國內冰箱的主要幾種節(jié)能技術
電冰箱作為耐用消費品,在國內城鎮(zhèn)家庭的占有率超過了85%,國內冰箱市場年銷量超過1000萬臺。作為一種長壽命間歇式電能消耗品,電冰箱在居民家庭中消耗的電量僅次于空調器,世界各國都非常重視電冰箱產品的節(jié)能工作,美國、歐盟、日本等都制定了嚴格的能耗等級要求,中國政府也于2003年11月1日正式實施了《家用電冰箱耗電量限定值及能源效率等級》標準,要求生產企業(yè)降低電冰箱的能耗水平。冰箱生產廠家也通過技術革新,不斷提升電冰箱節(jié)能指標,目前國內市場上已經有多家企業(yè)推出日耗電量僅0.35度甚至0.29度的電冰箱。從目前國內外廠家電冰箱產品來看,目前電冰箱的主要節(jié)能技術如下。
常規(guī)節(jié)能技術
常規(guī)的節(jié)能技術主要從三個方面來降低電冰箱的能耗:
1.增加電冰箱發(fā)泡層厚度 普通冰箱冷藏室發(fā)泡層厚度為35mm至45mm,冷凍室厚度為60mm至80mm。節(jié)能冰箱為了減少冷量向外界的輻射,將冷藏室的發(fā)泡層厚度增加為55mm至65mm,冷凍室發(fā)泡層厚度增加為85mm至100mm甚至120mm。
2.采用機械式溫控器 單循環(huán)制冷系統(tǒng) 機械式溫控器、單循環(huán)制冷系統(tǒng)的電冰箱沒有電腦板、電磁閥等耗電部件,同時采用單循環(huán)制冷系統(tǒng)的冰箱壓縮機開停只受冷藏室溫度控制,相比雙循環(huán)制冷系統(tǒng)的冰箱,開機時間短,較為省電。
3.采用高效無氟壓縮機 高效無氟R600a壓縮機在冰箱上已經廣泛使用,其能源效率值(COP)能達到1.75,是冰箱節(jié)能的最主要手段。
采用常規(guī)節(jié)能技術的優(yōu)點是生產工藝簡單、可靠性高、成本增加較少,但其缺點也很明顯:過厚的發(fā)泡層影響冰箱的美觀效果;機械式溫控器操作不方便,需要根據(jù)季節(jié)的不同調整溫度檔位,并且采用單循環(huán)系統(tǒng)的冰箱冷凍能力小(通常只有幾千克)、不能實現(xiàn)速凍等功能,在冷凍大量新鮮食品時能力較差。采用常規(guī)節(jié)能技術的冰箱另外一個弱點是耗電量的不均勻性,單循環(huán)制冷系統(tǒng)冰箱由于其溫度受冷藏室控制,冬季環(huán)境溫度較低(一般是低于16度)的時候必須打開溫度補償裝置才能保證冰箱的正常運行,該補償裝置每天的耗電量在0.24度以上。
壓差保持技術
電冰箱工作時壓縮機壓縮氣態(tài)制冷劑到冷凝器內,通過散熱成為高壓的液態(tài)制冷劑,然后由毛細管進入低壓的蒸發(fā)器內氣化蒸發(fā),吸走冰箱內的熱量,達到制冷的目的。冰箱壓縮機在剛開始的3至5分鐘內主要用于建立冷凝器和蒸發(fā)器之間的壓差,然后才能進入正常的制冷狀態(tài),這前面的3至5分鐘屬于能耗的浪費。
壓差保持技術是通過在冰箱制冷管路上設置一系列的閥門來控制管路的通斷,壓縮機開機制冷時閥門導通,當壓縮機停機時閥門關閉,將冷凝器中的高壓制冷劑切斷并保持在冷凝器中,下次壓縮機開機時可以快速建立冷凝器和蒸發(fā)器間的壓差,減少浪費的能耗。
該技術的優(yōu)點是可以減少壓縮機開機時的能耗損失,缺點是需要在管路上設置多個閥門及相應的壓縮機卸壓管路,管路的焊接點較多。
變頻節(jié)能技術
變頻技術在日本冰箱行業(yè)中應用非常廣泛,國內冰箱行業(yè)從1999年開始試驗變頻技術,到現(xiàn)在市場上已有海爾、海信、依萊克斯、無錫松下等多家企業(yè)的變頻冰箱上市,與傳統(tǒng)轉速為3000rpm的壓縮機相比,變頻壓縮機具有軟啟動、低噪音、高效率、高速制冷能力的優(yōu)點,其轉速范圍1800rpm至4300rpm,能源效率值(COP)最高可以達到1.9以上。采用變頻技術的電冰箱可以在短時間內快速制冷達到設定的溫度,然后以低速持續(xù)運行,產生少量冷量維持冰箱內的溫度,避免壓縮機頻繁開停造成的電能浪費,據(jù)測算采用變頻技術的冰箱與相同的普通冰箱相比可以節(jié)省能耗15%以上。
變頻技術的缺點在于其成本高,目前變頻壓縮機的價格大約為550元至800元,遠遠高于普通高效無氟壓縮機的價格,這也是制約變頻技術在中國冰箱行業(yè)推廣的主要因素。相信隨著壓縮機和變頻控制技術的發(fā)展,變頻壓縮機的價格最終會降到普及的范圍。
真空絕熱技術
真空絕熱技術在冰箱行業(yè)的應用源于90年代,利用真空條件下的低導熱特性制作隔熱材料,固定在冰箱發(fā)泡層中以提高冰箱隔熱性能。目前的真空絕熱產品一般是用玻璃纖維復合品做型芯,復合鋁膜袋套裝并密封抽真空,其導熱系數(shù)僅為0.0025W/mK,而目前常用的環(huán)戊烷發(fā)泡料的導熱系數(shù)為0.019W/mK,根據(jù)測試資料,當真空絕熱材料面積覆蓋率達到冰箱發(fā)泡層面積的70%時,冰箱相對能耗可以減少24%以上,或者保持耗電量不變,冰箱的容積可以增大15%以上。
真空絕熱技術在日本冰箱行業(yè)得到廣泛應用,三菱、日立、松下、東芝、三洋等公司2004年新產品中均采用了真空絕熱技術來降低冰箱能耗。國內市場上無錫松下公司推出了容積220升、帶有真空絕熱材料的冰箱,耗電量僅為0.35度。國內冰箱廠家也在進行該技術的應用研究,相信不久就會有產品出現(xiàn)。
真空絕熱材料優(yōu)異的絕熱性能和成熟的工藝為其推廣使用提供了可能,但是目前該材料主要由日本廠家生產,價格大約為40美元/平方米,其高昂的價格和國內冰箱價格的不斷下跌會影響國內冰箱的技術跟進速度。
以上節(jié)能技術的技術可行性高、工藝操作性較好,在國內外的大型冰箱廠家中得到不同程度的應用。隨著各國政府對電冰箱能耗水平要求的不斷提高,節(jié)能技術也會得到持續(xù)的推廣應用。同時,相變材料蓄能技術、線性壓縮機技術等新興節(jié)能技術不斷涌現(xiàn),最終會提高整個冰箱行業(yè)的能耗水平。
(責編 石少菊)
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