多元发泡节能技术在冰箱上的研究与运用

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1、题号分数任课教师签名—•二三四五六七八九十总分北京工业大学研究生课程考试答题纸考试课程：制冷及空调装置中的新技术课程类别：学位课«选修课研究生学号：S201305099研究生姓名：聂荣华学生类别：博士硕士«工程硕士进修生考试时间：2014年5月13日多元发泡节能技术在冰箱上的研究与运用目录第一章引言2第二章冰箱发泡基本原理和背景简介22.1冰箱发泡基本原理22.2冰箱发泡技术背景简介2第三章不同的节能技术成本对比23.1降低发泡料K值33.2提升压缩机COP（或使用变频压缩机）33.3增加VIP板33.4总结3第四章现有主要发泡体系技术参数3第五章多元发泡技术45.1多元发泡技

2、术的技术特点45.2多元发泡技术的技术难点55.3多元发泡技术的节能效果55.4多元发泡节能技术的实际应用6第六章总结和展望6第一章引言全球低碳、节能己成人势所趋。从国际组织到各国政府层面，各种指令、法律、法规、政策都逐步加强了对节能产品的引导与监控；从消费者层面，全球用户无论是消费意识还是消费习惯均己快速转向节能产品。环保和节能是家电产品的发展方向，作为中国节能家电的先行者，冰箱所而临的节能任务更加繁重。目询，中国冰箱企业已经普遍使用环戊烷进行发泡。2013年，中国国家标准化委员会开始组织冰箱能效标准（GB12021.2）修订，变更能耗测试方法并进一步提高各能效筹级的能效指数

3、，这对冰箱企业提出了严格的技术指标要求。基于对节能趋势的共同适应和未來企业的发展需求，各主要冰箱制造商和上游企业都从各自实际情况出发，力图以较小的成本上升解决降低能耗的难题。在发泡体系方面，就体现为要在现有基础上提高环戊烷发泡体系保温性能，以满足冰箱行业对节能环保的新要求第二章冰箱发泡基本原理和背景简介2.1冰箱发泡基本原理发泡就是将两种化学原料进行混合，两种原料混合后发生化学反应，出现两种重大变化：一是两种液态流体原料经过混合反应后迅速固化，逐渐失去流动性；二是两种液态原料经过化学反应后，体积迅速膨胀，最终形成了带微小孔洞的固态泡沫物质，该反应后的产物（俗称发泡料）具备重量轻

4、、含有丰富孔洞、具备良好的绝热效果。冰箱箱体发泡原理，高压发泡机通过高压将两种发泡料（因其颜色一种是白色，而另一种是黑色,因此工厂通常称为“白料”和“黑料”）压到发泡枪，在枪头中由于高压对射而达到完全混合、反应，迅速填充到预装好的内胆和売体内侧的各个部位，在短时间内固化形成坚硬的泡沫，完成箱体的发泡。2.2冰箱发泡技术背景简介在美国，冃前冰箱制造行业主要采用HFC・245fa发泡剂代替原先使用的HCFC-141b,效果较佳，但需要对设备进行改造，成本明显上升,J1有一定的温室气体效应。在欧洲，冰箱业主要应用HFC・365mfc发泡体系，虽然不需要改造设备，但发泡剂木身的成木增髙

5、较为明显。在韩国，主要应用添加剂技术,该技术工艺性差，设备投入较大。目前，中国部分冰箱厂家仿效美国，开发HFC-245fa发泡剂的应用;部分企业采用环戊烷和HFC・245fa混仑发泡，但技术方面仍存在设备改造问题，工艺方血也冇一•些问题需要解决。口前川于冰箱保温的主要应该是聚氨酯硬质泡沫塑料，它的保温性能好且成型方便。保温层厚度越人保温效果会越好但同吋带來初期成本高、保温层支撐强度不够等问题，故而应适可而止。目询在冰箱领域大规模使用的发泡剂种类主要冇CFC-lkHCFC-141b和戊烷三大类，对原冇的CFC-11生产线而言,改用戊烷发泡技术需对生产线进行改造，因生产能力不同设备

6、改造费用也相差巨人。第三章不同的节能技术成本对比对冰箱而言，能够提升产品能效水平的措就主要有：降低发泡料K值（K值：传热系数，K值越小，绝热能力越强）、提升压缩机COP值（COP：圧缩机能效比，COP越鬲，压缩机效率越鬲）或使用变频压缩机、增加VIP板（VIP:真空绝热板，英文VacuumInsulationPanel的简称）、按照测试标准针对性调整性能设计细节、通过结构设计针对性调整整机热负荷、降低电控冰箱待机功耗等。本文将以某公司常规能效水平主销电控肓冷三门冰箱为例，来分析以上措施的优缺点。主要参数为:R室容积与特征温度：119L/+5°C、M室容积与特征温度：43L/・7

7、°C、F室容积与特征温度：54L/・18°C、产品气候类型ST、基准型能耗实测值：0.46KWh/24h、发泡料K值：20.0〜20.2mW/m・K、改善冃标:能耗实测值下降5%。3.1降低发泡料K值基准型号所使用发泡料为普通C/P系统（C/P：环戊烷，C5H10）,K值为20.0〜20.2mW/m・K，模塑密度为33〜35kg/m3,单台产站发泡料重量约为1lkg。按能耗降低5%核算，K值需降低8%（经验数据）降至1&4mW/in・K。发泡料K值降低后，单台成本上升为17.05元。需要说明