KSP-22

Kontrollfragen für Kältesystemplaner

Kontrollfragen für Kältesystemplaner


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Langue Deutsch
Catégorie Technique
Niveau Apprentissage
Crée / Actualisé 03.11.2020 / 05.12.2025
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Wodurch unterscheidet sich die Sorptionstechnik von der Kompressionstechnik?

Bei eine Sorptionskältemaschine wird das verdampfte Kältemittel nicht mit einem Verdichter abgesaugt, sondern durch einen zusätzlichen Stoff aufgesaugt und abtransportiert wird.

Wozu wird bei der Sorptionstechnik eine Wärmequelle mit hoher Temperatur benötigt und auf welche unterschiedlichen Arten dann diese bereitgestellt werden?

Mit der Wärmequelle muss das Kältemittel wieder aus der Sorptionslösung ausgetrieben werden.

Die kann 

  • Elektroeinsatz (Minibar)
  • Öl- oder Gasbrenner (militärische Anwendung)
  • Inustrielle Abwärme mit hoher Temperatur
  • Mit Sonnenkollektoren erzeugte Wärme (Vacuum-Kollektoren)

Wo im Sorptions-System wird Wärme aufgenommen und wie wird diese Wärme aus dem System abgeführt?

Wärmeaufnahme im Verdampfer und im Austreiber, 

Wärmeabgabe im Kühlkreislauf: im Absorber und im Verflüssiger

Wie funktioniert die thermoelektrische Kühlung und wo wird diese eingesetzt?

Ein spezielles Halbleiter-Bauteil (Thermoelement) wird mit Strom durchflossen und dadurch wird eine Seite warm und die andere Seite kalt:

Anwendungen: Kühlbox, Kühlen von elektronischen Bauteilen, etc. 

Wie funktioniert magneische Kühlung?

Wird ein spezielles Material entmagnetisiert, so kühlt es sich ab und kann dadruch Wärme aus der Umgebung aufnehmen.
(siehe Bild)

Wie funktionieret Kühlen mit Gedächtnismetall?

Beim elastokalorischen Effekt wird durch die elastische Verformung eines Materials eine Temperaturänderung verursacht. Für ihren Prototyp wählten die Forscher ein Gedächtnismetall aus einer Nickel-Titan-Legierung. 

Nennen Sie fünf unterschiedlich funkionierende Thermometer.

Flüssigkeits-, Gasdruck-, Binetall-, Infrarot-, Widerstands- und Thermoelement-Thermometer

Bei einem Kältesystem mit überfluteter Verdampfung im Pump-Betrieb wird ca. doppelt so viel Kältemittel durch den Verdampfer gepumpt, als tatächlich verdampfen kann: Was wird damit bezweckt? 

Damit wird bezweckt, dass auch noch austrittsseitig im Verdampfer genügend flüssiges Kältemittel vorhanden ist, um mit einer Nassfilm-Verdampfung die Wärmetauscherfläche optimal ausnutzen zu können.

Ein Kältesystem hat 3 parallel angeschlossene, überflutete Verdampfer, welche je einen Volumenstrom von 2.5 m3/h benötigen und dabei einen Druckverlust von je 350 kPa verursachen. Auf welchen Volumenstrom und Förderhöhe muss die Kältemittelpumpe ausgelegt werden, wenn die Leitungen gesamthaft auch noch 150 kPa Druckverlust verursachen?

7.5 m3/h und 500 kPa

Wann spricht man von inirekter Verdampfung: Nennen Sie je zwei Vor- und Nachteile der indirekten Verdampfung.

Bei der inirekten Verdampfung wird Kaltwasser oder Kühlsole als Kälteträger in einem Chiller gekühlt und dann damit im Luftkühler, Flüssigkeitskühler oder bei industriellen Anlagen die Maschine gekühlt.

Vorteile:

  1. Die Füllmenge an Kältemittel wird stark reduziert.
  2. Das (ev. gefährliche) Kältemittel bleibt im Bereich Maschienenraum. 

Nachteile:

  1. Teuer: Viele zusätzliche Komponenten für den Sekundärkreislauf nötig
  2. Schlechtere Effizienz: Zusätzlich nötige Wärmetauscher-Temperaturdifferenz 

Erklären Sie die Aspekte der thermodynamischen Anomalie von Wasser und ihre technischen Bedeutungen.

  1. Beim Abkühlen erhöht sich bei Wasser wie bei allen anderen Flüssigkeiten die Dichte, jedoch nur bis auf 4°C, dann beginnt sich das Wasser wieder auszudehnen und daher hat 4°C warmes Wasser die grösste Dichte:
    => Dies muss bei der Schichtung von Kaltwasser-Speicher berücksichtigt werden.
    => Wasser gefriert von oben nach unten.
  2. Beim Gefrieren vergrössert sich das Volumen von Wasser um ca. 8%:
    => Wasserführende Leitungen und Behälter dürfen nie einfrieren, sonst werden sie zerstört.
    => Dies wird erreicht mit Begleit-Heizungen oder mit Frostschutznmittel.
  3. Je mehr Wasserdampf in der Luft ist, umso leichter wird (Druck/Temperatur gleich) die Luft:
    => Feuchte Luft steigt auf.

Unterteilen Sie Wärmepumpen entsprechend ihrer Wärmequelle und Wärmeabgabemedien:

  • Aussenluft-Luft-Wärmepumpe
  • Aussenluft-Wasser-Wärmepumpe
  • Erdsonde(Sole)-Wasser-Wärmepumpe
  • Erdregister(Sole)-Wasser-Wärmepumpe
  • Grundwasser-Wasser-Wärmepumpe
  • Abwärme(Luft/Wasser)-Wasser-Wärmepumpe

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