Để một căn phòng trống bên trong một chiếc túi cách nhiệt sẽ làm thay đổi hoàn toàn nhiệt động lực học bên trong của nó. Việc đóng gói quá ít buộc bộ làm mát phải chiến đấu với một trận chiến khó khăn với nhiệt độ môi trường, biến những gì lẽ ra là một hầm làm mát hiệu quả thành một cái bẫy để làm băng xuống cấp nhanh chóng.
Không khí có khối lượng nhiệt rất thấp, nghĩa là nó thay đổi nhiệt độ nhanh chóng và giữ rất ít năng lượng lạnh so với chất rắn hoặc chất lỏng. Khi bạn đóng gói một ngăn làm mát lớn chỉ với một lượng nhỏ thức ăn và đá, thể tích còn lại ngay lập tức bị chiếm giữ bởi không khí ấm áp ở nhiệt độ phòng.
Thời điểm bạn đóng nắp, các khối băng của bạn bắt đầu hoạt động để làm mát không khí bị mắc kẹt đó. Điều này có nghĩa là một phần đáng kể khối đá của bạn sẽ được dùng để hạ nhiệt độ của không gian trống trước khi nó bắt đầu làm lạnh đồ uống của bạn. Túi khí trống càng lớn thì lượng băng dự trữ của bạn bị phân hủy càng nhanh.
Hình 1: Sơ đồ lưu thông không khí bên trong. Bố cục nửa trống tạo ra các vòng đối lưu lớn giúp tích cực tiêu hao năng lượng lạnh từ lõi băng chính của bạn.
Không gian trống bị mắc kẹt này hoạt động như một cầu nhiệt hoạt động thông qua truyền nhiệt đối lưu. Không khí lạnh tự nhiên chìm xuống đáy buồng, trong khi không khí ấm áp sẽ di chuyển lên trên. Khi một túi giữ lạnh được đóng gói chưa đủ, một vòng đối lưu lớn sẽ hình thành bên trong các bức tường bịt kín.
Mỗi lần mở khóa kéo ngăn chính, luồng khí lạnh nặng nề này sẽ rơi thẳng ra khỏi túi do trọng lực. Nó ngay lập tức được thay thế bằng một làn sóng không khí nóng ẩm bên ngoài. Khi bạn đóng túi lại, phần băng còn lại phải tan chảy thêm để làm nguội luồng không khí ấm áp mới này. Chu kỳ liên tục này tạo ra cường độ caomát mềmsự ngưng tụvà nhanh chóng phá hủy khả năng giữ đá của túi.
Các thử nghiệm hiệu suất tại hiện trường cho thấy mối tương quan trực tiếp giữa tốc độ lấp đầy bên trong của túi cách nhiệt và hiệu quả giữ băng tổng thể của nó. Việc vận hành máy làm mát cao cấp có khe hở không khí bên trong lớn sẽ dẫn đến thời gian hiệu suất bị giảm nghiêm trọng:
| Tỷ lệ lấp đầy bên trong mát hơn (%) | Hiệu suất giữ băng (%) |
|---|---|
| 100% (Đóng gói đầy đủ / Không có khoảng trống không khí) | Đường cơ sở hiệu quả 100% |
| Đã lấp đầy 75% (Túi khí nhỏ) | Duy trì hiệu suất 88% |
| Đã lấp đầy 50% (Khối lượng trống một nửa) | Duy trì hiệu quả 70% |
| Đã lấp đầy 25% (Đóng gói thiếu nghiêm trọng) | Duy trì hiệu suất 45% |
Nếu bạn không có đủ thức ăn hoặc đồ uống để lấp đầy thể tích bên trong ba lô, bạn phải sử dụng kỹ thuật đóng gói thông minh để cách nhiệt khoảng trống còn lại:
Hình 2: Định vị lớp tối ưu. Việc giữ các khối băng tập trung chặt chẽ ở chân đế sẽ phá vỡ vĩnh viễn khả năng theo dõi nhiệt mặt đất dẫn điện.
Cách tốt nhất để loại bỏ vĩnh viễn không gian chết là điều chỉnh kích thước thiết bị của bạn một cách chính xác cho các trường hợp sử dụng cụ thể thay vì chỉ mua tùy chọn lớn nhất hiện có:
Không, đổ đầy nước máy ấm vào thùng làm mát ngay từ đầu sẽ làm tan chảy khối băng của bạn ngay lập tức. Tuy nhiên, khi đá đóng gói của bạn bắt đầu tan chảy một cách tự nhiên khi sử dụng ngoài trời, việc để lại lớp nước lạnh bên trong túi sẽ cải thiện hiệu suất. Chất lỏng lạnh như đá lấp đầy các khoảng trống cực nhỏ xung quanh đồ uống đóng hộp của bạn tốt hơn nhiều so với không khí rỗng, hoạt động như một rào cản nhiệt chặt chẽ ngăn chặn các dòng đối lưu bên ngoài.
Túi đá mang lại cảm giác lạnh cục bộ, lâu dài và không tạo ra các vũng chất lỏng lộn xộn, giúp chúng sạch hơn đối với các thùng chứa xếp chồng lên nhau. Tuy nhiên, đá viên rời sẽ tốt hơn trong việc làm lạnh đồ vật một cách nhanh chóng vì chúng di chuyển để bao phủ 100% diện tích bề mặt của đồ vật, loại bỏ hoàn toàn các túi khí trống. Một thiết lập kết hợp—các túi đá ở chân đế và đá rời lấp đầy các khoảng trống xung quanh—mang lại hiệu quả tản nhiệt cao nhất.
Mọi khoảng trống không thể tránh khỏi phải luôn được để ở trên cùng của buồng. Bởi vì không khí lạnh chìm xuống một cách tự nhiên và không khí ấm áp dâng lên, nên việc đóng gói thực phẩm nặng và khối đá chắc chắn ở phía dưới sẽ giúp bảo vệ những thứ cốt lõi của bạn. Nếu bạn để không gian trống ở phía dưới, các vòng tuần hoàn không khí ấm sẽ hình thành ngay lập tức, nhanh chóng làm suy giảm toàn bộ đế băng của bạn.
Túi giữ lạnh nên được mở càng ít càng tốt. Mỗi khi bạn mở khóa ngăn, không khí lạnh nặng nề sẽ rơi thẳng ra khỏi túi do trọng lực và ngay lập tức được thay thế bằng không khí ấm áp, ẩm ướt bên ngoài. Điều này buộc khối băng còn lại phải tiêu tốn thêm năng lượng để làm mát lại môi trường bên trong, dẫn đến tốc độ tan chảy tổng thể tăng nhanh.
Không, bộ làm mát lớn hơn sẽ kém hiệu quả hơn nếu nó chỉ được lấp đầy một phần. Thể tích bên trong dư thừa tạo ra các túi không khí chết lớn làm tăng tốc độ phân hủy băng. Việc sử dụng túi cách nhiệt nhỏ hơn, có kích thước phù hợp được đóng gói chặt chẽ với công suất 100% luôn tốt hơn so với một túi đựng lớn chỉ rỗng một nửa.
