Diferencia en el consumo de energía entre el refrigerador vacío y el refrigerador lleno de botellas de agua.

Tengo unas 12 botellas de agua. Si quiero minimizar el consumo de energía de mi refrigerador, ¿debo poner estas botellas en el refrigerador o dejarlas fuera?

La nevera funciona bombeando calor desde su interior hacia su exterior. La cantidad de trabajo que necesita hacer es proporcional a la cantidad de calor que ingresa al interior (y también a la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior).

Hay dos formas en que el calor ingresa al interior:

• Poner objetos calientes en la nevera.
• El calor se escapa por las paredes de la nevera.

Cuando pones una botella de agua tibia en el refrigerador, hay una carga transitoria asociada con el enfriamiento del agua. Sin embargo, una vez que el agua está fría, no tiene más efecto en el trabajo que debe hacer el refrigerador.

El calor se escapa al refrigerador a una velocidad proporcional a la diferencia de temperatura entre el exterior y el interior. Esta fuga es constante y no se ve afectada de ninguna manera por ningún objeto que pueda estar dentro del refrigerador.

Por lo tanto, si el refrigerador está vacío, simplemente apáguelo. Si desea que el agua se enfríe, debe ponerla dentro del refrigerador y dejarla encendida. Sin embargo, no debe apagar y encender el refrigerador con frecuencia: hay una gran carga transitoria asociada con el enfriamiento de las paredes interiores, etc. del refrigerador en sí.

Además, cada vez que abre la puerta, parte del aire frío del interior se reemplaza con aire caliente del exterior. Esto también representa una pequeña carga transitoria, pero si está abriendo mucho la puerta, puede acumularse.

Si tiene espacio sin usar en el refrigerador, entonces es mejor llenarlo con algo que dejarlo al aire. Esto se debe a que cada vez que abre la puerta, se intercambiará menos aire con la habitación, por lo tanto, menos para enfriarse nuevamente.

Si no vas a abrir la nevera, entonces no importa. Como otros ya han señalado, poner las botellas de agua en el refrigerador representa un costo energético único. Una vez que están fríos, no cuestan más energía y reducen el volumen de aire frío perdido cuando se abre la puerta.

Sin embargo, si realmente busca menos consumo de energía y tiene exceso de espacio en el refrigerador, la mejor respuesta a largo plazo es obtener un refrigerador más pequeño. Obtenga uno que sea lo suficientemente grande como para contener lo que necesita para mantenerse frío. En los refrigeradores más pequeños, la caja fría tiene una superficie más pequeña, que es donde entra el calor cuando todo está a temperatura constante y la puerta no está abierta. En igualdad de condiciones, el refrigerador con el área de superficie de caja fría más pequeña requerirá la menor potencia.

Por supuesto, todo lo demás no es igual. Hay algunas compensaciones de costo / rendimiento / longevidad en el sistema de enfriamiento, pero principalmente se trata del aislamiento. Eso también es una compensación de costos, por lo que diferentes modelos tienen diferentes requisitos de potencia para la misma caja fría. Al menos aquí en los EE. UU., Los vendedores deben enumerar las cifras de consumo de energía de los refrigeradores. Busque el que requiera la menor potencia de aquellos que tienen la caja fría de tamaño mínimo que necesita.

Otras cosas que puede hacer para minimizar el consumo de energía:

1. Asegúrese de que el radiador tenga buena ventilación. El sistema de enfriamiento es una bomba de calor que mueve el calor de la caja fría al exterior del refrigerador. El radiador es donde se deshace de ese calor. Si el flujo de aire al radiador está bloqueado, entonces la bomba de calor tiene que trabajar más (hacer que el radiador esté más caliente) para el mismo enfriamiento. Esto cuesta poder.

   El radiador suele ser una especie de "malla" de metal en la parte posterior de la nevera. Los refrigeradores modernos están diseñados para que haya un espacio mínimo para el flujo de aire con el refrigerador apoyado en la pared. Sacarlo un poco de la pared y asegurarse de que el aire pueda fluir por la parte inferior y salir fácilmente por la parte superior puede ayudar.

2. Mantenga el radiador limpio. El polvo es un buen aislante, lo que hará que el sistema de enfriamiento trabaje más para impulsar el calor de escape a través de la capa de polvo.

3. Pon el refrigerador en un lugar más frío si puedes. Cuanto más frío es el radiador, menos duro tiene que funcionar el sistema de enfriamiento.

4. Minimice el tiempo que la puerta está abierta. Si tiene varias cosas para mover hacia adentro y hacia afuera, abra la puerta una vez, mueva todo rápidamente, luego cierre la puerta.

Hay dos aspectos para esto.

Primero, si su refrigerador está lleno de algo que no sea aire, ahorrará la energía asociada con el escape de aire frío cada vez que abra la puerta.

Sin embargo, si coloca botellas de agua en su refrigerador, necesitará mucho más trabajo para enfriarlas que el volumen equivalente de aire, ya que un litro de agua a temperatura ambiente contiene mucho más calor que un litro de aire. misma temperatura, por lo que se requiere más trabajo del refrigerador para enfriar un litro de agua que un litro de aire.

Si tiene la intención de poner las botellas en el refrigerador en algún momento, ciertamente es mejor llenar el refrigerador ahora en lugar de ponerlas individualmente. Pero si realmente no necesita que el agua esté fría, sería mejor llenar el espacio libre con una botella vacía o bloques de espuma de poliestireno.

Esto se debe a las capacidades térmicas específicas relativas del aire y el agua. Las capacidades de calor específicas del aire y el agua en masa son 1 y 4 KJ / Kg · K, respectivamente, pero el agua es aproximadamente 1,000 veces más densa que el agua, por lo que las capacidades de calor en volumen son diferentes en un factor de 4,000.

Por lo tanto, es obvio que la energía desperdiciada por la pérdida de aire cuando abre el refrigerador es bastante trivial en comparación con el trabajo necesario para enfriar el mismo volumen de agua.

Por lo general, un refrigerador usará alrededor de 1 unidad de potencia mecánica por cada 3 unidades de potencia de enfriamiento.

Por lo tanto, en general, existe una pequeña ventaja en minimizar el volumen de aire libre en un refrigerador, pero solo vale la pena hacerlo llenándolo con cosas que desea refrigerar de todos modos o sólidos (o contenedores o espumas) que tienen una baja capacidad de calor volumétrico .

Sin embargo, esto solo se aplica a las pérdidas por la apertura de la puerta, una vez que el contenido está a una temperatura estable, no hay diferencia en el consumo de energía de lo que realmente contiene, suponiendo que esté razonablemente bien sellado.

Muchos factores juegan en este escenario:
1- la forma de las botellas y su índice de aislamiento térmico del material.
2-cómo se colocan las botellas en los estantes: ¿promueven la corriente de aire o la impiden?
3- la frecuencia de apertura de la puerta del refrigerador.
Como muchos han mencionado, hay una carga inicial cuando las botellas a temperatura ambiente se enfrían. pero después de ese punto, siendo todo lo demás igual, se reducen dos casos; penetración de calor en el refrigerador debido a las exigencias de diseño y fabricación y las propiedades térmicas del material del refrigerador sin botellas versus la contribución de las botellas que actúan como las paletas de un radiador frío dejando que la corriente de aire transitorio se lave a su alrededor. Entonces, si la forma y la ubicación de las botellas no estimulan la circulación del aire entrante, ayudaría a ahorrar un poco de energía.
en última instancia, si llena todo el espacio disponible con agua más allá de la selección inicial de energía, el uso crónico de la energía será menor.
Podríamos ver este refrigerador como el reverso de una torre de enfriamiento. Si no queremos interactuar térmicamente con el aire ambiente, lo hacemos difícil colocando las botellas de agua de manera que proteja las otras partes del refrigerador de la convección o la ventilación. Este concepto se ha utilizado durante siglos en la arquitectura de Oriente Medio, por ejemplo, el aire acondicionado pasivo.

El peso adicional de las botellas de agua hará que el parche de contacto entre los pies del refrigerador y el piso se deforme muy ligeramente, haciendo así un mejor contacto térmico entre los pies y el piso (presumiblemente más cálido). Por lo tanto, la adición de las botellas de agua aumentará la pérdida de calor a través de los pies en una cantidad tan pequeña que no podrá ser detectada por los sensores de flujo de calor más sensibles.