Schlüsselwörter
(Englisch)
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Thermodynamics, Refrigerator, Energy-optimization, Energy Efficiency
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Kühl- und Gefrierschränke sind trotz dem technischen Vorschritt der letzten Jahre nach wie vor relevante Stromverbraucher im Haushalt. Mit diesem Forschungsprojekt soll mit dem Aufbau eines Funktionsmusters aufgezeigt werden was heute technologisch möglich ist bezüglich Energieeffizienz unter Berücksichtigung der Marktanforderungen wie No-Frost-Funktion und Mehrzonen-Kühlschränken.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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Although we had made substantial technical progresses, refrigerators and freezers are still relevant electricity consumers in private households. With this research project we will demonstrate the today's technological possibilities regarding energy-efficiency respecting the market needs as no-frost technologies in freezers and multi-temperature zone coolers.
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Schlussbericht
(Deutsch)
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"Best in class"-Kühlschränke erreichen aktuell das Energieeffizienzlabel A+++. Für die Einführung einer neuen Gerätekategorie mit dem Label A++++ wäre eine Effizienz-Steigerung resp. Verbrauchsreduktion von 50% notwendig. Dieses Projekt zeigt einen Weg auf, wie diese erreicht werden kann.
In der ersten Phase wurde die aktuelle Technologie grundlegend analysiert und basierend darauf Ideen und Ansätze erarbeitet. Die gesammelten Ansätze wurden bezüglich ihres Einflusses auf die Energie-Effizienz bewertet. Sie wurden danach zu Gesamtkonzepten kombiniert und für diese rechnerisch aufgezeigt, wie ein A++++-Kühlschrank realisiert werden kann. Daraus lässt sich schliessen, dass ca. die Hälfte der Einsparung mit einem effizienteren Kältekreis erreicht werden kann. Der Rest der Einsparung muss über eine verbesserte Isolationshülle gewonnen werden.
Anhand von Messungen mit Funktionsmustern sollten diese Berechnungen experimentell überprüft werden. Die Messungen haben gezeigt, dass die Auslegung des Kältekreises und der Wärmetauscher, aber auch weiterer Komponenten im Gehäuse die Realität gut abbildet. Die angestrebte, verbesserte Isolation konnte jedoch nicht umgesetzt werden. Hier sind Schwierigkeiten im Herstellungsprozess aufgetreten, die Ursachen dafür werden weiter untersucht.
Das Ziel, eine experimentelle Bestätigung der Energieeffizienz des Gesamtgerätes zu erreichen, wurde also nicht vollständig erreicht. Es wurde aber gezeigt, dass die Auslegung der einzelnen Komponenten die Realität gut abbildet und damit die Machbarkeit eines A++++-Kühlschranks auf Basis des aktuellen Konzeptes mit Kältetechnik im Sockel und der Kälteverteilung über Luft grundsätzlich bestätigt. Dies unter der Voraussetzung, dass die isolierende Hülle in bester Qualität gefertigt wird.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
V-ZUG Kühltechnik AG
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Ganz,Jochen
Stahl,Stefan
Furrer,Florian
Kaiser,Andreas
Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Englisch)
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"Best in class" refrigerators currently achieve energy efficiency ratings of A+++. For a newly introduced category of appliances with the A++++ rating, an efficiency increase by cutting power consumption by 50% is required. This project shows a path towards achieving this goal.
In the first phase, the current technology was thoroughly analyzed to identify ideas and approaches for further development. The collected approaches were evaluated for their impact on energy efficiency and then combined into overall concepts and mathematically demonstrated how a refrigerator with an A ++++ rating can be realized. It was concluded that about half of the savings can be achieved with a more efficient cooling circuit. The rest of the savings would be gained through an improved insulation cover.
These calculations were then put to the test on functional models. The data collected showed that the arrangement of the cooling circuit, the heat exchanger and other components in the housing reflected real-world conditions accurately. However, the intended, improved insulation could not be implemented due to difficulties encountered in the manufacturing process for reasons to be further investigated.
As a result, the goal of confirming the energy efficiency of the entire device experimentally was not fully achieved. The experiment did show, however, that the arrangement of the individual components was a good model of actual refrigerators, thus confirming the feasibility of an A++++ refrigerator based on the current concept of refrigeration technology through air-based cold distribution. This would depend, of course, on the insulating cover being of the highest quality.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
V-ZUG Kühltechnik AG
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Ganz,Jochen
Stahl,Stefan
Furrer,Florian
Kaiser,Andreas
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Schlussbericht
(Französisch)
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Les meilleures réfrigérateurs „Best in class“ atteignent actuellement le label d’efficacité A+++. Afin d’introduire une nouvelle catégorie d’appareil avec un label A++++, il serait nécessaire de réaliser une augmentation d’efficacité respectivement une réduction de la consommation de 50%.
Dans la première phase du projet, la technologie actuelle a été analysée fondamentalement afin d’élaborer de nouvelles idées et approches au problème. Celles-ci ont été évaluées en fonction de leur influence sur l’efficacité énergétique de l’appareil et ont ensuite été combinées afin de démontrer avec des méthodes numériques, de quelle manière un réfrigérateur A++++ peut être réalisé. On peut en déduire que la moitié de l’économie peut être atteinte avec un cycle de réfrigération plus efficace. Le reste de l’économie doit être réalisée au travers d’une coque d’isolation améliorée.
En se fondant sur les mesures pratiquées sur des modèles fonctionnels, les modèles numériques ont pu être vérifiés expérimentalement. Les mesures ont démontrées, que le modèle théorique du cycle réfrigérant et l’échangeur de chaleur ainsi que d’autres composants de l’enveloppe représente bien la réalité. Il n’a par contre pas été possible d’implémenter l’isolation améliorée qui avait été prévue. Des difficultés ont été rencontrées dans les procédés de fabrication de celle-ci, les causes vont être examinées.
Le but de démontrer expérimentalement l’efficacité énergétique de l’appareil complet n’a pas été complétement atteint. Il a par contre été démontré que le modèle numérique des composants individuels correspond à la réalité. De par ce fait la faisabilité d’un réfrigérateur A++++ se basant sur le concept actuel de cycle réfrigérant dans le socle et d’une répartition du froid par l’air est confirmée. Ceci à condition que l’isolation soit fabriquée de la meilleures qualité possible.
Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
V-ZUG Kühltechnik AG
Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Ganz,Jochen
Stahl,Stefan
Furrer,Florian
Kaiser,Andreas
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