Вдосконалення конструкції побутового холодильника з метою зменшення теплових втрат
Вантажиться...
Дата
2025
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Хмельницький національний університет
Анотація
З жовтня 2025 року відповідно до Постанови №1181 Кабінету Міністрів України в Україні починають діяти нові
класи енергоефективності побутової техніки, які відповідають новому Європейському стандарту енергоефективності. За новим стандартом побутова техніка, яка в минулому мала клас енергоефективності А+++, тепер буде відповідати класу енергоефективності D. Актуальності набуває питання вдосконалення існуючих конструкцій побутової техніки, а саме найбільш поширених побутових двокамерних холодильників, з метою зменшення теплових втрат, в результаті чого зросте клас енергоефективності.
В роботі наведено вдосконалення конструкції двокамерного побутового холодильника, а саме: додавання вакуумно ізольованої панелі товщиною 20 мм по передній стінці холодильника, додавання ВІП товщиною 30 мм по задній стінці ПХ із зменшенням товщини задньої стінки ПХ з 80 до 60 мм з метою зменшення втрат корисного об’єму холодильної та морозильної камер, зменшення зазору між стінками ПХ та ВІП, в результаті чого збільшиться тепловий шлях та зменшиться ширина теплових мостів, збільшення довжини ВІП, перенесення компресорного відсіку із нижньої частини холодильника у верхню.
Для моделювання та розрахунку теплових втрат використовувався програмний комплекс COMSOL Multiphysics. Запровадження таких вдосконалень дозволяє за результатами моделювання зменшити теплові втрати від 33 до 65 % в окремих конструктивних елементах холодильника, а загальні теплові втрати зменшуються на 47%.
Окрім запропонованих вдосконалень, які зменшують теплові втрати у ПХ на 42%, також запропоновано змінити конструкцію ущільнювача. В роботі запропоновано два варіанти конструкції ущільнювача – із круглими та ромбоподібними камерами. Ущільнювач із круглими камерами дозволяє зменшити теплові втрати від 33 до 38%, а ущільнювач із ромбоподібними камерами – на 38-39%. Враховуючи, що при виготовленні ущільнювача із круглими камерами витрата матеріалу на його виготовлення зменшується на 7%, в той час як при виготовленні ущільнювача із ромбоподібними камерами витрата матеріалу зменшується на 25%, то найбільш оптимальним варіантом ущільнювача буде ущільнювач із ромбоподібними камерами.
From October 2025, in accordance with Resolution No. 1181 of the Cabinet of Ministers of Ukraine, new energy efficiency classes for household appliances will come into force in Ukraine, which comply with the new European energy efficiency standard. Under the new standard, household appliances that previously had an A+++ energy efficiency class will now correspond to energy efficiency class D. The issue of improving the existing designs of household appliances, namely the most common two-compartment refrigerators, in order to reduce heat loss and thereby increase energy efficiency, is becoming increasingly relevant. The paper presents improvements to the design of a two-compartment household refrigerator, namely: the addition of a 20 mm thick vacuuminsulated panel on the front wall of the refrigerator, adding a 30 mm thick VIP to the rear wall of the refrigerator with a reduction in the thickness of the rear wall of the refrigerator from 80 to 60 mm in order to reduce the loss of useful volume in the refrigerator and freezer compartments, reducing the gap between the walls of the refrigerator and VIP, which will increase the heat path and reduce the width of thermal bridges, increasing the length of the VIP, moving the compressor compartment from the bottom of the refrigerator to the top. The COMSOL Multiphysics software package was used to model and calculate heat losses. The introduction of these improvements allows, according to the modelling results, to reduce heat losses from 33 to 65% in individual structural elements of the refrigerator, and total heat losses are reduced by 47%. In addition to the proposed improvements, which reduce heat loss in the refrigerator by 42%, it is also proposed to change the design of the gasket. The paper proposes two gasket designs – with round and diamond-shaped chambers. A gasket with round chambers reduces heat loss by 33 to 38%, and a gasket with diamond-shaped chambers reduces it by 38 to 39%. Considering that the manufacture of a gasket with round chambers reduces material consumption by 7%, while the material consumption for manufacturing a gasket with diamond-shaped chambers is reduced by 25%, the most optimal gasket option would be a gasket with diamond-shaped chambers.
From October 2025, in accordance with Resolution No. 1181 of the Cabinet of Ministers of Ukraine, new energy efficiency classes for household appliances will come into force in Ukraine, which comply with the new European energy efficiency standard. Under the new standard, household appliances that previously had an A+++ energy efficiency class will now correspond to energy efficiency class D. The issue of improving the existing designs of household appliances, namely the most common two-compartment refrigerators, in order to reduce heat loss and thereby increase energy efficiency, is becoming increasingly relevant. The paper presents improvements to the design of a two-compartment household refrigerator, namely: the addition of a 20 mm thick vacuuminsulated panel on the front wall of the refrigerator, adding a 30 mm thick VIP to the rear wall of the refrigerator with a reduction in the thickness of the rear wall of the refrigerator from 80 to 60 mm in order to reduce the loss of useful volume in the refrigerator and freezer compartments, reducing the gap between the walls of the refrigerator and VIP, which will increase the heat path and reduce the width of thermal bridges, increasing the length of the VIP, moving the compressor compartment from the bottom of the refrigerator to the top. The COMSOL Multiphysics software package was used to model and calculate heat losses. The introduction of these improvements allows, according to the modelling results, to reduce heat losses from 33 to 65% in individual structural elements of the refrigerator, and total heat losses are reduced by 47%. In addition to the proposed improvements, which reduce heat loss in the refrigerator by 42%, it is also proposed to change the design of the gasket. The paper proposes two gasket designs – with round and diamond-shaped chambers. A gasket with round chambers reduces heat loss by 33 to 38%, and a gasket with diamond-shaped chambers reduces it by 38 to 39%. Considering that the manufacture of a gasket with round chambers reduces material consumption by 7%, while the material consumption for manufacturing a gasket with diamond-shaped chambers is reduced by 25%, the most optimal gasket option would be a gasket with diamond-shaped chambers.
Опис
Ключові слова
побутовий холодильник, теплові втрати, клас енергоефективності, ущільнювач, компресор, теплові навантаження, domestic refrigerator, heat loss, energy efficiency class, gasket, compressor, heat load
Бібліографічний опис
Вдосконалення конструкції побутового холодильника з метою зменшення теплових втрат / В. Кретюк, Ю. Соколан, П. Майдан, В. Неймак // Herald of Khmelnytskyi National University. Technical Sciences. – 2025. – Vol. 359, No. 6.1. – P. 432-438.