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多维共话冰箱产业技术创新 保鲜、智能成高频热词

2020-10-30 14:55:31 来源:中国家电网

受疫情影响 ,2020年全球市场环境进入阶段性低谷期,家电产业广受波及,冰箱行业也未能幸免的在今年上半年出现了较大幅度下滑。但另一方面,疫情契机也加快了冰箱企业技术创新以及结构升级的步伐。我国作为全球最大的单一冰箱市场,尽管早已步入到存量为主的成熟阶段,但变化犹在。在这样一个巨大的、更新换代需求主导的市场中,技术升级和创新突破是保持市场活力的关键。

10月30日,由中国家用电器协会主办的2020年中国家用电器技术大会冰箱/冷柜专业技术分会在宁波召开。海尔、美的、海信、TCL、万宝、GMCC&Welling、博西华、万朗磁塑、上海睿铸、西安交大等产业上下游企业、行业技术专家和高校科研人员齐聚,就冰箱行业的相关趋势和技术发展进行了深入探讨。海尔智家股份有限公司冰冷产业开发部研发总监张奎主持了本次会议。

会场

聚焦保鲜、智能、提能效等创新科技

去年技术大会冰箱//冷柜分会上,中国家用电器协会发布的《中国家用电冰箱产业技术路线图》(2019版)明确了我国到2025、2030年的家用电冰箱产业技术发展路线。其中提到,到2025年电冰箱能效水平较2019年提高15%,2030年较2025年再提高10%。

对此,西安交通大学能源与动力工程学院制冷与低温工程系鱼剑琳教授在分享“蓄能技术在冰箱系统的应用”议题时提到,强化冰箱的效率在降低其能耗中起着关键作用,而能耗取决于压缩机效率、热负荷、环温、制冷剂、运行中的开门与控制等因素。“由于PCM具有蓄能密度高和蓄能过程等温性好,另外其应用可减少储物温度波动性;因此,其在家用冰箱的应用具有提高冰箱效率、降低其能耗的潜力,有望成为新的技术发展方向之一。”鱼剑琳进一步阐述称,应用PCM于冰箱方面可包括:在冷凝器侧作蓄热作用;在蒸发器或间室中作蓄冷作用;也可在循环系统中采用。“PCM在这几方面的应用对冰箱制冷系统的性能、压缩机启停循环与能耗等有直接的影响,相关研究是国际关注的方面。”

鱼剑琳

西安交通大学能源与动力工程学院制冷与低温工程系

鱼剑琳教授

冰箱行业的相关标准一直以可量化的参数如温度、体积和能耗等去衡量产品的优劣。但是消费者购买冰箱的主要用途是存储食品。在IEC冰箱国际保鲜标准发布之前,世界范围内并没有统一的标准方法来测试冰箱对食物保鲜的效果。海尔智家股份有限公司保鲜高级工程师尹利昂认为,如果一个冰箱通过设计和相关技术能保持新鲜食品的能力比另一个好, 应该有标准测试来证明这一点,否则消费者没有办法评估这些宣称的价值功能。基于此,海尔冰箱提出了建立冰箱保鲜国际标准的提案。在2020年6月22日,IEC 63169:2020冰箱保鲜国际标准正式公布实施。

会上,尹利昂对IEC保鲜国际标准做了详尽解读,并分析预判了未来保鲜技术的发展趋势。他认为,保鲜技术未来的发展,会基于目前的技术进行迭代和升级,具体的技术方向取决于材料、电场、磁场等领域新技术的出现。“目前钝酶技术、农药降解技术、冷冻的保鲜、高端食材的个性化保鲜方案等等还有很多研究的空间,以后更有可能是多个技术综合的整体保鲜技术方案来实现保鲜,可以确定的是未来技术发展会越来越贴近用户的需求,满足用户对于营养健康的需求。”

尹利昂

海尔智家股份有限公司保鲜高级工程师尹利昂

海信(山东)冰箱有限公司高级工程师刘兆祥就“冰箱食材管理的智能化探究”议题进行了分享交流。刘兆祥认为,对于冰箱食材管理的实现,手工添加的方式目前已成为一种辅助手段,图像识别、语音识别、RFID射频识别等技术各有优势不足,成为当前持续研究和迭代的技术方向。“以我们对食材管理生态链的展望,通过RFID标签与食材信息关联,在食材原产地把RFID标签贴在食材包装上,运送至零售场所,实现物流的实时追踪,确保食材的冷链运输条件和及时送达,而食材管理冰箱则通过标签识别实现食材溯源和饮食管理。”

刘兆祥

海信(山东)冰箱有限公司高级工程师刘兆祥

上下游产业链有哪些新技术趋势?

博西华电器(江苏)有限公司高级声学工程师孟战国从制冷剂噪音声源分析、单/多级扩张腔消音器原理等方面对“冰箱制冷剂噪音的消声降噪设计”做了分享。孟战国表示,通过对比理论计算和Ansys声学仿真结果,验证了理论计算的可行性。同时验证了第一节膨胀腔入口渐变斜管对传递损失的贡献,修正理论计算后,对比了设计所得消音器的传递损失和插入损失。在关注频带(280-900Hz)之内,理论计算和仿真结果一致性较好。另外,通过手工实现在现有冰箱上加装3级膨胀腔消音器(100mm,18mm,18mm,1mm),并对比加装前后的声级水平。实测结果表明,实测插入损失与计算插入损失存在一定偏差,但优化目标已达到。

孟战国

博西华电器(江苏)有限公司高级声学工程师孟战国

近年来随着用户对冰箱的高品质需求,以及冰箱行业内的竞技,冰箱的防凝露性能不仅要满足T/ST常湿气候环境,还要能承受少数高湿气候或特殊的地理环境。对此,安徽万朗磁塑股份有限公司仿真分析工程师陈林对“高温高湿环境下冰箱凝露研究”议题做了分享。经过测试研究,陈林认为,高温高湿环境下凝露实验,正是反映冰箱保温与漏冷的直接视觉检验。门封及其接口系统是冰箱保温薄弱地带,因此解决凝露问题综合二者的设计与制造工艺。“门封气密性的提升有助于改善内凝露。由于当前焊接技术的限制,门封拐角的气密性和补偿性都不理想,易产生透气缝隙。万朗现开发的一种新型焊接技术,不打孔,微焊瘤,大幅提升了门封拐角的弹性和密封贴合性。另外,结合仿真和经验,通过对门封材质及接口系统的改变,未来门封的保温节能技术还有相当大的作为空间,如多元共挤门封、发泡门封、外嵌式门封等。”

陈 林

安徽万朗磁塑股份有限公司仿真分析工程师陈林

上海睿铸科技有限公司技术总监管文浩就“聚氨酯发泡仿真软件在冰箱生产中的应用”议题做了报告分享。通过介绍发泡模拟在冰箱生产中的应用案例,管文浩表示,聚氨酯发泡仿真软件应用于冰箱生产中,可以检查实时填充顺序、孔洞缺陷区域、每个喷头出来的料的发泡区域、温度分布、密度分布、多元醇和异氰酸酯分布(可以预测机械特性)等,还可以优化工艺参数,提高产品质量、降低成本、加速开发。

管文浩

上海睿铸科技有限公司技术总监管文浩

来自TCL家用电器(合肥)有限公司CAE仿真工程师李玉稳对“基于Ansys CFD的风冷冰箱的风道结构优化设计”议题做了分享报告。李玉稳称,基于更好地控制风冷冰箱冷藏室温差,TCL做了大量实验验证及改进,设计了一种风道结构,减小间室内部温差,可实现验证的风冷冰箱冷藏室温差控制在0.2℃~0.6℃之间,极大地提升了间室温度均匀性,进而提高储存物品的精细化保鲜、保质,提升产品卖点和品牌形象。

李玉稳

TCL家用电器(合肥)有限公司CAE仿真工程师李玉稳

美的集团中央研究院先行研究主任工程师李日新基于Modelica的冰箱热力系统动态仿真议题做了分析报告,“我们基于Modelica语言建立了以R600a为制冷剂的间冷式冰箱动态系统仿真模型,并通过蒸发器侧的风路循环将二者耦合为更复杂的热力系统模型。”李日新透露,通过该热力系统模型研究了毛细管直径、风机风量和制冷剂充注量对冰箱降温过程(PD)的影响后。得到结论:当其他参数不变时,毛细管直径对系统PD下拉速度影响很大,毛细管直径越大,系统PD下拉速度越快,但存在一个最优的毛细管直径,使得系统COP最高;蒸发器侧风量对系统PD下拉过程影响较小,且会随着风量越大,这些影响就越小;系统制冷剂充注量越大,系统PD下拉速度越快。

李日新

美的集团中央研究院先行研究主任工程师李日新

作为冰箱核心零部件,压缩机在整个制造链条中扮演着举足轻重的角色,会上,GMCC&Weilling冰压先行平台部长黄刚对“流体仿真技术在冰箱压缩机高效化的应用”相关议题做了深入的分享交流。黄刚认为,流体仿真对压缩机关键部件进行优化和正向设计可有效助力压缩机高效化研发。“压缩机1维仿真模型显著提升开发效率,快速缩小关键参数范围;消音器3维流体仿真,优化流道,有效提高冷量/COP(~1%);阀组流固耦合仿真,优化阀组设计,显著提高压缩机COP(~1.5%);曲轴泵油仿真,优化曲轴油路设计,实现变频压缩机低转速稳定上油。”

黄 刚

GMCC&Weilling冰压先行平台部长黄刚

广州万宝集团压缩机有限公司技术中心先行研究所主管工程师张银鸽则对变频压缩机阀片接触动力学研究进行了相关分析,张银鸽表示,经过研究发现,阀片在开启过程中不会发生应力开裂失效;在正常工况下运行,阀片拍击阀板所受到疲劳应力在材料许用的极限范围内;当运行工况变差(吸气压力变大),阀片开启升程变大会发生拍击活塞现象,仿真结果显示当吸气压力>3bar时,阀片有断裂失效风险。基于此,张银鸽提出建议,鉴于工况比较差的情况,可以适当增加阀片的厚度,提高阀片的刚度和固有频率,减小阀片的升程及颤振次数。

张银鸽

广州万宝集团压缩机有限公司技术中心先行研究所主管工程师张银鸽

中午12点多,百余位技术研发工程师们才意犹未尽地结束了冰箱/冷柜专业技术分会的分享和交流。