Aktuelle Forschungsprojekte

Image Klimatechnik-Betriebsoptimierung mittels maschinellem Lernen
Image Prüfverfahren zur dynamischen Alterung von Werkstoffen
Image Charakterisierung von Supraleitern in Wasserstoffatmosphäre
Image Wasserstoff- und Methan-Versuchsfeld am ILK
Image Lebensdauerprognose von Hermetikverdichtersystemen
Image Platz-integrierte Sekundärluft-Aufbereitung
Image IO-Scan – Integral messendes Optisches Scanverfahren
Image Initiierung eines Lithiumkreislaufes – Recycling von Lithiumbromidlösungen aus Absorptionskälteanlagen (ReLiA)
Image Entwicklung Prüfverfahren und Prüfstand für stationäre Einbau-Kältesätze
Image Tribologische Untersuchungen im System Öl-Kältemittel-Werkstoff
Image Hybrid- Fluid für CO2-Sublimations-Kältekreislauf
Image Entwicklung eines kryogenen magnetbasierten Luftzerlegers
Image Prüfstand für Ventilatoren nach DIN EN ISO 5801
Image Solare Kühlung
Image Kältemittel- und Kältemaschinenöl-Untersuchungen
Image Innovativer Helium-Kleinverflüssiger

Sie befinden sich hier:  Startseite /  Forschung und Entwicklung


Mikrofluidisches Expansionsventil

PTJ (03ET1207A)

Dipl.-Ing. Sandra Tippmann

+49-351-4081-5131

Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V., Liebherr-Hausgeräte Ochsenhausen GmbH

zur Erhöhung der Energieeffizienz von Klein- und Kompaktkältegeräten

Seit der Entwicklung der ersten Haushaltskühl- und Gefriergeräte in den 1920er Jahren erfolgt die Entspannung des Kältemittels über ein dünnes, meterlanges Kapillarrohr als Drossel (Drosselkapillare). Regelbare Ventile anstelle des Kapillarrohrs, die eine genaue Einstellung der Kälteleistung ermöglichen, sogenannte Expansionsventile, sind aufgrund der technischen Herausforderung bei kleinen Kälteleistungen bisher ausschließlich größeren Kälteanlagen vorbehalten.

Ziel des Verbundprojekts war es deshalb die Entwicklung und Erprobung eines regelbaren, energieeffizienten und kostengünstigen Mikroexpansionsventils auf Basis mikrosystem-technischer Technologien für den Einsatz in kleinen Kältemaschinen mit 30 bis 200 Watt Kälteleistung. Hierdurch sollten 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, wurden bei der Umsetzung des Mikroexpansionsventils gezielt mikrofluidische Wirkprinzipien und -technologien sowie mikrosystemtechnische Aufbau- und Verbindungstechnologien eingesetzt. Dies bedingte ebenfalls die Auswahl geeigneter Materialien einschließlich des Nachweises der Stabilität und Beständigkeit gegenüber Kältemittel-Öl-Systemen. Weiterhin wurde ein Regelungskonzept abgeleitet und auf das Mikroexpansionsventil angepasst.

Im Rahmen dieses Verbundprojekts wurde das erste, speziell auf die kleinen Kälteleistungen der Haushaltskühl- und Gefriergeräte (ca. 30-200 W) angepasste, elektronische Mikroexpansions-ventil entwickelt. Die Integration von Funktionsmustern in konventionellen Haushaltskühl- und Gefriergeräten haben gezeigt, dass Energieeinsparungen von ca. 4 % gegenüber einer Drosselkapillare erreichbar sind. Auf die in Deutschland vorhandenen 72 Mio. Haushaltskühl- und Gefriergeräte hochgerechnet, entspricht dies einem geschätzten Stromeinsparpotential von 400.000 MWh pro Jahr bzw. dem Jahresstromverbrauch von 250.000 Menschen.


Ihre Anfrage zum Projekt

Weitere Projekte - Forschung und Entwicklung

Image

Elektrische Auskopplung aus einer Expansionsturbine

Kostengünstige Umwandlung kleiner elektrischer Leistungen

Image

Drallfrei unterwegs...

...mit einem gegenläufigen Radialventilator

Image

Leistungsprüfung an Kältemittelverdichtern

Wie gut ist eigentlich der Verdichter?

Image

Thermische Kälteerzeugung / Absorptionskältetechnik

Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung, Fernwärme, Solarthermie oder Abwärme zur Kälteerzeugung

Image

Vakuum-Flüssigeis-Technologie

Flüssigeiserzeugung durch Direktverdampfung