Wissenschaftliche Publikationen "Mikrofluidik + Bioanalytik"

Several European projects on Digital Innovation Hubs (DIHs) have developed their own platforms or marketplaces, offering solutions for companies to improve their production processes, products or business models with digital technologies.

These marketplaces have a high potential to make a real difference for companies, but how to make the most out of them?

The aim of the meeting is to bring together Digital Innovation Hubs representatives, who are part of the European Catalogue of DIHs and who are part of the Working Group on Digital Innovation Hubs, to explore:

• What marketplaces and platforms exist and how could they be grouped together?
• How regions could benefit from them for their own companies?
• How Digital Innovation Hubs could be the main distributors of the portfolio of tools developed by EU-funded Innovation Actions at regional level?

Der vorliegende Bericht stellt die Abschlussdokumentation des Verbundvorhabens „Mikroexpans“ dar. Inhalt des Vorhabens war die Entwicklung und Erprobung eines regelbaren, energieeffizienten und kostengünstigen Mikroexpansionsventils zum Ersatz der konventionellen Drosselkapillare in kleinen Kältemaschinen wie Kühl- und Gefriergeräten. Hierdurch sollten insbesondere der Energieverbrauch von Haushaltskühl- und Gefriergeräten gesenkt, die zur Geräteherstellung notwendigen Ressourcen reduziert, der Gerätekomfort für den Kunden erhöht und Kostenvorteile erzielt werden.

Bei Projektbeginn existierten keine kommerziell erhältlichen Expansionsventile für den unteren Leistungsbereich der „normalen“ Haushaltskühl- und Gefriergeräte (Kälteleistung ca. 30-200 W). Es wurden zunächst Untersuchungen zu den in Haushaltskühl- und Gefriergeräten auftretenden Partikeln und Partikelgrößen durchgeführt und ein Ventilkonzept entwickelt, bei dem diskrete mikrofluidische Strukturen (Mikrokanäle) geschaltet werden. Darauf aufbauend wurden zwei Ventilvarianten sukzessive weiterentwickelt. Jede der Varianten verfügt über fünf Mikrokanäle, wobei jeder Mikrokanal einer schaltbaren Kälteleistungsstufe entspricht. Die Mikrokanäle liegen dabei geschützt hinter einer Filterstruktur, so dass Fremdkörper, welche die Mikrokanäle verstopfen könnten, zurückgehalten werden und ggf. in einer speziellen Schaltposition durch das Ventil gespült werden können. In einer weiteren Schaltposition können die Ventile auch komplett geschlossen werden, sodass die Druckverhältnisse im Kreislauf bei ausgeschaltetem Kompressor soweit als möglich erhalten bleiben, was energetisch vorteilhaft ist.

Es wurden zunächst Messungen mit Stickstoff und R600a in Versuchsständen durchgeführt, bevor eine der beiden Ventilvarianten ausführlich bis zur Integration in konventionelle Haushaltskühl- und Gefriergeräte untersucht wurde. Dabei wurde u.a. die Gefrierleistung und Energieeffizienz im Vergleich zur Drosselkapillare untersucht sowie erste Lebensdauertests erfolgreich durchgeführt. Tests mit Funktionsmustern des Mikroexpansionsventils haben letztlich gezeigt, dass im Vergleich zur Drosselkapillare Energieeinsparungen von ca. 4% erreichbar sind.

Vollständiger Abschlussbericht als PDF