Schlüsselwörter
(Deutsch)
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TP0081;F-Elektrizitätstechnologien & -anwendung
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Im Rahmen eines F&E Projektes zwischen Forster AG und der Empa soll der Energieverbrauch von Kühlgeräten durch Optimierung der thermischen Isolation reduziert werden. Verbesserungsmöglichkeiten werden sowohl seitens des Designs (Wärmebrücken, Dichtheit etc.) sowie bei der Wahl der Isolation (PU-Ausschäumung, Zuschlagsstoffe, Hochleistungsisolation) gesucht. Durch systematisches Vorgehen sollen diverse Ansätze ausgewählt und nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten klassiert werden. Daraus ergeben sich konkrete Optimierungsvorschläge.
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Das Kühlschrankprojekt zwischen der Forster Küchen und Kühltechnik AG und der Abteilung Bautechnologien der Empa Dübendorf erlebte einen glücklichen Start auf Ende Jahr. Seit dem Startschuss Mitte November sind bereits erste Messungen an Kühlgeräten erfolgt sowie Vorbereitungen zur Erstellung eines thermischen 3D Modells von Kühlgeräten durchgeführt worden. Die Vorversuche zeigen einerseits, dass Unterschiede zwischen verschieden geschäumten Schränken in Ihrer Isolationsleistung (kA Werte) messbar sind. Die Abweichung von identisch geschäumten Schränken ist gering, was wiederum auf eine gleichmässige Qualität des Schaums und eine homogene Schaumverteilung schliessen lässt. 3D Konstruktionszeichnungen werden im Moment vereinfacht und wichtige Detaillösungen (Türabdichtung, Wärmebrücken) für vertiefte Untersuchungen sondiert. So wird in Kürze ein umfassendes thermisches Modell erstellt werden, welches Einflüsse von Material- und Design-änderungen abschätzbar macht. Alle weiteren im Projektantrag definierten Aufgaben werden im neuen Jahr in Angriff genommen.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Koebel,Matthias M.
Doerwaldt,Thomas
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Im Rahmen dieses Projektes haben Forster Küchen- & Kühltechnik AG in Arbon und die Empa Dübendorf in einer Zusammenarbeit eine Studie zur Energieverbrauchsminimierung an Kühlgeräten durchgeführt. Anbei wurden kalorimetrische Messungen an einem typischen Kühl / Gefrier Kombigerät und numerische Modellierung von Wärmeübergängen dazu verwendet, Schwachstellen aufzuzeigen. Vergleichsmessungen mit vier verschiedenen PU-Materialien geschäumten Schränken zeigen nur einen geringen Einfluss des Schaums auf den Gesamtenergieverbrauch. Dies ist darauf zurückzuführen, dass kommerzielle PU-Schäume weitgehend optimiert sind. Zudem wurde ein 3D Modell des Kühlgeräts erstellt und damit diverse Details untersucht. Es wurde unter anderem gezeigt, dass der Einsatz von Vakuumisolation (VIP) besonders im Türbereich des Kühlraums sinnvoll ist. Als wirtschaftlich vielversprechendste Massnahme profilierte sich eindeutig der Einsatz einer doppelten Türdichtung im Tiefkühlbereich mit einem theoretischen Energiesparpotential von bis zu 10% des Gerätegesamtverbrauchs. Diese Arbeit zeigt auf, wie eine Kombination von Experiment und thermischer Modellierung die Schwachstellen des Geräts punkto Design und Materialien rasch aufzeigen kann und konkrete Verbesserungsvorschläge liefert.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Koebel,Matthias M.
Binder,Bruno
Doerwaldt,Thomas
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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In a joint research project, Forster Küchen- & Kühltechnik AG in Arbon, Switzerland, have conducted a study on how to minimize the energy consumption in common household refrigerators. Calorimetric measurements were performed on a standard refrigerator/freezer combination. Complementary numerical modeling studies of relevant thermal transport processes were used to identify potential weak points in the desin. In addition, thermal measurements of identical appliance models but isolated with four different polyurethane foam formulations were carried out in our laboratory. The foam type dhowed only a minor effect on the total energy consumption of the refrigerator because commercial PU foams are quite performance optimized and the differences are minimal. As part of a 3D numerical analysis, various construction details were investigated. The use of vacuum insulation (VIP) was shown to make the most sense in the refrigerator door. The use of a double gasket freezer compartment door seal stood out as the most economical measure with a predicted total energy savings potential of up to 10%. This study demonstrates nicely, how a combination of experiment and heat transport modeling can show weak points in both design and materials used and provide precise suggestions for improvement.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Koebel,Matthias M.
Binder,Bruno
Doerwaldt,Thomas
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Schlussbericht
(Französisch)
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Au cours de ce projet, la Forster Küchen- & Kühltechnik SA situé à Arbon et la Empa Dübendorf ont effectué une étude sur la minimisation de la consommation énergique de réfrigérateurs. Ci-joint est la description de mesurages calorimétriques effectués sur une combinaison frigo / congélateur typique et des simulations numériques du transport thermique qui on servi comme base pour une analyse de points faibles. La comparaison des résultats de quatre appareils remplis de diverses mousses isolantes n’a montré qu’une influence négligeable sur la consommation électrique. Ceci est dû au fait que les mousses isolantes de polyuréthane commerciales sont bien perfectionnées ces jours-ci. En plus, un modèle numérique 3D de l’appareil a été élaboré et utilisé pour l’analyse de détails critiques. Entre autres on a démontré que l’emploi d’isolation évacué (VIP) est le plus judicieux dans les portières. L’utilisation d’un double bourrage dans le compartiment congélateur s’est révélée comme la mesure la plus efficace d’un point de vue économique avec une économie atteignant jusqu’à 10% de la consommation énergétique totale. Ce travail montre qu’une combinaison d’expériences pratiques et de modélisation numérique puissent révéler bien rapidement les défauts et les points faibles de l’appareil du point de vue de design et de matériaux tout en fournissant des propositions d’amélioration utiles.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
EMPA
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Koebel,Matthias M.
Binder,Bruno
Doerwaldt,Thomas
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