Différence de consommation d'énergie entre un réfrigérateur vide et un réfrigérateur rempli de bouteilles d'eau

J'ai environ 12 bouteilles d'eau. Si je veux minimiser la consommation d'énergie de mon réfrigérateur, dois-je mettre ces bouteilles au réfrigérateur ou les laisser de côté?

Le réfrigérateur fonctionne en pompant la chaleur de son intérieur vers son extérieur. La quantité de travail à effectuer est proportionnelle à la quantité de chaleur pénétrant à l'intérieur (ainsi qu'à la différence de température entre l'intérieur et l'extérieur).

Il y a deux façons dont la chaleur pénètre à l'intérieur:

• Mettre des objets chauds dans le réfrigérateur.
• Fuite de chaleur à travers les parois du réfrigérateur.

Lorsque vous mettez une bouteille d'eau chaude dans le réfrigérateur, il y a une charge transitoire associée au refroidissement de cette eau. Cependant, une fois que l'eau est froide, elle n'a plus d'effet sur le travail que le réfrigérateur doit faire.

La chaleur s'échappe dans le réfrigérateur à un taux qui est proportionnel à la différence de température entre l'extérieur et l'intérieur. Cette fuite est constante et n'est affectée en aucune façon par des objets qui pourraient se trouver à l'intérieur du réfrigérateur.

Par conséquent, si le réfrigérateur est vide, vous devez simplement l'éteindre. Si vous voulez que l'eau refroidisse, vous devez la mettre à l'intérieur du réfrigérateur et la laisser allumée. Cependant, vous ne devez pas éteindre et rallumer le réfrigérateur fréquemment - il y a une énorme charge transitoire associée au refroidissement des parois intérieures, etc. du réfrigérateur lui-même.

De plus, chaque fois que vous ouvrez la porte, une partie de l'air frais à l'intérieur est remplacée par de l'air chaud provenant de l'extérieur. Cela représente également une petite charge transitoire, mais si vous ouvrez beaucoup la porte, cela peut s'additionner.

Si vous avez de l'espace inutilisé dans le réfrigérateur, il vaut mieux le remplir de quelque chose que de le laisser aérer. En effet, chaque fois que vous ouvrez la porte, moins d'air sera échangé avec la pièce, donc moins de refroidissement.

Si vous n'ouvrez pas le réfrigérateur, cela n'a pas d'importance. Comme d'autres l'ont déjà souligné, mettre les bouteilles d'eau dans le réfrigérateur représente un coût énergétique unique. Une fois froids, ils ne coûtent plus d'énergie et réduisent le volume d'air froid perdu lors de l'ouverture de la porte.

Cependant, si vous souhaitez vraiment consommer moins d'énergie et que vous avez trop d'espace dans le réfrigérateur, la meilleure réponse à long terme est d'obtenir un réfrigérateur plus petit. Obtenez-en un qui est juste assez grand pour contenir ce dont vous avez besoin pour garder au froid. Dans les petits réfrigérateurs, la glacière a une surface plus petite, c'est là que la chaleur entre lorsque tout est à température constante et que la porte n'est pas ouverte. Toutes choses étant égales par ailleurs, le réfrigérateur ayant la plus petite surface de boîte froide nécessitera le moins d'énergie.

Bien sûr, tout le reste n'est pas égal. Il y a des compromis coûts / performances / longévité dans le système de refroidissement, mais il s'agit surtout de l'isolation. C'est également un compromis de coût, donc différents modèles ont des besoins en énergie différents pour la même glacière. Aux États-Unis au moins, les vendeurs sont tenus de dresser la liste des chiffres de consommation électrique des réfrigérateurs. Recherchez celui qui nécessite le moins de puissance de ceux qui ont la boîte froide de taille minimale dont vous avez besoin.

Autres choses que vous pouvez faire pour minimiser la consommation d'énergie:

1. Assurez-vous que le radiateur a une bonne ventilation. Le système de refroidissement est une pompe à chaleur qui déplace la chaleur de la glacière vers l'extérieur du réfrigérateur. Le radiateur est l'endroit où il se débarrasse de cette chaleur. Si le flux d'air vers le radiateur est bloqué, alors la pompe à chaleur doit travailler plus fort (rendre le radiateur plus chaud) pour le même refroidissement. Cela coûte de l'énergie.

   Le radiateur est généralement une sorte de «métal» métallique à l'arrière du réfrigérateur. Les réfrigérateurs modernes sont conçus de sorte qu'il y ait un minimum d'espace pour la circulation d'air avec le réfrigérateur complètement appuyé contre le mur. Le retirer un peu du mur et s'assurer que l'air peut entrer par le bas et sortir facilement en haut peut aider.

2. Gardez le radiateur propre. La poussière est un bon isolant, ce qui rendra le système de refroidissement plus dur pour pousser la chaleur d'échappement à travers la couche de poussière.

3. Mettez le réfrigérateur dans un endroit plus froid si vous le pouvez. Plus le radiateur est froid, moins le système de refroidissement doit fonctionner.

4. Minimisez le temps d'ouverture de la porte. Si vous avez plusieurs choses à faire pour entrer et sortir, ouvrez la porte une fois, déplacez tout rapidement, puis fermez la porte.

Il y a deux aspects à cela.

Tout d'abord, si votre réfrigérateur est rempli d'autre chose que de l'air, vous économiserez l'énergie associée à l'air froid qui s'échappe chaque fois que vous ouvrez la porte.

Cependant, si vous mettez des bouteilles d'eau dans votre réfrigérateur, il faudra beaucoup plus de travail pour les refroidir que le volume équivalent d'air car un litre d'eau à température ambiante contient beaucoup plus de chaleur qu'un litre d'air à la même température donc plus de travail est nécessaire du réfrigérateur pour refroidir un litre d'eau qu'un litre d'air.

Si vous avez l'intention de mettre les bouteilles dans le réfrigérateur à un moment donné, il est certainement préférable de remplir le réfrigérateur maintenant plutôt que de les mettre individuellement. Mais si jamais vous n'avez pas vraiment besoin d'eau fraîche, il vaut mieux remplir l'espace libre avec une bouteille vide ou des blocs de polystyrène.

Cela est dû aux capacités calorifiques spécifiques relatives de l'air et de l'eau. Les capacités calorifiques spécifiques de l'air et de l'eau en masse sont respectivement de 1 et 4 KJ / Kg · K, mais l'eau est environ 1 000 fois plus dense que l'eau, de sorte que les capacités calorifiques en volume sont différentes d'un facteur de 4 000.

Il est donc évident que l'énergie gaspillée par la perte d'air lorsque vous ouvrez le réfrigérateur est assez banale par rapport au travail nécessaire pour refroidir le même volume d'eau.

Un réfrigérateur utilise généralement environ 1 unité de puissance mécanique pour 3 unités de puissance de refroidissement.

Donc, dans l'ensemble, il y a un petit avantage à minimiser le volume d'air libre dans un réfrigérateur, mais cela ne vaut que de le faire en le remplissant de choses que vous souhaitez réfrigérer de toute façon ou de solides (ou de conteneurs ou de mousses) qui ont une faible capacité calorifique volumétrique .

Cela ne s'applique qu'aux pertes dues à l'ouverture de la porte, cependant, une fois que le contenu est à une température stable, cela ne change pas la consommation d'énergie de ce qu'il contient réellement, en supposant qu'il soit raisonnablement bien scellé.

De nombreux facteurs jouent dans ce scénario:
1- la forme des bouteilles et leur indice d'isolation thermique du matériau.
2-comment vous placez les bouteilles sur les étagères: favorisent-elles le courant d'air ou l'empêchent-elles.
3- la fréquence d'ouverture de la porte du réfrigérateur.
Comme beaucoup l'ont mentionné, il y a une charge initiale lorsque les bouteilles à température ambiante refroidissent. mais après ce point, toutes choses égales par ailleurs, cela se résume à deux cas; pénétration de la chaleur dans le réfrigérateur en raison des exigences de conception et de fabrication et des propriétés thermiques des matériaux du réfrigérateur sans bouteilles par rapport à l'apport de bouteilles agissant comme les aubes d'un radiateur froid laissant le flux d'air transitoire le laver. Donc, si la forme et le placement des bouteilles n'encouragent pas l'air entrant à circuler facilement, cela aiderait à économiser un peu d'énergie.
en fin de compte, si vous remplissez tout l'espace disponible avec de l'eau au-delà du choix initial d'énergie, l'utilisation chronique de l'énergie sera moindre.
on pourrait regarder ce frigo comme le revers d'une tour de refroidissement. si nous ne voulons pas interagir thermiquement avec l'air ambiant, nous rendons la tâche difficile en plaçant les bouteilles d'eau de manière à protéger les autres parties du réfrigérateur de la convection ou de la ventilation. ce concept est utilisé depuis des siècles dans l'architecture du Moyen-Orient, par exemple la climatisation passive.

Le poids supplémentaire des bouteilles d'eau provoquera une très légère déformation du patch de contact entre les pieds du réfrigérateur et le sol, ce qui améliorera le contact thermique entre les pieds et le sol (probablement plus chaud). Par conséquent, l'ajout des bouteilles d'eau augmentera la perte de chaleur à travers les pieds d'une quantité si petite qu'elle sera indétectable même par les capteurs de flux de chaleur les plus sensibles.