TU Berlin

Maschinen- und EnergieanlagentechnikKT

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Kältetechnik im SoSe 2020

Montag, 20. April 2020

+++ Aktuelle Informationen zum Kurs findet ihr auf dem Info-Zettel +++

Das Modul Kältetechnik (6 LP) umfasst die beiden Vorlesungen „Kältetechnik I - Kühlen, Gefrieren, Kälteanlagen“ und „Thermally driven cooling components and systems (Kältetechnik II)“ und die Übung "Übungen zur Kältetechnik".

Prinzipiell ist es möglich, nur den zweiten Teil des Moduls mit 3 LP zu belegen, der dann in der zweiten Semesterhälfte beginnt. Achtung: die Anmeldung beim Prüfungsamt muss spätestens bis zum 31.05.2020 erfolgen!

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. Die Sprache soll jedoch möglichst kein Hindernis darstellen an dem Kurs teilzunehmen. Rückfragen können natürlich auf Englisch gestellt und beantwortet werden.

 

Regelmäßige Online-Termine
Q&A zur Vorlesung:

donnerstags, 12 - 14 Uhr
Q&A zur Übung:

freitags, 10 - 12 Uhr

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 früher zweisemestrig angeboten 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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