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Mikrofluidisches Expansionsventil

PTJ (03ET1207A)

02/2015 – 01/2018

Dipl.-Ing. Sandra Tippmann

+49-351-4081-614

in Bearbeitung

zur Erhöhung der Energieeffizienz von Klein- und Kompaktkältegeräten

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Erprobung eines regelbaren, energieeffizienten und kostengünstigen Mikroexpansionsventils auf Basis mikrosystemtechnischer Technologien für den Einsatz in kleinen Kältemaschinen mit 5 bis 800 Watt Kälteleistung. Hierdurch sollen insbesondere

  • der Energieverbrauch von Kühl-Gefriergeräten gesenkt,
  • die zur Geräteherstellung notwendigen Ressourcen reduziert
  • der Gerätekomfort für den Kunden erhöht und
  • Kostenvorteile erzielt werden.

Um diese Ziele zu erreichen, sollen bei der Umsetzung des Mikroexpansionsventils gezielt mikrofluidische Wirkprinzipien und -technologien sowie mikrosystemtechnische Aufbau- und Verbindungstechnologien eingesetzt werden. Dies bedingt ebenfalls die Auswahl geeigneter Materialien einschließlich des Nachweises der Stabilität und Beständigkeit gegenüber Kältemittel-Öl-Systemen. Weiterhin muss ein Regelungskonzept abgeleitet und auf das Mikroexpansionsventil angepasst werden. Dabei soll insbesondere auch durch die Kombination Mikroexpansionsventil und Regelungskonzept eine gesteigerte Energieeffizienz erreicht werden. Insbesondere die bisher in kleinen Kältemaschinen wie Kühl-Gefrierkombinationen eingesetzten, nicht regelbaren Drosselkapillaren sollen durch das Mikroexpansionsventil ersetzt werden. Dabei soll sowohl eine Expansions- als auch Stoppventilfunktion realisiert werden. Nach Charakterisierung und Optimierung des Mikroexpansionsventils und Regelungskonzepts anhand von Versuchskreisläufen, soll letztlich die Integration und Erprobung in einem Muster-Haushaltskühlgerät erfolgen. Das Mustergerät soll dabei eine Energieeffizienzklasse besser A+++ erreichen. Über diese Anwendung hinaus erlaubt der adressierte Kälteleistungsbereich den Einsatz des Mikroexpansionsventils in weiteren Applikationen.


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