Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
技术 电冰箱技术专题
冰箱节能技术的实例研究
湖南华良电器实业有限公司 蒋琳陈俊戴洪波
摘要：选用合理的发泡层厚度、采用优化的门封结构、运ｆｆ］Ｖ ＪＰ板等措施减少
箱体漏热；匹配合理制冷量的高效压缩机提高制冷效率；采用回热循环、副蒸
发器等优化制冷系统措施等是当前运用成熟的节能措施，本文通过对实例的理
论计算和试验对各个节能措施的节能效果进行了研究。
关键词：节能；高效压缩机；副蒸发器；ＶＩＰ
１引言
家用电冰箱作为国家首批进行节能认证的
产品之一，其节能水平一直受到了国家的重视。
相关部门在２００８年１０月８目发布了最新的关于冰
箱能耗的国家强制标准：ＧＢ １２０２１．２—２００８《家用
电冰箱耗电量限定值即能源效率等级》，从政策
层面对于冰箱能耗提出了更高的要求。
２目前冰箱节能技术的应用
经过各国许多年的研究，目前已经形成了
一些较为成熟的节能技术，目前国内冰箱生产
厂家所普遍采用的节能方法基本有以下几种：
（１）减少冰箱漏热主要方法有：①增加
保温层厚度；②使用高性能新型发泡剂；③采
用真空绝热板；④采用先进的发泡工艺，提高
发泡性能，如采用微孔发泡技术。
（２）优化结构主要方法有：①优化门封结
构，比如增加门封气囊数，减低门封高度，采用
门整体发泡技术，采用双门封等；②优化蒸发器
性能，如增加蒸发器面积，采用换热效率更高的
材料等；
（３）高效压缩机的应用：提高压缩机的
能效比也是最直接的降能手段。目前市场上最
高效的压缩机ｃｏｐ已经达到了２．１左右。
（４）制冷系统的优化：通过系统的匹配
６０家电科技 优化得出冷凝器的最佳换热面积、毛细管的最
佳长度和内径、蒸发器的最佳换热面积以及最
佳冷媒充注量等参数。
另外还有好多技术难度较大的节能方法也
逐渐被运用，比如利用新型多循环制冷系统设
计、采用变频技术、采用高低压止回阀技术等。
３节能技术实际应用的实验验证
下面就用型号为ＢＣＤ一１９ｌ超级节能的冰
箱，在进行节能降耗过程中所采取的各种节能
措施及对应实验数据来举例说明。
冰箱总有效容积为Ｉ９１Ｌ（其中冷藏室为
１１８Ｌ，冷冻室为７３Ｌ），直冷机械温控，冷藏
蒸发器采用板管式结构，冷冻蒸发器采用管板
式结构，冷凝器为内嵌式，用铝箔胶带粘贴在
冰箱侧板内侧。
设计能效目标为０．３５ｋＷｈ／２４ｈ，低于ＧＢ
１２０２１．２－２００８中规定的一级能耗３４％。我们通
过理论计算与实际的匹配测试，在采取了一步
一步的优化措施后，逐步达到了设定的目标。
３．１通过理论计算得出最优化的发泡层厚度 （１）侧面发泡层厚度对漏热量的影响
从表１可知，冷藏侧部发泡层从７０ｍｍ再
往上加厚，优化百分比小于４％，冷冻侧部发
泡层从ｌＯＯｍｍ再往上加厚，优化百分比小于
３％，综合考虑成本与发泡层厚度增加对于容
积的影响，冷藏侧部最优化的发泡层厚度取
为７０ｍｍ，冷冻侧部最优化的发泡层厚度取为
ｌＯＯｍｍ。
（２）背部发泡层厚度对漏热量的影响
表２数据显示，冷藏背部发泡层厚度８５ｍｍ
以上，优化百分比小于１％，冷冻背部发泡层
从８５ｍｍ再往上加厚，优化百分ｔＬｄ，于１％，
综合考虑成本与发泡层厚度增加对于容积的
影响，冷藏背部最优化的发泡层厚度取为
７０ｍｍ，冷冻背部最优化的发泡层厚度取为
８５ｍｍ。
３．２优化门封结构
根据以往经验的积累，采用双门封结构优
化值约为２％。此次优化直接在冷冻室上采用
双门封技术。
３．３压机的优化
初始设计采用上述计算所得的发泡层厚
度及双门封结构，匹配制冷系数为１．６５的中效
压缩机进行试验，测得三台冰箱平均能耗值为
Ｏ．４２ ｋｗｈ／２４ｈ，与设计目标相差２０％。
用高效压机进行替换匹配，用制冷系数
为１．８８的高效压机替换制冷系数为１．６５的中效
压缩机进行实验，测得三台冰箱平均能耗值为
０．３９ｋｗｈ／２４ｈ，与改进前进行对比，能耗降低
了７％，与设计目标差距缩小至１１％。
３．４优化制冷系统
（１）强化回热利用：采取回热循环可以
冷藏室侧丽发泡层厚度ｃｍｍ） 漏热量（Ｗ） 优化百分比 冷冻室侧面发泡层厚度（ｍｍ） 漏热量（Ｗ） 优化百分比
４０ １ ７ ３ ／ ６５ ２２ ４ ／
４５ １ ６ ２ －６ ３Ｅ％ ７０ ２１ ６ －３ ５７％ ５Ｏ １ ５ ３ －５ ５Ｅ）％ ７５ ２０ ８ －３ ７０％
５５ １ ４ ５ －５ ２３％８０ ２０ １ —３ ３７％
６０ １ ３ ８ －４ ８５％８５ １ ９ ４ －３ ４８％
６５ １ ３ ２ －４ ３ ５）％ ９０ １ ８ ８ －３ ＯＥｌ％
７０ １ ２ ６ －４ ５５％ ９５ １ ８ ２ －３ １ ９％
７５ １ ２ １ －３ ９７％ １Ｏ０ １ ７ ６ －３ ３Ｏ％
８０ １１ ７ －３ ３１％ １０５ １ ７ １ —２ ８ｚ＿％ ８５ １１ ３ －３ ４２％ １１Ｏ １ ６ ７ —２ ３４％ 注．①表中的计算冷藏背部发泡层厚度为５５ｒａｍ．门发泡层厚度为５０ｍｍ．
②表中的计算冷冻背部发泡层厚度为６５ｍｍ．门发泡层厚度为７５ｍｍ。
提高系统的制冷效率及单位容积制冷量。于是
将铝材料的回气管换成换热效果更好的铜回气
管并与毛细管钎焊在一起组成回热系统，将回
热长度最大化至１．５ｍ。通过测试，能耗从改进
前的０．３９ｋｗｈ／２４ｈ降至了０．３８ｋｗｈ／２４ｈ，能耗降
低了２．６％，与设计目标差距缩小至８．５％。
（２）优化蒸发面积：通过对前期的实验
数据进行分析整理，发现冷冻室最热温度点为
冷冻室底部抽屉内。以此为改进思路进行进一
步优化：在冷冻室底部箱胆内增加一板管式副
蒸发器。目的是①加大蒸发面积提高蒸发温
度；②降低冷冻室底部的局部温度，使得整个
冷冻室内的温度更加均匀。
通过实验验证，基本达到了最初的预想，
冷冻室内温度均匀性得到了很大的改善。
分析比较图１与图２两个曲线图可以发现： （１）改进前冷冻室所布３个点之间的温差
近１．５℃，改进后冷冻室所布３个点之间的温差
只有０．５℃左右，温差改善了近１℃；
（２）改进前，最热温度为Ｍ０３，改进
后，由于冷冻室底部增加了副蒸发器，底部的
Ｍ０３不再是最热点了，最热点变成了ＭＯ１。
通过对实验数据的整理计算，能耗从改进
前的０．３８ｋｗｈ／２４ｈ降至了０．３７ｋｗｈ／２４ｈ，能耗又
降低了２．６％，与设计目标相差还有约５．７％。
３．５采用真空绝热技术减小漏热量
通过理论的漏热计算，外界往冷冻室内的
漏热量占整个箱体漏热量的５５％，而通过冷冻
室门往冷冻室内的漏热量又占外界往冷冻室内
的漏热量的２０％左右。于是考虑在冷冻室门内
增加真空绝热板（又称ＶＩＰ板），降低导热系数
以此来减小通过冷冻门往冷冻室内的到热量。
棚 器 襄”’｝ 融 ■≤、＾ｆ｝ｌ 簿分比ｉ雒嘲｝壹嘲懈嚏涛蕊 雯抽州｝ｌ —镕髓 ∽ 馋髓蠕簿分－比 ２ ７ ／ ６５ ７ ６ ／
１０ ２ ５ －１ ５７％ ７０ ７ ４ — ４％ ６５ ２ ３ －１ ６０％ ７５ ７ ２ — ５％
７０ １ ２ １ －１ ６３％８０ ７ ０ — ６％
５ ９ －１ ６５％８５ ６ ８ — ８％
ｌ １０ ７ —１ ６８％ ９Ｉ ］ ６ ７ －０ ６０％ ５ －１ ７１％ ９ １ ６ ６ －０ ６０％
４ －０ ５４％ Ｏ０ ６ ５ —０ ６（ １％
３ －０ ８８％ ０５ ６ ４ —０ ６ ％
Ｏ０ ２ －０ ８８％ Ｏ ６ ３ ０ ６ ％ 注０表中的｝ 算冷藏侧面发泡层厚度为７０ｍｍ 门发泡层厚度为５０ｒａｍ ＠表中的 ｒ算冷冻侧面发泡层厚度为１０ｏｍｍ门发泡层厚度为７５ｍｍ。
■ 穗 荣√ Ｉ ＿＿誊 ＿ 。 ｌｌ 撼 ＿黪 。 最初设计 增加发泡层厚度．采用双门封技术中效压缩机
步骤一 采用高效压缩机 步骤二 强化回热利用．将铝回气管改用铜回气管
步骤三 优化制冷系统．冷冻室增加副蒸发器 步骤四 冷冻室门内加真空绝热板 ０ ４２
０ ３９ ０ ３８
０ ３７
０ ３４ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
技术
由于冷凝器为内置冷凝器布置在冰箱的两
侧，所以冰箱两侧也是往箱体内漏热的主要途
径，但由于工艺的限制，不能增加ｖＩＰ板。
在冷冻门内增加真空绝热板后进行测试验
证，所测的能耗结果为０．３４ｋｗｈ／２４ｈ，在前一
次改进的基础上，能耗降低了８．０％，不但达到
了目标值并且已经优于目标值２．９％。
另外通过整理实验数据发现，冷冻室门采
用真空绝热板后，冷冻室内单个点的温度波动
有所减小，如图３所示。
对所有改进措施进行总结如表３。
综上所述，四步改进措施一共实现了降能
耗２０％，其中以采用高效压机和真空绝热板贡
献最大。
４结论
目前许多有效的节能措施还没有得到大量
的应用，是因为任何一个改进能耗的措施都会
伴随着成本的增加。但是随着这些技术的日益
成熟，成本会不断的下降，这些新的技术必将
越来越多的被应用在普通的冰箱上，从而提高
我国节能冰箱设计的整体水平，也为人类保护
环境做出更大的贡献。
参考文献：
［１］杨世铭．传热学（第二版）．北京：北京高等教
育出版社，１９９３
［２］全国家用电器标准化技术委员会．ＯＢ／
Ｔ８０５９．２－１９９５家用制冷器具冷藏冷冻箱．北京：中
国标准出版社，１９９５
术委员会．ＧＢ
等级．北京：中国标准出版社，１９９５
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