冷凍庫 断熱による省エネ効果

質問

１３Ｍ×３２Ｍの冷蔵庫　壁パネル厚４５ｍｍ　設定温度５℃
ドッグシェルター（開口２６００ｍｍ×２３００ｍｍ）×５ケ所

冷凍機１０馬力２台＋１５馬力１台

上記条件で冷凍設備を使用していますが老朽化によりドッグシェルターのオーバースライダー部に閉鎖時で多くの隙間が発生します。

（３ｃｍ×１０ｃｍが３０ケ所ほど）

当該隙間を密閉断熱した場合月どのくらい省エネ（消費電力）が削減できるでしょうか？（外気温２０℃の場合）　計算式等もお願いいたします。

また、条件で計算上不備がございましたら御連絡くださいませ。

よろしくお願いいたします。

回答No.1

okwave-komatta

まず思考実験から始めましょう。ドラえもんの「どこでもドア」はご存じでしょうが、ドラちゃんの部屋の温度が２０?として、ドアを開けると向こう側は北極の５?だとします。

ドアを開けると冷たい風が吹き出してきます。これは冷蔵庫の頂上部を基準大気圧だとして、冷蔵庫の中の空気が冷たいために空気比重が重く、圧力が大きいので圧力の低い外部に冷気が吹き出すからです。

空気温度から空気比重を求めて、比重差から空気流速を計算して空気密度と穴の面積をかけると流出する空気重量が算出できます。

ドラちゃんのどこでもドアなら実質的に無限に冷気が吹き出しますが、有限の大きさの冷蔵庫では無限に吹き出すことはできません。他の穴から２０?の空気を吸い込まなければなりません。

したがいまして、第一近似として、穴の合計面積の半分から２０?の空気を吸い込み、穴の合計面積の半分から５?の冷気が流出するとします。

そうすると穴があることにより、穴のない場合より余計に加熱されるわけですからこれが省エネ対象の熱量となります。

このシンプルなモデル(シンプルということは説明が容易で間違いの可能性が少ない）で十分な説明ができるのならこれ以上考えることはないと思います。

これで不十分なら放射熱損失など、冷気の移動がなくても熱損失となる別の考え方を追加しなくてはなりません。