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冷凍庫の詰め込み方と冷蔵庫との比較について
- 冷凍庫の詰め込み方は節電に関係するのか、また冷蔵庫との比較を考える必要がある
- 冷蔵庫を部分的に詰め込むことはなぜ問題なのか、科学的な説明が求められる
- 冷蔵庫に新しい物を入れる際の最適な位置や、冷凍庫での食品の冷却方法についても検討が必要
- aothegenus
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- 科学
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面白そうなので、野次馬投稿です。 このたぐいの問題は、「十分時間が経って平衡状態に達している場合」と「何らかの外乱を加えた場合」（過渡状態）を分けて考える必要があります。 しかも、「外乱」が「大きい」場合と「小さい」場合でも異なります。 適切かどうかは分かりませんが、場合分けしてみます。 （1a）詰め込んで平衡状態に達している場合、内蔵物が皆よく冷えていますから、ドアを開けても入る空気量が少なく、ドアを閉めればすぐ空気の温度も下がりますので、冷やすための電気はそれほどいらないでしょう。つまり省エネ。 ただし、詰め込んでいるということは、目的のものを取り出すのに時間がかかるのでドアを開けている時間が長くなる、ということにもなるので、トータルで省エネかどうかは疑問ですが。 （1b）詰め込んで冷えたものをごっそり取り出し、冷えていないものを同じ量だけ入れたら、全体が冷え切るまでにがんがん電気を使って冷やさないといけないので、スカスカに入れるよりもたくさん電気を使います。要するに冷やすべきものがたくさんあるということです。 この場合、冷やすのに電気がかかるので「エネルギーを食う、つまり省エネでない」に見えますが、冷えているものの量も多いので、単位重量当たりの電気はほぼ同じ、ということでしょう。 ただし、熱伝達が悪いと、全体が均一に冷えるまで余計に時間がかかるということです。ものによっては、冷えにくい部分が傷んでしまうかもしれません。 （1c）詰め込んで平衡状態に達しているところから、部分的に冷えているものを取り出す場合、さらにそこに冷えていない（室温のものを追加で入れる場合、量が少なければ（1a）に近く、量が多ければ（1b）に近いということだと思います。 （2a）逆に、すかすか状態（空気の体積が大きい）で平衡状態に達しているときにドアを開けると、大量の空気が入れ替わり、空気の温度が上がります。これを冷やすには、（1a）のときより多くの電気が必要でしょう。 ただし、（1a）と逆で、少量しか入っていなければ、ドアを開けている時間は短くてすむので、温度上昇は小さくなります。結果的に、（1a）と（2a）でどちらが省エネか、使い方によって変わりそうです。 （2b）すかすか状態で冷えたものを一部または全部取り出し、冷えていないものを同じ量だけ入れたら、全体が冷え切るまでにかかる電気はそれほど必要ないでしょう。要するに冷やすべきものが少ないということです。 ただし、（１b）（１c）に比べて量が少ない分、ドアを開けている時間が短くてすみますので、冷蔵庫内の温度上昇は小さいでしょう。また、空気部分が多いだけ、対流による冷却効果が大きく、短時間で冷え切るでしょう。 どうでもよいことをグダグダ書いてしまいましたが、省エネの観点での結論は下記かと思います。 （１）たくさん入れて少量ずつ使うなら、（1a）の「ドアを開けたとき入る空気量」の点でやや省エネの可能性あり。ただし、どこかの時点で「たくさん入れる」ことをしているはずで、その時にはたくさんの電力を使っていたはず。たくさん入れるときに、（1b）に書いたように傷む部分が出るかも。 （２）ただし、詰め込んで少量しか出し入れしない（1a）の場合、使わないものをたくさん冷蔵庫に保管しているのは、それ自体が無駄。 （３）たくさん使うのでたくさん冷蔵しているのなら、冷やすものが多い分電気を使う。出し入れ回数、ドアを開ける回数・時間も多いはず。これは無駄ということではなく、もともとそれだけ冷やす電気が必要ということ。 （４）少量ずつ使うので、少量ずつ保管する場合は、（2a）の「ドアを開けたときの温度上昇」の点で、電気はやや無駄。ただし、出し入れ回数、ドアを開ける回数・時間そのものが少なく、電気の量は小さい。また（1b）のような食品が傷むリスクは小さい。 要するに、下記を総合的に考慮しないといけないということでしょう。 （１）ドアの開け閉めの回数・時間（中の温度上昇） （２）新たに入れた食品が冷えるまでの時間 （３）ドアの開け閉め、あるいは新たに入れた食品によって、接する食品の温度が上がって傷んだり、悪さをしないか 松下電器が言っているのは（1a）でドアの開閉をほとんどしない場合のことでは？ 特に冷凍庫の場合、内蔵物は「氷」のようなものですから、詰め込んであれば電気がなくともある程度は冷やし続けることができると思います。ひょっとすると、松下電器が言っているのは、去年まで騒いでいた、夏場の「停電」を想定した議論の中での話では？
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- fxq11011
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視野が狭い？。 冷凍庫の設定は直接関係ありません、ただの遊びです。 それにしても「作動そのものが冷却」あたり前です、んが、冬は作動するチャンスが少ないことが理解できてないようです。
>勝手な採点の数字を読まされても質問の解決にはなりません。 質問の解決にならないのは、その通りです。原因は、平易に解説されても理解できないということですが、それに気が付くのが最もプライオリティが高いです。 >回答者さんは技術屋ですか。 メタ技術屋でもあります（個別の要素技術にはあまり立ち入らない）。技術だけでなく、分野に関わらず何でもしますよ。例えば、コンピュータソフトウェアで扱う分野は特定不能です。そういう感じです。 >疑問が増えたのであらためて質問します。 それ、何度目か覚えていますか？ ここまでのことをトータルして判断すると、天然のクレーマーということになります。違うと言いたいことは理解できます。だからこそ『天然の』です。 最近は企業も顧客に厳しい態度で臨むことも増えてきました。お気を付けになったほうがいいでしょう。 最後に、最初からここまでの総合採点（極めて甘め）：0点/100点
今回から採点下限として0点以下もあるとします。 >説明として零点ではありませんか。 質問者様の説明が0点だと理解できた。その通りです、と善意に解釈して国語点プラス。 >20の根拠もテキトーですし。 間違い。理解不足を考慮してマイナス採点。 >回答者さんは技術屋 文になっておらず、意図・意味も不明。国語点のみをマイナス。 >ほぼ間違い？それを説明できないのが間違いでしょう。 回答済みであることすら理解していないため、国語点もマイナス。 >貴方の考える、水を凍らせる時に周りに発泡スチロールを詰めると節電になるかもが完璧な間違いじゃないの？ 間違い、かつ、ここまでの説明があって、まだそこまでなのか、ということでマイナス採点。 マイナス40点/100点
お礼
勝手な採点の数字を読まされても質問の解決にはなりません。 回答者さんは技術屋ですか。 疑問が増えたのであらためて質問します。
>発泡スチロールで囲ったら凍りにくくなるでしょう。 ほぼ間違い。 20点/100点
お礼
説明として零点ではありませんか。20の根拠もテキトーですし。回答者さんは技術屋ですか。 ほぼ間違い？それを説明できないのが間違いでしょう。 貴方の考える、水を凍らせる時に周りに発泡スチロールを詰めると節電になるかもが完璧な間違いじゃないの？
解説はしませんが、採点はしておきます。 >だから詰め込んだ方がいいかのご説明をされていなかったという事になりますよね、 たぶん。 間違い。 >周りが発泡スチロールだったら水を氷にする潜熱の時間問題も変わりますよね、たぶ ん。 間違い。 >物理を何時間勉強しても溶けない問題でしょう、間違いなく。 部分的に正解（本来は工学分野）。 >潜熱ではなく機械による冷却効率の質問です。 間違い。 15点/100点くらいです。
お礼
回答者さんは技術屋なんですか？ 発泡スチロールで囲ったら凍りにくくなるでしょう。
お礼、ありがとうございます。#19です。 >そこら辺は数値を元にお話いただきたいです。 氷の融解熱は、333.5J/gです。後は計算してみてください。 >空気が動いた方が熱伝導的にいいんじゃないの？ 実務担当経験者の言（当然ながら私以外を含みます）で満足できない、どうしても納得がいかないということでしたら、物理学を手始めに、できれば関連する工学関係までを学んでみてください。学んでいるうちに、どれをどうということは分かる筈です。 >周りが氷の前提で冷却効率が詰め込みで落ちないという差ですよね、冷蔵庫と反対のアドバイスになるのは。 周りが氷かどうかは無関係です（二度目）。 >発泡スチロールじゃ断熱するから冷却効率が落ちるじゃないですか。電気代かかりますよたぶん。 勘は不要です。そのように質問者様はここまではお尋ねであった筈です。勘でいいなら、「普通に言われてる注意事項でいいと思います」を最終的な回答と致したいと思います。 おそらく、お答えできること、お答えして益になることは、もうないかと存じます。 以上で終わります。
お礼
だから詰め込んだ方がいいかのご説明をされていなかったという事になりますよね、たぶん。 周りが発泡スチロールだったら水を氷にする潜熱の時間問題も変わりますよね、たぶん。 物理を何時間勉強しても溶けない問題でしょう、間違いなく。 潜熱ではなく機械による冷却効率の質問です。 ご対応ありがとうございます。
お礼、ありがとうございます。#18です。 >たとえば冷凍庫を製氷スペースしか使わない人は残りの空間に何か詰め込んでおけというこです。 詰め込むとは、その通りで、その意味でずっと申し上げております。 >冷凍食品が８個入る冷凍庫があった時に一個食べて残り７個の時にスペースに水類を入れておけばいいではありません。詰め込むというのは。 特に水をいれてはいけないという意味で、その通りです。 >そうではなくて回転しないスペースを減らすために入れておくことです。 そちらのほうも承知しております。ですので、 >４個分しか利用してないなら半永久的に残りの４個分に凍ったペットボトルを入れておくかそうしないかのアドバイスですよ。 ということについて、長期の場合は、水を入れたペットボトルでも節電の可能性はあると申し上げております。しかし、それなら空のペットボトルのほうが良さそうだということも申し上げております。 事実関係として分かっているのは、氷か冷凍食品での効果です。それらをトータルしての、不特定多数向けの無難なアドバイスが「あれば氷か冷凍食品で密にしておいたほうがいい。ないなら、そのままでいい」ということになります。もし申し上げても混乱がなさそうなら、「水や食品を無駄に凍らせないほうがいいですよ」旨を付け加えることも可能です。 >また発展課題としてその詰めるものは氷がいいのか空の容器がいいのか。たとえば発泡スチロールがいいのかになります。 既に凍ったもの、あるいは固体であるものが良いわけです。それらの中で、比熱が小さく、かつ断熱性が大きいものがいいかどうかを考えると、理論的はそうなるはずです（その辺りが実地の詰めがまだできていない模様）。 そして、それは動かない空気になります。例えば発泡スチロールは極めて断熱性がよく、軽いことから類推できるように比熱は小さいです（貯えておける熱量が小さい）。これは、発泡スチロールが極めて小さい空気の泡の塊だからです。例えば発泡スチロール断熱されたアイスクリームを買ったとき、冷凍庫に余裕があれば、そのまま入れたほうが、おそらくはいいでしょうね。 空のペットボトルの場合、中の空気はボトル内部だけですが大きく動けます。その辺りの影響が、どうなのかはいろいろな条件下で試さないと、確かには分かりません。大きな差となって現れないため、とりあえず試す程度では平均値的な振る舞いと相反するの結果が出やすく、評価が難しいのです。 こうしたことに慎重にならざるを得ない面もあります。伝えた内容から類推したことを伝える人は必ず出ます。残念なことに高確率で間違った内容になります。非常に手ぬるくはなりますが、簡単明快なやり方だけを示すのが、地域トータルでの節電の効果は高くなります。それで不足する場合には、戸別訪問して、推奨方法を伝えるしかありません（去年の関電管内がまさにそうなった）。
お礼
要するにこのアドバイスの最大の誤解は氷を作る電力が極めて大きいの忘れているという事でしょうか。 そこら辺は数値を元にお話いただきたいです。 空気が動いた方が熱伝導的にいいんじゃないの？ 周りが氷の前提で冷却効率が詰め込みで落ちないという差ですよね、冷蔵庫と反対のアドバイスになるのは。 発泡スチロールじゃ断熱するから冷却効率が落ちるじゃないですか。電気代かかりますよたぶん。
お礼、ありがとうございます。#17他です。 以下、冷凍庫限定でご説明します。 >水だろう氷だろうが設定温度より高ければ運転するのは同じでしょうが。 運転開始するという点では、同じです。 繰り返すようですが、0℃の氷は冷やせば直ちに温度が下がって行きますが、0℃の水は全てが凍るまでは0℃のままです。 つまり水ならば、まず0℃の氷にするために熱量を奪う必要があり、氷の場合より大きな熱量を奪う必要が生じます。それが潜熱の問題です。 そのため、水を詰め込めば氷を詰め込んだときより、急冷の動作時間が長くなります。当然、その分の電力消費が生じます。 >また再質問しますよ。 もちろん、納得いかれるまで質問されると宜しいかと思います。 >結局、詰め込むの議論とは違う話をされています。 詰め込むことと、詰め込むものが何かということを、分けて話をすることはできない、ということです。詰め込んで冷やされるものが、例えば氷なのか水なのかにより、急冷で奪うべき熱量が異なるのです。それが潜熱の問題です。 >詰め込むの方が分かりません。 氷なら詰め込んでよく、水なら詰め込まないほうがよいのです。それが潜熱の問題です。 このように、随所に潜熱が関わります。水なのか氷なのかは重要なポイントなんですね。
お礼
ご指摘が分かりました。回答者さんは律儀すぎるんです。詰め込むとは隙間のないように管理するという意味ではないですよ。私も松下電器も。 たとえば冷凍庫を製氷スペースしか使わない人は残りの空間に何か詰め込んでおけというこです。 冷凍食品が８個入る冷凍庫があった時に一個食べて残り７個の時にスペースに水類を入れておけばいいではありません。詰め込むというのは。 そうではなくて回転しないスペースを減らすために入れておくことです。 ４個分しか利用してないなら半永久的に残りの４個分に凍ったペットボトルを入れておくかそうしないかのアドバイスですよ。 また発展課題としてその詰めるものは氷がいいのか空の容器がいいのか。たとえば発泡スチロールがいいのかになります。
お礼、ありがとうございます。#16他です。 >単純に潜熱は詰め込み問題に関係ないでしょう。詰め込んでも詰め込まなくても潜熱はおなじでしょ。潜熱にこだわるのが吹き込まれているのではありませんか。 何度かご説明しましたように、詰め込むものが氷として使うつもりがない水（または不要なホームフリージング）なら、電力消費は上がるということです。 >ギチギチに詰め込んだ氷の真ん中に水を入れたらどうなるんですか。 端でも真中でも同じです。 >冷凍庫内の温度変化でしょう。 その通りです。 >潜熱とかどうとかではないでしょう。 何度も潜熱だと申し上げております。水は凍り切るまで0℃より温度が下がらないのです。 >冷却に奪う必要のある熱量の差でしょう。 その熱量が潜熱なわけです。 >本題は水を凍らせるのに時間がかかるではないのです。詰め込むかどうかなのです。 その通りです。潜熱の問題はご理解いただけたのでしょうか？ >回答者さんが騙されているのがどちらか質問されてくださいよ。でなければ私が確認します。 回答申し上げたことが事実関係になります。バックグラウンドはゆえあって詳しく申しあげかねます。 >騙されるという発展の方向性もまた分かりません。 ネットには節電のためにどんどん氷を作るといったブログ記事などが散見されます。なかなか事実関係が伝わりません。 ある人にようやく納得してもらっても、別のところで言い出し、それが伝わって「あちこちでこうだと言っていた」と、納得してくれたはずの方々がまた逆効果のことを始めてしまうような状況です。 >詰め込んだ方がいいという事を松下電器も言ってるらしいのです。 凍ったままの冷凍食品などであれば、詰め込んでください。それで大丈夫です。 >誰が言っていても良いのですが潜熱の議論ではないのです。潜熱を理由にする場合、なぜ詰め込んだら行けないのですか。説明になっていないと思いますよ。どこの文でそれを説明なさりましたか。 今まで何度も、易しく説明しております。水は凍り切るまで、急冷しても0℃のままですよ、と。その分、消費電力が増えるのです。 >いずれにしても凍らせるかの話ではなくて詰め込むかの議論です。 詰め込むものが何かの問題なのです。冷凍食品か氷なら節電、水や凍っていない食品なら電力消費増です。空のペットボトルなどの空気同様のものは、今のところデータ不足のようです（理屈からすると節電になりそうではある）。 >アイスボックスに氷がない方がいいみたくなってきていませんか。 不要であればないほうがいいでしょうね。現時点で分かっているのは、使うものだけ冷凍庫に入れる前提で、詰め込んだ方がいい、ということです。 >入れた物を冷やす話ではありませんよ。庫内の温度です。 ですから水などであれば、冷凍庫内に入れたものを冷やす話になるわけです。そこで問題として出て来る熱量が潜熱です。 http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%BD%9C%E7%86%B1 お分かりのようでいて、このようにねじれて来るので、誰かが間違った入れ知恵をしたのではないかと思えるわけなんですね。潜熱の単純な話が伝わりません。何度申し上げても、間違った解釈を元に何かを仰る方に行かれてしまいます。 何度も申し上げます。水は凍りきるまでは0℃以下にはなりません。冷凍庫は庫内を0℃より低い温度に保とうとします。そして温度維持ではなく、温度を下げるときには冷凍庫は相対的に大きな電力消費となります。
お礼
水だろう氷だろうが設定温度より高ければ運転するのは同じでしょうが。 また再質問しますよ。 有り難うございます。 結局、詰め込むの議論とは違う話をされています。詰め込むの方が分かりません。
お礼、ありがとうございます。#15です。 >詰め込んでも取り出すのに時間は掛かりませんよ。詰め込みすぎですよ。 一般的なことに対する、一般的な注意事項についてですから、個々人全てということはありません。 >詰め込むとはスペースを減らすという事です。ずっと隙間の空いてる空間が冷凍庫内にあるでしょ。そこの話ですよ。 その話もしています。 >冷蔵庫は隙間を増やせというのと反対になるアドバイスでしょ。 その話もしています。 >原理がなんなのかです。 全てのケースを覆うような原理はないということを、ずっと申し上げています。 >これは比較で簡単にしぼれるはずなので実験条件の提示で示唆できると思います。 未だにできていないということをご説明申し上げました。 >外気の流入量なのか、凍った物が冷却剤になるからか、凍った物は熱伝導がいいからか。 それを含めていろいろあります。冷蔵庫周囲の温度、当たる日射、熱交換器付近の状況等々です。 >そこをはっきりさせないと、それをはっきりさせるのは簡単ですが、空のペットボトルの是非を語れません。 まだ一般的な注意として語れるほどの技術的バックグラウンドができていないということです。そういうことを申し上げています。 >空のペットボトルを入れるような比較実験の結果とは思えないので凍った物で節電効果があったとなるでしょう。 既に凍ったものなら、節電効果が出ることもあります。それが「詰め込んだ方がいい」というものです。万能の方法ではありませんが。 >つまり凍ったペットボトルはいいが空のペットボトルは責任持てないでしょう。 実はどちらも責任までは持てないんですね。どちらも節電になりやすいということではありますが。そういう風にご説明しているつもりです。 >潜熱を特別視する理由は冷蔵庫と冷凍庫の現象の違いに由来しているだけですよね。 凍るという現象ですね、その通りです。 >違いは他にもありますよ。それこそ回りが凍っているから詰め込んだ方がよく、 周りが凍っているかどうかではないです。周りは無関係なんですね。そのものが凍っているのか、いないのかです。 >外気との温度差が大きいので外気流入量を減らすのが効果的とも言えます。 詰め込んだものを冷やす過程を除外して考えると、詰め込めば平均的には内部の冷気損失が減り、節電効果となりやすい。冷凍庫ではそうなるということですね。 どうも、どなたか（そうとは知らず、意図は善意でも結果的に）悪質な方が、非常に間違ったことを質問者様に吹き込んだように思えます。以前の仕事柄、同様の方と現実世界では何度かお話したことがあります。
お礼
吹き込まれてないですよ(^^) 単純に潜熱は詰め込み問題に関係ないでしょう。詰め込んでも詰め込まなくても潜熱はおなじでしょ。潜熱にこだわるのが吹き込まれているのではありませんか。 ギチギチに詰め込んだ氷の真ん中に水を入れたらどうなるんですか。冷凍庫内の温度変化でしょう。潜熱とかどうとかではないでしょう。冷却に奪う必要のある熱量の差でしょう。 本題は水を凍らせるのに時間がかかるではないのです。詰め込むかどうかなのです。 回答者さんが騙されているのがどちらか質問されてくださいよ。でなければ私が確認します。 騙されるという発展の方向性もまた分かりません。詰め込んだ方がいいという事を松下電器も言ってるらしいのです。誰が言っていても良いのですが潜熱の議論ではないのです。潜熱を理由にする場合、なぜ詰め込んだら行けないのですか。説明になっていないと思いますよ。どこの文でそれを説明なさりましたか。 いずれにしても凍らせるかの話ではなくて詰め込むかの議論です。アイスボックスに氷がない方がいいみたくなってきていませんか。入れた物を冷やす話ではありませんよ。庫内の温度です。
お礼
また質問します。その方がいいと思います。 適用と実践が私にはまとまりません。松下でもどこでもいいですがこの件について科学的な説明をした方がエコ企業です。 ご回答ありがとうございます。
補足
詳しいご解説をありがとうございます。 １ａが肯定理由になると私も思っていますが。 ３、安定する、というのがありませんかね。松下電器などはそういうデータがあるのではないかと。 つまりしいていうと、冷たくない物を入れても、機械は安定するし、冷やす効率も、冷気より冷たい固体の方がいいから、性能も上がる。 部分的に解凍される重大問題が残ります。そこは電機バカは素人以下になっている。私は食品の専門家じゃないのでと素人主婦以下。 実験データからの短絡。ならばそういうべきですよね。 停電用ではなく停電防止の節電でしょう。そこまで総合的に考えているのは回答者さんや私です。 松下電器は公的に説明できないワンポイントを説明しちゃったサービストークだったように思います。つまり松下電器の社員は詰め込んでいますというだけの。ただしそれが自己満足で逆効果の可能性は高いですよね。 しかしまとめとしては、詰め込んだ場合、どういう使い方でも消費電力は少なかったと推測します。 冷凍庫は氷枕状態にするのが正しくて家電メーカーも出来ればそういう商品を作りたいとか。作れば失敗しますからこれ以上下手な新機能商品を増やす罪はやめて欲しい。それよりデータを集めて公開して欲しい。消費者としてのエンジニアがダメだからダメメーカーなのだと思います。