Expansionsventile und Regelung
Aktuelle Haushaltskühlgeräte verwenden hauptsächlich Kapillarröhren, die robust und kostengünstig sind. Mikro-Expansionsventile wurden jedoch eingeführt, die im Vergleich zu Kapillarröhren Energieeinsparungen von 4-9% bieten, insbesondere in Kombination mit optimierten Wärmeübertragern. Mikro-Expansionsventile nutzen fortschrittliche Regelstrategien wie Überhitzungs- und Unterkühlungssteuerung, um den Kältemittelstrom dynamisch anzupassen und so die Effizienz unter variablen Bedingungen zu verbessern. Innovative Regler, einschließlich prädiktiver und adaptiver Systeme, übertreffen herkömmliche PID-Regler, da sie nichtlineares Verhalten handhaben und den Energieverbrauch optimieren. Weitere Verbesserungen in der Verdichterdrehzahlregelung tragen ebenfalls zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei und zeigen das Potenzial von Mikro-Expansionsventilen für höhere Effizienz und Anpassungsfähigkeit in Haushaltskühlsystemen.
Expansionsventile werden entwickelt und getestet, um den Druckabfall zu minimieren und subkritische Strömung zu gewährleisten, indem die Strömungsgeschwindigkeit unter der Schallgeschwindigkeit gehalten wird. Aktuelle Simulationen zeigen ein potenzielles Energieeinsparpotenzial von 5-10% unter stationären Bedingungen.
Experimentelle Untersuchungen werden sich auf Präzisionstests konzentrieren, bei denen verschiedene Betriebsbedingungen wie Türöffnungen, Temperaturänderungen und Lüftergeschwindigkeitsvariationen sowie akustische Messungen berücksichtigt werden. Die Ergebnisse werden die Entwicklung eines 1D-Simulationsmodells für weitere Anwendungen wie Kühlschränke, Gefriergeräte und Wärmepumpen unterstützen.
