Entwicklung und experimentelle Untersuchung neuer Regeneratorkonzepte für regenerative Gaskreisprozesse am Beispiel einer Vuilleumier-Wärmepumpe

Regeneratoren sind ein wesentlicher Bestandteil regenerativer Gaskreisprozesse, deren bekannteste Vertreter der Stirling- und der Vuilleumier-Prozes sind. Ihnen kommt die Aufgabe zu, im Prozesverlauf von dem sie durchstromenden Arbeitsmedium Warme aufzunehmen und bei der Ruckstromung diese Warme wieder an das Arbeitsgas abzugeben. Aus diesen Aufgaben eines Regenerators resultieren unmittelbar die an das Regeneratormaterial zu stellenden Anforderungen. Neben einem moglichst guten Warmeubertragungsverhalten mus vor allem ein gunstiges Druckverlustverhalten der Regeneratormatrix eingefordert werden. Im Hinblick auf einen Einsatz in der Serie stehen zusatzlich die Konfektionierung sowie die Herstellungs- und Folgekosten des Matrixmaterials im Mittelpunkt des Interesses. Bisher finden in ausgefuhrten Maschinen vor allem Drahtnetzpackungen und Matrizen aus Drahtgestrick Anwendung; diese Losungen sind aufgrund der hohen Herstellungskosten fur eine Serienfertigung allerdings ungeeignet. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden neue Regeneratorkonzepte entwickelt, auf ihre Tauglichkeit aus thermodynamischer und stromungsmechanischer Sicht uberpruft und unter fertigungstechnischen sowie okonomischen Aspekten einer Bewertung unterzogen.