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TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Kältetechnik im SS 2019

Freitag, 22. März 2019

Das Modul Kältetechnik (6 LP) umfasst die beiden Vorlesungen „Kältetechnik I - Kühlen, Gefrieren, Kälteanlagen“ und „Thermally driven cooling components and systems (Kältetechnik II)“. Seit dem letzten Semester werden beide Vorlesungen nacheinander im Sommersemester gehalten, sodass das Modul innerhalb eines Semesters abgeschlossen werden kann. Daher gibt es zwei Vorlesungen pro Woche, die im Vorlesungsverzeichnis leider fälschlicherweise beide unter „Thermally driven cooling components and systems (Kältetechnik II)“ angegeben sind.

Der Vorlesungsinhalt wird in der Übung anhand von Rechenbeispielen veranschaulicht. Außerdem werden zwei kleinere Exkursionen angeboten, um einen direkten Praxisbezug herzustellen.

Beide Teile der Veranstaltung werden auf Deutsch gehalten. Englischsprachigen Studierenden werden die Veranstaltungen „Refrigeration Installations“ und „Thermal Design of Compression Refrigeration Machines“ (Prof. Dr. Morozyuk) empfohlen.

Prüfungsform ist eine Portfolioprüfung, die aus einer Hausarbeit, einem Referat und einer Klausur besteht. Bei der Hausarbeit handelt es sich um einen Kurzbericht zu einem selbst gewählten Thema. Die Referate werden je nach Anzahl der Teilnehmenden in Kleingruppen im Rahmen der Übung gehalten, die genauen Termine werden zu Beginn der Veranstaltung abgestimmt. Nach Absprache kann die Hausarbeit durch einen Exkursionsbericht ersetzt werden. Aufgrund der zusätzlichen Prüfungsleistungen ist der Umfang der Klausur entsprechend reduziert.

Prinzipiell ist es möglich, nur den zweiten Teil des Moduls mit 3 LP zu belegen, der dann in der zweiten Semesterhälfte beginnt. Kommt in dem Fall bitte trotzdem zur ersten Vorlesung, da dort über Anmeldeformalitäten, ISIS-Passwörter etc. informiert wird, und schreibt spätestens bis zum 18.04.2019 eine kurze Email mit Namen, Studiengang und Matrikelnummer an .

 

Termine
Vorlesung:

donnerstags, 8 - 10 Uhr und 10 - 12 Uhr im Raum MA 042
erster Termin: 11.04.2019
Übung:

montags, 16 - 18 Uhr in den Räumen MA 043 oder KT 101
erster Termin: 15.04.2019 in KT 101

Inhalte

Auch wenn bei der Diskussion um erneuerbare Energien meist von der Strom- und (schon weniger) Wärmeversorgung gesprochen wird, ist die Versorgung mit Kälte nicht minder wichtig. Kältetechnik steckt in der Lebensmittelversorgung (Kühlkette: von der Produktion bis zum Verbraucher ununterbrochene Kühlung, z.B. bei Fisch), in der Gebäudeenergieversorgung (Klimaanlagen), in der Medizintechnik und in der Produktionstechnik. Beispiel Klimaanlagen: Es ist sicher, dass die Zahl der gekühlten Gebäudeflächen rasant steigen wird. Damit ist ein enormer Zuwachs an Kältenutzung verbunden. Bezogen auf 1990 kann man von einem jährlichen Anstieg der für die Gebäudekühlung benötigten Kälteenergie von 13 Prozent alleine in Europa ausgehen. Schon jetzt gehen 12 bis 15 Prozent des Stromverbrauchs in die Kälteenergie. Um die Kühlschränke in Deutschland zu betreiben, werden ungefähr zehn große Kraftwerke benötigt. Dabei gilt es zu bedenken, dass immer noch ein riesiger Anteil von Lebensmitteln vor Verbrauch verdirbt, weil sie nicht gekühlt werden können. Die Kältetechnik ist also ein wichtiger Dienstleister, aber auch ein wichtiger Energieverbraucher.

Das Modul "Kältetechnik" wurde bislang zweisemestrig angeboten (siehe oben) und ist daher thematisch in "Kältetechnik I" und in "Kältetechnik II: Thermally Driven Cooling" aufgeteilt.

  • Kältetechnik I umfasst die Grundlagen der wichtigsten kältetechnischen Verfahren mit Ausnahme der Sorptionskältetechnik, die das Thema von Kältetechnik II ist. In Kältetechnik I werden außer den Kompressionskälteverfahren auch Verschleißverfahren, Tiefkälteverfahren und Magnetisches Kühlen angesprochen.
  • Kältetechnik II / Thermally Driven Cooling behandelt recht detailliert die auf Sorptionsprozessen beruhenden Kälteverfahren, da diese auch das wichtigste Forschungsthema des Fachgebietes darstellen (siehe Artikel in TU International 62 und Artikel in TU International 65). Die meisten der behandelten Prozesse werden mit Wärme angetrieben; wichtig ist besonders Abwärme, Fernwärme und Solarenergie.

Es gibt kein Skriptum zu den Lehrveranstaltungen, aber es werden Arbeitsblätter ausgeteilt. Voraussetzung ist auf jeden Fall eine gute Kenntnis der Technischen Thermodynamik.

1.           Einführung: Historische Entwicklung, Einsatzgebiete, Stellenwert

2.           Natürliche Kälteerzeugung

2.1               Strahlungskühlung

2.2               Verdunstungskühlung

2.3              Eis und Kältemischungen

3.           Mechanische Kälteerzeugung

3.1               Thermodynamische Grundlagen

3.2               Der Plank-Prozess

3.3               Komponenten

3.4               Variationen und sonstige Prozesse

4.           Thermisch angetriebene Kälteerzeugung

4.1               Einführung

4.2               Thermodynamik von Lösungen

4.3               Das Enthalpie-Massenbruch Diagramm

4.4               Prozessdesign und -analyse

4.5               Technische Besonderheiten

4.6               Prozesssteuerung

5.           Kryotechnik

5.1               Luftverflüssigung

5.2               Prozesse zur Näherung an den absoluten Nullpunkt

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