內部的熱量(以及內部和外部之間的溫差)成正比。

熱量有兩種進入內部的方式:

  • 將溫暖的物體放入冰箱。
  • 熱量從冰箱的壁漏出。

當您將一瓶溫水倒入冰箱時進入冰箱,有一個瞬變負載與冷卻水有關。但是,一旦水冷卻,就不會對冰箱必須完成的工作產生進一步的影響。

熱量以與溫度成比例的速率洩漏到冰箱中內部和外部之間的差異。這種洩漏是恆定的,並且不受冰箱內部任何物體的任何影響。

因此,如果冰箱是空的,則應將其關閉。如果您想讓水冷卻,則應將其放入冰箱中並放開。但是,您不應該經常打開和關閉冰箱-冷卻冰箱本身的內壁等會產生巨大的瞬態負載。

此外,每次打開門時,都會內部的冷空氣被外部的溫暖空氣取代。這也代表了一個小的瞬態負載,但是如果您開很多門,它可能會加起來。

這是一個很好的答案。有很多方法可以回答此類問題,但了解如何分析系統以及所涉及的能量流,對於將水瓶和冰箱的瑣碎問題應用到較少瑣碎的問題(與特定材料無關)至關重要空氣和水的性質。
關於打開門時的空氣變化的最後一部分,另一個答案指出,如果有更多空間裝滿水瓶,則會減少冰箱中打開門時可以改變的空氣量,因此,將要打開很多門,將瓶子放在那裡會減少每次可能進入的暖空氣量,並有助於保持低溫。但是,水俱有巨大的熱容量,因此,即使添加室溫的水,也可能比少量的空氣增加更多的熱量。
那熱輻射呢?
Chris Johns
2016-04-06 18:49:25 UTC
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這有兩個方面。

首先,如果冰箱中裝滿了除空氣以外的任何東西,那麼每次打開門時,您將節省與冷空氣逸出相關的能量。

但是,如果您將瓶裝水放入冰箱中,那麼與之相比,當室溫下每升水所含的熱量要多得多時,用冰箱來冷卻它們所需的工作要多得多。比在相同溫度下的一升空氣要多得多,因此冰箱冷卻一升水所需的工作要比一升空氣多。

如果您打算將瓶子放在冰箱中的某個位置,那麼現在最好將冰箱裝滿,而不要單獨放入。但是,如果您實際上不需要冷卻水,最好用空瓶或泡沫聚苯乙烯填充備用空間。

這是因為空氣和水的相對比熱容。空氣和水的質量比熱容分別為1 KJ / Kg·K和4 KJ / Kg·K,但是水的密度大約是水的1,000倍,因此體積的熱容相差4000倍。

因此,很明顯,與冷卻相同量的水所需的工作相比,打開冰箱時由於空氣損失而浪費的能源是微不足道的。

通常,每3單位製冷功率,冰箱將使用約1單位機械功率。

因此,總體上,將冰箱中的自由空氣最小化有一個小優勢,但這僅是通過向其中填充您想要冷藏的東西或固體(或容器或泡沫)來實現的。體積熱容量低。

這僅適用於打開門所造成的損失,一旦內含物處於穩定的溫度下,假設合理密封,則對實際消耗的能量沒有影響。

Olin Lathrop
2016-04-07 01:34:51 UTC
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如果您的冰箱中有未使用的空間,那麼最好在其中填充一些東西,而不要讓它晾乾。這是因為每次打開門時,與房間的空氣交換量都減少了,所以再次冷卻的次數也減少了。

如果您不打算打開冰箱,那就沒關係了。正如其他人已經指出的那樣,將水壺放在冰箱中代表著一次能源成本。一旦它們變冷,它們將不再消耗能量,並減少了門打開時損失的冷空氣量。

但是,如果您真正消耗的能量很少,並且冰箱中有多餘空間,最好的長期解決方案是購買更小的冰箱。買一個足夠大的東西來容納需要冷藏的東西。在較小的冰箱中,冷藏箱的表面積較小,這是當一切都處於穩定溫度且門未打開時熱量進入的地方。在其他條件相同的情況下,具有最小冷藏箱表面積的冰箱將需要最少的功率。

當然,其他條件都不相同。冷卻系統在成本/性能/壽命方面存在一些折衷,但主要與絕緣有關。這也是一個成本折衷,因此對於相同的冷藏箱,不同的型號具有不同的功率要求。至少在美國這裡,要求賣方列出冰箱的功耗數據。在具有所需最小尺寸冷盒的那些產品中,尋找功率最低的產品。

可以採取其他措施來最大程度地減少功耗: >確保散熱器通風良好。冷卻系統是一個熱泵,它將熱量從冷藏箱轉移到冰箱的外部。散熱器是消除熱量的地方。如果流向散熱器的氣流受阻,則熱泵必須更努力地工作(使散熱器更熱)以保持相同的冷卻效果。這會耗電。

散熱器通常是冰箱背面的金屬網狀物品。現代冰箱的設計使冰箱的所有氣流都保持在最小空間,而冰箱始終一直靠在牆上。將其從牆壁上稍微移出,並確保空氣可以在底部流入並在頂部容易排出。

  • 保持散熱器清潔。灰塵是一種很好的絕緣體,它將使冷卻系統更努力地將廢熱穿過灰塵層。

  • 如果可以的話,將冰箱放在較冷的地方。散熱器越冷,冷卻系統的工作強度就越小。

  • 使門打開的時間最少。如果您要搬進搬出幾件事,請打開門一次,​​快速依次移動所有物品,然後關上門。

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  • 我從來不明白為什麼人們會竭盡全力將冰箱藏在壁櫥和櫥櫃中。它只是阻礙線圈周圍的氣流,收集灰塵並減少磁鐵的不動產。
    kamran
    2016-04-12 05:46:05 UTC
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    在這種情況下,有許多因素起作用:
    1-瓶子的形狀及其材料的隔熱指數。
    2-如何將瓶子放在架子上:它們是促進氣流還是阻礙氣流。
    3-打開冰箱門的頻率。
    許多人提到,室溫瓶冷卻後會產生初始負荷。但在此之後,其他所有條件都相等,則歸結為兩種情況;由於設計和製造的需要以及沒有瓶子的冰箱的材料熱特性,熱量進入冰箱的滲透與瓶子的作用類似冷散熱器的葉片,使瞬態空氣流在其周圍被沖洗。因此,如果瓶子的形狀和位置不鼓勵進入的空氣輕鬆流通,則將有助於節省能源。
    最終,如果您在最初的能量選擇之後,在整個可用空間中都注滿水,那麼長期使用能量將會較小。
    我們可以把這款冰箱看成是冷卻塔的倒置。如果我們不想與周圍的空氣發生熱相互作用,可以通過將水瓶放置在一定的位置上,以使冰箱的其他部分免受對流或通風的影響而使其變得困難。這個概念已經在中東建築中使用了多個世紀,例如被動空調。

    Carlton
    2016-04-06 20:19:47 UTC
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    水瓶的增加重量將導致冰箱支腳和地板之間的接觸貼片變形過小,從而使支腳和(可能較溫暖的)地板之間具有更好的熱接觸。因此,添加水瓶會使腳部的熱量損失增加的量很小,即使是最靈敏的熱通量傳感器也無法檢測到。



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