Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Anlass ist die Situation am Hausger\u00e4temarkt, dass durch Fehlen echter Innovationen die Technik stagniert. Folge ist, dass Hersteller enorm unter Preis- und Kostendruck geraten, die Fertigung dieser Ger\u00e4te zunehmend in L\u00e4nder mit niedrigem Kostenniveau verlagert werden, was auch nur zu einer tempor\u00e4ren L\u00f6sung des Problems f\u00fchrt.
\nZiel ist die Realisierung neuer Gebrauchswerteigenschaften f\u00fcr Haushaltger\u00e4te mit einem am Markt etablierten Produzenten, wie:
\n–\tHalbierung des Energieverbrauchs -> Schnelles Abk\u00fchlen frisch eingelagerter Lebensmittel
\n–\tReduzierung des Ger\u00e4uschverhaltens -> Gew\u00e4hrleistung der Regelbarkeit f\u00fcr alle Umgebungstemperatur
\n–\tGeringe Entfeuchtung des K\u00fchlgutes -> die oberhalb der Lagerfachtemperaturen liegen.
\n–\tVerl\u00e4ngerung der Lagerdauer -> Senkung des Fertigungsaufwandes durch Modulbauweise<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden-\tDefinition des Haushaltk\u00fchlger\u00e4tes
\n–\tThermodynamische Auslegung des Kompaktk\u00e4ltesatzes und seiner Systemkomponenten
\n–\tGeometrisches Grundkonzept f\u00fcr die Kompaktk\u00e4lteanlage und deren Systemkomponenten
\n–\tKonstruktionskonzept des Isobutan-Hermetikkompressors
\n–\tKonstruktionskonzept des Hochleistungsverfl\u00fcssigens
\n–\tKonstruktionskonzept des Verdampfers mit Latentw\u00e4rmespeicher
\n–\tBau von seriennahen Prototypen des Isobutan-Hermetikkompressors, Hochleistungsverfl\u00fcssigers, Verdampfers mit Latentw\u00e4rmespeicher
\n–\tDurchf\u00fchrung von Funktions-, Leistungs- und Lebensdauertests einschl. Optimierung der Systemkomponenten
\n–\tBau, Funktions-, Leistungs- und Lebensdauertest einschl. Optimierung des Kompaktk\u00e4ltesatzes
\n–\tKonstruktion und Bau von Prototypen des Haushaltk\u00fchlger\u00e4tes
\n–\tEinbau des Kompaktk\u00e4ltesatzes in das Haushaltk\u00fchlger\u00e4t
\n–\tDurchf\u00fchrung von Funktions-, Leitungs- und Lebensdauertests der Haushaltk\u00fchlger\u00e4te
\n–\tErarbeitung einer Schutzrechtskonzeption f\u00fcr das Gesamtprojekt
\n–\tAbschlu\u00dfbericht und Dokumentation
\n–\tPr\u00e4sentation der Haushaltk\u00fchlger\u00e4te gemeinsam mit dem Haushaltger\u00e4teproduzenten auf der internationalen Hausger\u00e4temesse DOMOTECHNICA in K\u00f6ln 2003.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Der Kompaktk\u00e4ltesatz vereint alle k\u00e4ltetechnischen Komponenten in einer Baugruppe. Abgestimmt auf den K\u00e4ltesatz wurde aufbauend auf vorhergehendes Projekt ein neuartiger hermetischer Kolbenverdichter, der SWING\u00d2-Verdichter, weiterentwickelt. Dazu wurden zahlreiche Untersuchungen zu dessen Leistungsverhalten und zur Lebensdauer durchgef\u00fchrt. Neben einer deutlichen Verbesserung des Liefergrades um mehr als 2\/3 und der Effizienz des Verdichters um mehr als 1\/3 wurden Materialpaarungen f\u00fcr Kolben und Zylinder gefunden, durch die der Verschlei\u00df drastisch gesenkt werden konnte.
\nParallel erfolgten umfangreiche theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Gestaltung des Kompaktk\u00e4ltesatzes. Dabei wurden u.a. der Einsatz eines Latentw\u00e4rmespeichers und verschiedene Varianten der Verdampfergestaltung betrachtet. Es wurden das Betriebsverhalten und der Energieverbrauch experimentell untersucht.
\nMit dem Kompaktk\u00e4ltesatz konnte die Energieaufnahme des Ger\u00e4tes mit einem Verdichter vom Typ 1 um 29 % (bezogen auf das bei gleichem Brutto-Volumen um 9 % vergr\u00f6\u00dferte Nutzvolumen um 34 %) reduziert werden. Mit dem verbesserten Typ 2 l\u00e4sst sich die Energieaufnahme um 46 % (bzw. 51 % bezogen auf das Nutzvolumen) reduzieren. Die zum Einsatz gelangten Motoren erf\u00fcllten mit Wirkungsgra-den zwischen 30 und 55 % die Spezifikation nicht. Mit Motoren mit den eigentlich spezifizierten Wirkungsgraden >75 % lie\u00dfe sich der Energieverbrauch des Ger\u00e4tes um 58 % (bzw. nutzvolumenbezogen um 62 %) verringern. Bei einem Marktanteil dieser Ger\u00e4te von 15 % und gleichem Anteil am Energieverbrauch lie\u00dfen sich der Stromverbrauch in Deutschland j\u00e4hrlich um 2.800 MWh und die Emission als klimarelevant eingestufter Gase um j\u00e4hrlich 1.925 t reduzieren.
\nWeiterhin reduziert sich mit dem entwickelten K\u00e4ltesatz die Entfeuchtungsleistung, um \u00bc gegen\u00fcber dem Originalger\u00e4t und um 1\/3 gegen\u00fcber den meistverbreiteten Ger\u00e4ten mit appliziertem Verdampfer. Dadurch wird die Lagerf\u00e4higkeit vieler Lebensmittel (Obst, Gem\u00fcse) verl\u00e4ngert.
\nDurch die Reduzierung der \u00d6lmenge auf ca. 1\/3 kann mit dem SWING\u00d2-Verdichter die Verwendung eines \u00f6kologisch problematischen Stoffes deutlich eingeschr\u00e4nkt werden.
\nDer entwickelte K\u00e4ltesatz hat auch das Potential zu einer deutlichen Kostenreduktion, erwartet wird eine Kostenhalbierung.
\nAuf dem Weg zu einem Serienprodukt sind folgende Arbeiten erforderlich: Im Vordergrund steht die Weiterentwicklung des Verdichters vom Typ 2. Hier m\u00fcssen zum einen die Materialvertr\u00e4glichkeit der Motormagnete und die Lebensdauer des gesamten Verdichters von 80.000 h nachgewiesen werden. Weiterhin m\u00fcssen Motoren, die im entsprechenden Leistungsbereich einen Wirkungsgrad >75 % besitzen, gefunden werden. Danach wird mit einem geeigneten Partner der K\u00e4ltesatz zur Serienreife entwickelt.
\nDie experimentellen Arbeiten erfolgten in Kooperation mit der TU Dresden, Lehrstuhl f\u00fcr K\u00e4lte- und Kryotechnik, Materialuntersuchungen mit dem Institut f\u00fcr Luft -und K\u00e4ltetechnik gGmbH in Dresden. Weiterhin bestand eine Zusammenarbeit mit dem Zentrum f\u00fcr Entwicklung, Beratung und Ausbildung in der Schwei\u00dftechnik Chemnitz (ZEBRAS e.V.).<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Eine Ver\u00f6ffentlichung der Ergebnisse ist f\u00fcr die dkv-Tagung 2005 geplant.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Richtigkeit des Konzepts der abgestimmten Entwicklung der Komponenten des K\u00e4ltekreislaufs und der Zusammenf\u00fchrung in einer Baugruppe (Kompaktk\u00e4ltesatz) hat sich best\u00e4tigt. Es erm\u00f6glicht eine deutliche Reduzierung des Energieverbrauchs von Haushaltk\u00fchlger\u00e4ten und birgt ein erhebliches Poten-tial zur Senkung der Fertigungskosten und damit zur Erhaltung von Arbeitspl\u00e4tzen in dieser Branche in Deutschland und Europa.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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