新型节能技术在对开门冰箱上的运用研究
张奎;赵发;杨发林;刘建如
【摘 要】在对开门冰箱设计过程中,采用新的节能技术,同时引进先进的实验分析手段,通过优化冰箱保温层材料配方,减小冰箱发泡层的泡孔直径,降低发泡料的导热系数；其次通过改善门封结构设计减小通过门封进入冰箱的负荷量；同时通过提高制冷系统的制冷效率和换热效率以及优化冰箱PCB的控制方法,从原理分析和实验验证进行充分的论证,使对开门冰箱的耗电量降低20％左右.通过以上措施对开门冰箱能效指数比国家1级能耗要求低20％,达到国家超级节能产品的要求.
【期刊名称】《家电科技》
【年(卷),期】2012(000)010
主持人钱枫照片
【总页数】3页(P50-52)
【关键词】对开门冰箱;节能技术;运用分析;试验验证
【作 者】张奎;赵发;杨发林;刘建如
【作者单位】青岛海尔股份有限公司 青岛 266100;青岛海尔股份有限公司 青岛 266100;青岛海尔股份有限公司 青岛 266100;青岛海尔股份有限公司 青岛 266100
【正文语种】中 文
0 前言
贾金金在目前家用电冰箱中，对开门冰箱的市场占有率达到10%，但是由于冰箱容积较大，耗电量较高，对开门冰箱所消耗的电能占电冰箱耗电量的20%以上。如何降低对开门冰箱的耗电，成为不同企业间共同需要解决的难题。作为国内冰箱龙头企业，我们的耗电量已经达到了国际领先水平，耗电量达到了欧洲A++能耗要求。这个成绩的取得，依赖于我们对冰箱新技术和新材料的不断开发和使用，同时引入一些先进的测试设备和分析手段。使对开门冰箱的耗电量降低20%以上，耗电量远远低于国内1级能耗的标准要求。
在对开门冰箱节能设计过程中，我们运用了多项新的节能技术和试验分析手段进行，减小冰箱热负荷冰箱漏热量，同时通过提高冰箱的制冷效率，使冰箱的耗电量得到很大的提高。
1 对开门能耗影响因素分析
伴随生活节奏加快，生活在城市中的人，慢慢依赖上冰箱，家庭存储食物需要的空间也越来越大，原来的小冰箱耗电量低，改用大容量的冰箱之后，耗电量增加很多，很多用户无法接受，为了提高用户美誉度，我们急需改善大容积的冰箱耗电，使大冰箱不成为家庭的奢侈品家电，也不成为家庭的负担。我们通过超低能耗技术在大容积冰箱上的使用极大改善了对开门冰箱的耗电量，使单位容积耗电量处于国际领先水平。
在对开门冰箱节能设计过程中，我们运用了多项新的节能技术和试验分析手段进行，减小冰箱热负荷和冰箱漏热量，提高冰箱的制冷效率，从根本上提高冰箱的耗电量水平。
主要从下列几方面的进行了研究和改善：
（1）改善发泡料的发泡气孔。在泡沫塑料的热导率一般由气体导热、固体结构导热、辐射导热等3个传热部分组成：
λ泡沫=λ气体（50%）+λ固体（20%）+λ辐射（30%）
λ辐射受泡孔结构影响很大，泡孔越细，λ辐射降低越多，我们通过更换新型发泡料，使冰箱发泡料泡孔的直径有350um左右降至150um左右，使冰箱的发泡料导热系数由19.7mW/m.hr.K下降到16.3mW/m.hr.K，冰箱的热负荷减少7.5%，冰箱耗电量减少10%。
(2)通过改善门封材料及箱体与门封配合结构，减少通过门封传入冰箱内部的热量。在对开门冰箱中，通过门封进入冰箱的负荷量占冰箱整体负荷量的20%左右，通过更换新材料、门封，同时采购新的门缝结构进行隔热设计，可以有效降低门封的漏热量，同时我们引进先进的红外线热成像仪，在门封设计过程中可以检测不同位置的漏热情况对局部进行结构优化设计，使门封的隔热效果得到很大的提升，使冰箱耗电量减少5%左右。
（3）减少辅助加热丝的耗电量：采购先进的加热丝控制方法，使加热丝工作时间始终控制在比较比较合理的范围，而且使加热丝的加热温度变化范围控制在±0.3℃范围内。不但提高的加热丝的加热效果，而且减少加热丝耗电量30%以上。
表1 使用不同发泡料参数对比数据发泡料 改进前发泡料 改进后发泡料耗电量（kW.h/24h） 0.98 0.93发泡料K值（mW/m.K） 19.8 18.4冰箱负荷量(W/m.K) 139.3 134.9耗电量提升5.10%K值提升 6.06%负荷降低 3.19%
（4）高效压缩机的使用：使用国际领先的变频高效压缩机，使压缩机的COP有原先的1.85提升值2.2，压缩机的效率提高20%左右，压缩机的运行功率由53W左右降低至49W。从而降低冰箱耗电量5%左右。
（5）采用全新的高效换热冷凝器：对开门冰箱采用风冷底冷凝器的方式来对制冷系统进行散热，为了提高散热效率，冷凝器由最初的丝管式发展到缠绕翅片式，同时我们通过改变冷却风机与冷凝器的位置，优化冷却系统的送风出风比例，使冷却风机直接吹到压缩机上，通过降低压缩机的壳体温度，从而降低压缩机的吸气温度和排气温度，使压缩机的运行功率降低。通过模拟实验对比，同等冷凝条件和相同压缩机情况下，可以降低压缩机功率15W—20W左右，通过产品耗电量测试，冰箱整机耗电量降低15%左右。
2 主要降能耗技术分析
2.1 发泡料
目前大多数冰箱隔热层使用的发泡料为普通C-P发泡料，普通发泡料由于发泡过程中凝结核少，发泡气孔较大，目前大部分发泡料气孔直径在220-350μm左右，发泡料气孔及排布
熊黛林内衣方式如图1所示（气孔放大50倍）。由于发泡料导热系数中辐射导热部分主要由发泡料气孔大小决定，因此目前普通发泡料导热系数在19.8mW/m.k.hr左右。为了减小普通发泡料的导热系数，我们可以通过添加新型发泡剂，改变发泡料发泡过程中凝结核的数量，增加发泡过程中形成气孔的数量，从而有效降低冰箱发泡层气孔的直径。图1为增加新型发泡剂后的气孔放大图，从图像中我们可以看出发泡层中气孔的数量增加，通过测试，气孔的直径范围在100-290μm，发泡层的导热系数为18.4mW/m.k.hr。有效降低了冰箱发泡层的导热系数，可以从根本上降低冰箱的负荷量，从而降低冰箱的耗电量。发泡料改善前后的耗电量对比如表1所示，发泡料改善后，耗电量降低5%以上。
2.2 冰箱门封设计
在对开门冰箱中，通过门封进入冰箱的负荷量占冰箱整体负荷量的20%左右，门封隔热性能对冰箱耗电影响较大。目前大部分冰箱使用的门封均为PVC材料，因此门封材料本省的导热系数基本一致。为了提高门封的密封性能，一般都会通过下列方法对门封进行改善：（1）增大门封与U壳和中梁的吸合面积，减少通过门封的漏热量；（2）增加门封结构的气囊数量，延长热量传导的路径；（3）减小门衬与内胆之间的设计间隙，减小门封内部的圣诞快乐祝福语
环保衣服怎么做对流换热效率。这些方案的使用可以有效降低门封的漏热量。为了更好的解决门封漏热问题，我们除了对门封结构的优化外，研发导热系数更小的新的门封材料，同时我们引进先进的红外线热成像仪，在门封设计过程中可以检测不同位置的漏热情况，门封漏热测试图像如图2所示，从图片中我们可以清晰的确定不同位置的漏热情况（蓝表示低温，红表示高温），然后有针对性的对门封和结构部件局部进行结构优化设计，使门封的隔热效果得到很大的提升。使冰箱耗电量减少5%左右。
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