Modelling of domestic refrigerators’ energy consumption under real life conditions in Europe

In recent decades, energy and resource savings have become increasingly important, not only in the industrial, but also the residential sector. As one of the largest energy users in private homes, domestic refrigerators and freezers were among the first appliances to be targeted for energy efficiency improvements. With the aim of encouraging manufacturers to develop and produce more efficient appliances, the European Energy Label was introduced in the mid-nineties. However, the energy use of refrigerators does not only depend on technical components and features. Especially the using conditions in private homes are of a decisive influence. Thus, the present study has been conducted to test the sensitivity of refrigerators’ energy consumption to various usage conditions within realistic ranges, which have been determined by means of two empirical studies. Key information gathered from the experiments were used as a base for the development and validation of a simplified model that allows predicting the energy consumption of refrigerators in use. The practical experiments were performed under controlled laboratory conditions with four different refrigerators with an A+ or A++ energy efficiency rating (two statically cooled built-in fridge-freezers, one dynamically cooled refrigerator and one statically cooled refrigerator). The investigations revealed that the ambient temperature has the greatest impact on a refrigerator’s energy consumption, followed by thermostat setting and heat load by insertion of warm items. The refrigerators’ load under static conditions as well as the number of door openings have almost no impact on energy consumption. The modelling methodology follows a first-principle approach adjusted by experimental data. When compared to experimental results, model predictions show a reasonable agreement for the whole range of investigated conditions.Modellierung des Energieverbrauchs von Kühlgeräten unter verbrauchernahen Bedingungen in Europa In den letzten Jahrzehnten haben die Themen Energie- und Ressourceneinsparung sowohl im Industrie- als auch im Wohnbereich immer mehr an Bedeutung gewonnen. Zu den größten Energieverbrauchern im Privathaushalt zählen Kühl- und Gefriergeräte. Daher gab und gibt es Anstrengungen, die Energieeffizienz dieser Geräte zu verbessern. Mitte der Neunziger Jahre wurde das EU-Energie-Etikett für Kühl- und Gefriergeräte unter anderem mit dem Ziel eingeführt, die Entwicklung und Produktion effizienterer Geräte seitens der Hersteller durch Wettbewerbsvergrößerung voranzutreiben. Der Energieverbrauch der Geräte ist jedoch nicht nur von den eingebauten technischen Komponenten und der Bauart abhängig, sondern wird entscheidend von der jeweiligen Nutzung beeinflusst. Daher war es Ziel der vorliegenden Arbeit, den Einfluss verschiedener Nutzungsfaktoren auf den Energieverbrauch von Kühlgeräten innerhalb realistischer Grenzen zu testen, die mittels zwei empirischer Studien ermittelt wurden. Auf Grundlage der experimentellen Daten wurde ein Modell entwickelt und validiert, welches die Vorausberechnung des Energieverbrauchs von Kühlgeräten in Nutzung ermöglicht. Die Laborexperimente wurden unter kontrollierten Bedingungen mit vier verschiedenen Geräten der Energieeffizienzklasse A+ und A++ (zwei statisch gekühlte Einbau-Kühl-Gefrier-Kombinationen und jeweils ein Kühlgerät mit dynamischer und statischer Kühlung) durchgeführt. Es zeigte sich, dass die Umgebungstemperatur den weitaus größten Einfluss auf den Energieverbrauch von Kühlgeräten ausübt, gefolgt von der Innentemperatureinstellung und dem Wärmeeintrag durch Lebensmittel. Der Einfluss von Befüllungsgrad unter sonst statischen Bedingungen sowie von Türöffnungen ist hingegen als gering zu bewerten. Der Modellansatz basiert auf thermodynamischen Grundlagen und wurde mit Hilfe experimenteller Daten angepasst. Ein Vergleich der vorausberechneten Energieverbräuche mit den gemessenen Werten zeigt eine gute Übereinstimmung für den gesamten untersuchten Bereich

Das Selbst und seine Organisation

Die vorliegende Arbeit klärt den Zusammenhang zwischen dem Konzept Aktualisierungstendenz und der personenzentrierten Systemtheorie. Das Konzept der Aktualisierungstendenz ist ein Konstrukt, welches in der Humanistischen Psychologie über die letzten Jahrzehnte Anerkennung gefunden hat und für die menschliche Entwicklung ausschlaggebend ist. Das Konzept der Aktualisierungstendenz wird aus dem Blickwinkel von Carl Rogers und seiner personenzentrierten Theorie betrachtet, der auf dem Gebiet der personenzentrierten Psychotherapie Pionierarbeit geleistet hat. Da die Aktualisierungstendenz nicht als starres Konstrukt gesehen werden soll, werden bestimmte Aspekte dieser Theorie aus seiner systemischen Sichtweise betrachtet. In der Arbeit soll eine Zusammenführung der personenzentrierten Entwicklungstheorie und der Systemtheorie erfolgen, um herauszufinden, welcher Nutzen gewonnen wird, wenn das Konzept der Aktualisierungstendenz aus der Sicht der personenzentrierten Systemtheorie gesehen wird. Einzelne Bausteine der personenzentrierten Systemtheorie werden erläutert und in Zusammenhang gesetzt. Letztendlich geht es um die Frage, inwiefern beide Theorien kompatibel und gewinnbringend sind. Aber nicht nur Aspekte der personenzentrierten Systemtheorie werden in die Arbeit mit einbezogen, sondern auch ein Exkurs über die Organismustheorie nach Kurt Goldstein wird angeführt. Die Frage nach der organismischen Aktivität wird beachtet und vor allem werden Prozesse wie die Selbstaktualisierung des Organismus mit Rogers Theorie in Verbindung gesetzt. Dabei steht im Vordergrund immer den Fokus auf die Parallelen in diesen Theorien zu richten und gemeinsame Aspekte anzuführen und zu diskutieren.This paper is dedicated to the question how the concept of actualization tendency in den person-centered theory and the person-centered systemtheory can be put together. In the past years the concept „actualization tendency“ has gained much acceptance in the field of Humanistic Psychology and can be seen as the main cause for human development. The concept of „actualization tendency“ is to be seen from Carl Rogers’ point of view, who has done pioneer work in this field. The concept shall not be seen as a rigid construct, but rather it is advised to see some aspects from a systemic point of view. This paper is about the connection between the person-centered development and person-centered systemtheory. The question, which will be answered is, how these two theories can be useful for each other, with the main focus on the concept of actualization tendency. Furthermore, not only the person-centered systemtheory will be treated, even more the aspects of the organismtheory will be as well important

Age-related efficiency loss of household refrigeration appliances: Development of an approach to measure the degradation of insulation properties

Despite the omnipresence of household refrigeration appliances, there is still a lack of knowledge about their age-related efficiency loss over time. Past studies provide basic evidence for increasing electricity consumption of cooling appliances with ageing but fail to investigate the associated technical wear. Concentrating on the degradation of the thermal insulation, we first determined the ageing process of sealed samples of polyurethane rigid foam by investigating changes in cell gas composition and thermal conductivity over time. Simultaneously, the main challenge was to develop an approach that investigates the age-related efficiency loss of the insulation without its destruction. This testing procedure is referred to as the Bonn method. The non-destructive Bonn method was applied to varying refrigerator models in a series of successive experiments to evaluate the insulation degradation over time. Subsequently, the physical relationship between the test value of the Bonn method and the heat transfer through the multi-layered compartment walls of domestic refrigeration appliances was established, ultimately characterising the degrading insulation in terms of increasing heat transfer. Our results give substantiated evidence that the efficiency loss of cooling appliances is greatly influenced by insulation degradation over time. The ageing of sealed samples of polyurethane rigid foam indicates a large initial increase of thermal conductivity by 15% within the first year, corresponding to a change in cell gas composition. These results are in line with those of the Bonn method, emphasising an increasing heat flow through the multi-layered compartment walls of domestic refrigerators with ageing. Therewith, the present study is of significance to a wide range of stakeholders and forms the basis for future research.BMWi, 03ET1544, ALGE: Alterungsmechanismen von Haushaltskältegeräte

Investigating the real life energy consumption of refrigeration appliances in Germany: Are present policies sufficient?

Domestic refrigeration appliances are standard household commodities. Although policies, such as the energy labelling, prompted technical improvements and decreased appliance energy consumption throughout recent decades, important parameters were disregarded. These refer to the efficiency loss over time and the consumer behaviour. The objective of this contribution was to develop a dynamic energy model to determine the power consumption of refrigeration appliances considering degradation factors and behaviour. These were included by model parameters for direct consumer interactions, such as the storage behaviour, door openings and temperature setting, as well as indirect actions, e.g. exposing an appliance to specific temperature conditions at an installation site. For this, an online-survey was conducted to evaluate the consumer behaviour. A total of 706 consumers participated in the national questionnaire, serving as input for the dynamic energy model. It was found that the efficiency loss increases the power consumption by at least 1% annually, leading to an excess of 10% after 10 years of usage. Another important finding was that 32.5% of appliance's power consumption results from consumer behaviour, whereas the promotion of behavioural changes leads to a significant decrease of the consumer-induced consumption. Consequently, this study provides a tool to evaluate the impact of policies targeting refrigeration appliances, stressing that efficiency loss and behaviour should be integrated into future policy approaches.BMWi, 03ET1544A, Verbundvorhaben ALGE: Alterungsmechanismen von Haushaltskältegeräten - Teilprojekt: Bestimmung des Degenerationsverhaltens und Konstruktion der Gerät