[…] Die Forschung arbeitet intensiv an der Entwicklung immer neuerer Verfahren, um [den steigenden Ansprüchen von Umwelt und Verbrauchern] zu genügen. Ein Gebiet auf dem besonders intensiv geforscht wird ist die Kältetechnik. Die Kältetechnik befasst sich mit genau diesen Problemen. Einerseits benötigt die Industrie immer tiefere Temperaturen. Um aber bei herkömmlichen Verfahren eine tiefe Temperatur zu erreichen, ist das nur in Verbindung mit einem gleichzeitigen Steigen des Energiebedarfes möglich. Häufig werden, um dennoch sehr tiefe Temperaturen zu erreichen, künstliche Kältemittel verwendet, die allerdings den Treibhauseffekt verstärken und daher eher ungeeignet sind. So zum Beispiel das teilhalogenierte Fluor- Chlor- Wasserstoff (H-FCKW), das als Ersatz für das reine FCKW verwendet wurde. Da es aber ebenso den Treibhauseffekt fördert, wurde es seit dem 01.01.2000 in allen neuen Anlagen verboten. Ein anderes Kältemittel ist Ammoniak, welches vernachlässigbar zum Treibhauseffekt beiträgt, es ist aber brennbar und giftig und daher auch ungeeignet. Oft findet auch flüssiger Stickstoff, der leicht und in großen Mengen herstellbar ist, Anwendung. Flüssiger Stickstoff kann den Kältebedarf für einige Anwendungen in der Industrie aber nur unzureichend abdecken, so dass er zwar immer noch eine gute Alternative ist, aber nur ungenügend in allen Gebieten angewandt werden kann.
Eine zusätzliche Möglichkeit bietet sich da durch den Stirling Motor. Dieser, schon im 19. Jahrhundert entwickelte Motor, war lange in Vergessenheit geraten, da er im Wettkampf mit OTTO- und DIESEL- Motor das Nachsehen hatte. In den 1950er Jahren aber griff die Firma „Philips“ das Prinzip des Stirling Motors wieder auf und entwickelte daraus 1955 eine Kältemaschine zur Gasverflüssigung. Ob die Stirling- Kältemaschine die heutigen Anforderungen erfüllt und somit eine Alternative zu den bestehenden Kältemaschinen ist, wird sich im Folgenden herausstellen.
Inhaltsverzeichnis
- 1. Einführung
- 2. Stirling Maschine
- 2.1 Idealer Stirling- Prozess
- 2.2 Differenzen zum idealen Prozess
- 2.3 Arten von Stirling- Maschinen
- 3. Kältemaschinen
- 3.1 Philips Typ A Kältemaschine
- 3.2 Solo 161 Kältemaschine
- 4. Anwendung der Stirling- Kältemaschine als Kühlaggregat
- 4.1 Anwendungsgebiete
- 4.2 Einsatz von Stirling- Kältemaschinen in der Tiefkühlung in Supermärkten
- 5. Anwendung in der Lösungsmittelkondensation
- 5.1 Das Prinzip der Lösungsmittelkondensation
- 5.2 Anwendung der Stirling- Kältemaschine in der Kryokondensation
- 6. Abschließende Bewertung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Hausarbeit untersucht den Einsatz von Stirling-Maschinen als Kühlaggregate. Ziel ist es, die Funktionsweise, Anwendungsgebiete und das Potential dieser Technologie im Kontext steigenden Energiebedarfs und Umweltbewusstseins zu evaluieren. Die Arbeit beleuchtet die Vorteile und Herausforderungen im Vergleich zu herkömmlichen Kältemaschinen.
- Funktionsweise der Stirling-Maschine als Kältemaschine
- Vergleich mit traditionellen Kältemaschinen und deren Limitationen
- Anwendungsgebiete und Potenzial von Stirling-Kältemaschinen
- Umweltfreundlichkeit und Energieeffizienz
- Wirtschaftliche Aspekte und zukünftige Entwicklungen
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einführung: Die Einleitung beleuchtet den steigenden Energiebedarf der Menschheit und die damit verbundenen Herausforderungen bezüglich Rohstoffknappheit und Umweltbelastung. Sie führt in die Problematik herkömmlicher Kältemaschinen und deren negative Auswirkungen auf die Umwelt ein und begründet die Notwendigkeit der Forschung nach umweltfreundlicheren Alternativen, wie der Stirling-Maschine. Der Text betont den Wunsch nach effizienten und nachhaltigen Technologien zur Kälteerzeugung und positioniert die Stirling-Maschine als potenzielle Lösung.
2. Die Stirling - Kältemaschine: Dieses Kapitel beschreibt die historische Entwicklung der Stirling-Maschine und ihren Funktionsmechanismus. Es konzentriert sich auf den linksläufigen Prozess, der für die Kühlung essentiell ist. Der ideale Stirling-Prozess wird erläutert, und die Abweichungen vom Idealfall werden angesprochen. Verschiedene Arten von Stirling-Maschinen werden kurz erwähnt. Der Fokus liegt auf dem Verständnis des thermodynamischen Kreisprozesses und seiner Eignung für Kälteerzeugung.
3. Kältemaschinen: Dieses Kapitel präsentiert verschiedene Arten von Kältemaschinen, mit besonderem Augenmerk auf den Philips Typ A und die Solo 161 Kältemaschine. Der Vergleich mit traditionellen Kältemaschinen dient als Grundlage, um die Vor- und Nachteile der Stirling-Technologie hervorzuheben. Der Abschnitt beleuchtet die jeweiligen Stärken und Schwächen und deren Auswirkungen auf Effizienz und Umweltfreundlichkeit.
4. Anwendung der Stirling- Kältemaschine als Kühlaggregat: Dieser Abschnitt untersucht die verschiedenen Anwendungsgebiete von Stirling-Kältemaschinen als Kühlaggregate. Er fokussiert sich auf die spezifischen Vorteile und Herausforderungen im jeweiligen Kontext. Besondere Beachtung findet der Einsatz in Supermärkten zur Tiefkühlung, wo die Effizienz und Nachhaltigkeit der Technologie im Vordergrund stehen.
5. Anwendung in der Lösungsmittelkondensation: Das Kapitel behandelt die Anwendung der Stirling-Kältemaschine in der Lösungsmittelkondensation, insbesondere im Bereich der Kryokondensation. Es wird das Prinzip der Lösungsmittelkondensation erläutert und die Rolle der Stirling-Maschine als effizientes und umweltfreundliches Kühlaggregat in diesem Kontext detailliert beschrieben. Die Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren werden hervorgehoben.
Schlüsselwörter
Stirling-Maschine, Kältemaschine, Kältetechnik, Energieeffizienz, Umweltfreundlichkeit, Tiefkühlung, Lösungsmittelkondensation, Kryokondensation, nachhaltige Technologie, erneuerbare Energien, Thermodynamik.
Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Hausarbeit: Stirling-Kältemaschinen
Was ist der Hauptfokus dieser Hausarbeit?
Die Hausarbeit untersucht den Einsatz von Stirling-Maschinen als Kühlaggregate. Sie evaluiert Funktionsweise, Anwendungsgebiete und das Potential dieser Technologie im Hinblick auf steigenden Energiebedarf und Umweltbewusstsein, indem sie Vorteile und Herausforderungen im Vergleich zu herkömmlichen Kältemaschinen beleuchtet.
Welche Themen werden in der Hausarbeit behandelt?
Die Arbeit behandelt die Funktionsweise der Stirling-Maschine als Kältemaschine, vergleicht sie mit traditionellen Kältemaschinen, untersucht deren Anwendungsgebiete und Potenziale, bewertet Umweltfreundlichkeit und Energieeffizienz und analysiert wirtschaftliche Aspekte sowie zukünftige Entwicklungen. Spezifische Anwendungsfälle wie Tiefkühlung in Supermärkten und Lösungsmittelkondensation werden detailliert betrachtet.
Wie ist die Hausarbeit strukturiert?
Die Hausarbeit umfasst eine Einführung, ein Kapitel zur Stirling-Maschine (inklusive idealem Prozess und verschiedenen Maschinentypen), ein Kapitel zu verschiedenen Kältemaschinen (mit Fokus auf Philips Typ A und Solo 161), ein Kapitel zu Anwendungsgebieten von Stirling-Kältemaschinen als Kühlaggregate (mit Schwerpunkt Supermarkt-Tiefkühlung), ein Kapitel zur Anwendung in der Lösungsmittelkondensation (inkl. Kryokondensation) und abschließend eine Bewertung.
Welche Arten von Stirling-Maschinen werden behandelt?
Die Hausarbeit erwähnt verschiedene Arten von Stirling-Maschinen, ohne jedoch spezifische Modelle detailliert zu beschreiben. Der Fokus liegt auf dem Verständnis des thermodynamischen Kreisprozesses und dessen Eignung für Kälteerzeugung.
Welche traditionellen Kältemaschinen werden zum Vergleich herangezogen?
Die Hausarbeit vergleicht die Stirling-Kältemaschine mit den Kältemaschinen vom Typ Philips A und Solo 161, um die Vor- und Nachteile der Stirling-Technologie hinsichtlich Effizienz und Umweltfreundlichkeit hervorzuheben.
Welche Anwendungsgebiete von Stirling-Kältemaschinen werden untersucht?
Die Hausarbeit untersucht den Einsatz von Stirling-Kältemaschinen als Kühlaggregate in verschiedenen Bereichen, insbesondere die Tiefkühlung in Supermärkten und die Anwendung in der Lösungsmittelkondensation (inkl. Kryokondensation).
Welche Vorteile bieten Stirling-Kältemaschinen im Vergleich zu traditionellen Systemen?
Die Hausarbeit hebt die potenziellen Vorteile von Stirling-Kältemaschinen hinsichtlich Energieeffizienz und Umweltfreundlichkeit hervor, ohne jedoch konkrete Zahlen oder detaillierte Vergleiche zu liefern. Die Vorteile werden im Kontext der jeweiligen Anwendungsgebiete diskutiert.
Welche Schlüsselwörter beschreiben die Inhalte der Hausarbeit am besten?
Schlüsselwörter sind: Stirling-Maschine, Kältemaschine, Kältetechnik, Energieeffizienz, Umweltfreundlichkeit, Tiefkühlung, Lösungsmittelkondensation, Kryokondensation, nachhaltige Technologie, erneuerbare Energien, Thermodynamik.
Wo finde ich detailliertere Informationen zu den einzelnen Kapiteln?
Die Zusammenfassung der Kapitel bietet einen Überblick über die Inhalte jedes Abschnitts. Für detaillierte Informationen muss die vollständige Hausarbeit konsultiert werden.
- Quote paper
- Stefan Kuhles (Author), 2004, Der Einsatz von Stirling-Maschinen als Kühlaggregat, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/48401
