Hocheffiziente Isolation für Haushaltsgeräte | Kaffeemaschine

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/500552-01

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Das laufende Projekt "Hocheffiziente Isolation für Haushaltsgeräte - Kaffeemaschine" hat folgende wesentlichen Zielsetzungen: Erstellung und Untersuchung von Prototypen einer Heisswasser-Aufbereitung mit hocheffizienter Isolation für Kaffeemaschinen, wobei Alternativen zur Heisswasser-Aufbereitung und zur Isolation mit Vakuum-Spalt geprüft werden. Weiter sollen mögliche Verfahren für eine Serien-Herstellung von Kaffeemaschinen mit isolierter Heisswasser-Aufbereitung aufgezeigt und die Kosten für eine entsprechende Serien-Herstellung abgeschätzt werden. In den ca. 6 Wochen seit dem verzögerten Projektbeginn konnte mittels Patentanalysen und mit der Diskussion des Standes der Technik gezeigt werden, welche Alternativen zur Heisswasser-Aufbereitung heute industriell zur Verfügung stehen, und dass mehrere Möglichkeiten zur effizienten Isolation vorhanden sind und bei allen Alternativen auch Sinn machen. Das zu erwartende thermische Verhalten mehrerer Isolationsvarianten wurde analytisch abgeschätzt und eine Bewertung der Isolationsvarianten vorgenommen.

Zugehörige Dokumente

• Hocheffiziente Isolation für Haushaltsgeräte | Kaffeemaschinen - Jahresbericht 2010 [PDF] 536 kB

Schlussbericht (Deutsch)

Mit Hilfe des Standes der Technik von Kaffeemaschinen und deren HeisswasserAufbereitung wurden Zielsetzungen für die thermische Isolation von HaushaltsKaffeemaschinen erarbeitet. Das thermische Verhalten, die Geometrieanforderungen und die geschätzten Kosten unterschiedlicher Isolationsarten wurden mit Berechnungen, Testmustern und für die zwei Vakuum-Isolationsarten "Vakuum-Rohr" und "Dewar" mit Funktionsmustern ermittelt und anhand der Zielsetzungen bewertet. Es zeigt sich, dass im Sinne einer konventionellen Isolation eine 10 mm starke PU-Doppelschale in der Bewertung gut abschneidet, während die Idee einer Isolation mit Luftspalt sich als unvorteilhaft erweist.  Bei starker Gewichtung der Energieeinsparung durch Isolation schneiden die Isolationsvarianten mit Vakuum deutlich besser ab als die konventionelle Variante. Obwohl das realisierte Funktionsmuster des Vakuum-Rohrs den Anforderungen noch nicht genügt, wird aufgrund von Berechnungen und erarbeiteten Fertigungsansätzen davon ausgegangen, dass die Isolations-Variante mit optimiertem Vakuum-Rohr bezüglich einer Kosten-Nutzen Betrachtung am besten ist.

Zugehörige Dokumente

• Hocheffiziente Isolation für Haushaltsgeräte Kaffeemaschinen - Schlussbericht [PDF] 2'245 kB

Schlussbericht (Englisch)

Based on the state of the art of the coffee machines and their water heating systems, some goals for the thermal insulation of the household coffee machines have been defined. The thermal behavior, the geometrical requirements, as well as the expected costs have been estimated for different insulation types by means of calculations and test setups. An experimental prototype has been elaborated for two vacuum-insulation systems in particular: the vacuum-tube and the Dewar, in order to evaluate them according to the defined goals.  The evaluation results show that the conventional insulation with a 10 mm-thick PU doubleenvelope performs well, while the insulation with only an air gap proves rather disadvantageous. With a strong weighting on the energy saving with the insulation, the vacuum insulation methods perform much better than the conventional one. Although the elaborated experimental prototype of the vacuum-tube doesn’t yet fulfill the requirements, it has been demonstrated that the insulation alternative with an optimized vacuum tube is the best solution according to a Cost-Benefit Analysis based on calculations and on the manufacturability.

Schlussbericht (Französisch)

A l’aide de l’état de l’art des machines à café et leur système de chauffage d’eau, des objectifs ont été définis pour l‘isolation thermique des machines à café domestiques. Différents systèmes d’isolation ont été étudiés. Leur comportement thermique, leurs exigences géométriques, ainsi que leurs coûts ont été calculées et testés. Un prototype expérimental a été construit et évalué pour deux systèmes en particulier, le tube sous vide et le Dewar. Il s’est avéré qu’une isolation conventionnelle avec une double-enveloppe de 10 mm de PU donne de très bons résultats lors de l’évaluation alors qu’une isolation avec seulement une couche d’air serait plutôt désavantageuse. Dans le cas d’une forte pondération sur l’économie d‘énergie grâce à l’isolation, les méthodes d’isolation à vide donnent de meilleurs résultats que la méthode conventionnelle. Bien que le prototype expérimental du tube sous vide n’a pas répondu aux exigences, il s’est avéré qu’une variante d’isolation avec un tube sous vide optimisé serait la meilleure solution compte tenu d’une Analyse Coût-Bénéfice se basant sur les calculs et la fabricabilité.

A l’aide de l’état de l’art des machines à café et leur système de chauffage d’eau, des objectifs ont été définis pour l‘isolation thermique des machines à café domestiques. Différents systèmes d’isolation ont été étudiés. Leur comportement thermique, leurs exigences géométriques, ainsi que leurs coûts ont été calculées et testés. Un prototype expérimental a été construit et évalué pour deux systèmes en particulier, le tube sous vide et le Dewar. Il s’est avéré qu’une isolation conventionnelle avec une double-enveloppe de 10 mm de PU donne de très bons résultats lors de l’évaluation alors qu’une isolation avec seulement une couche d’air serait plutôt désavantageuse. Dans le cas d’une forte pondération sur l’économie d‘énergie grâce à l’isolation, les méthodes d’isolation à vide donnent de meilleurs résultats que la méthode conventionnelle. Bien que le prototype expérimental du tube sous vide n’a pas répondu aux exigences, il s’est avéré qu’une variante d’isolation avec un tube sous vide optimisé serait la meilleure solution compte tenu d’une Analyse Coût-Bénéfice se basant sur les calculs et la fabricabilité.