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Kälte Technik Als Kälte wird in der Technik insbesondere in den damit befassten Unterdisziplinen der Kühl und Kältetechn

Kälte (Technik)

Als Kälte wird in der Technik, insbesondere in den damit befassten Unterdisziplinen der Kühl- und Kältetechnik, ein Zustand mit einer Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur bezeichnet.

Die Umgebungstemperatur ist in der Kühltechnik als Bezugs- und Grenztemperatur von besonderer Bedeutung, da die natürliche Umgebung (Atmosphärenluft, Gewässer, Erdreich) in der Regel als Wärmesenke für die Abwärme von Kühlprozessen dient. Gemäß dem 2. Hauptsatz der Thermodynamik fließt Wärme aber nicht „freiwillig“ (ohne Exergiezufuhr) entgegen einem Temperaturgefälle zwischen Wärmequelle und Senke. Es ist daher mit einfachen Methoden der Kühlung, die nur auf einem freien Wärmeübergang und somit Temperaturausgleich zwischen Quelle und Senke basieren, nicht möglich, die Temperatur der Quelle (hier: das zu kühlende Objekt) unter die der Senke (hier: die Umgebung) abzukühlen. Soll die Temperatur weiter abgesenkt werden, muss zur Aufrechterhaltung des Wärmestromes ein Kälteprozess zwischengeschaltet werden. Da hierbei aktiv Energie aufgewendet werden muss, wird häufig davon gesprochen, dass die Kälte „erzeugt“ werden muss.

Die Methoden und Verfahren zur Erzeugung von Kälte sind Gegenstand der Kältetechnik (bei Temperaturen unterhalb von −150 °C auch Kryotechnik genannt). Als Kälteprozesse kommen verschiedene Prozesse in Frage, die auf unterschiedlichen physikalischen Effekten beruhen. Die meisten stationären Kälteprozesse nutzen zyklische Phasenwechsel eines Kältemittels in einer Kältemaschine.

Begriff Bearbeiten

Nach der Definition der Physik und der Thermodynamik gibt es keine Kälte, sondern nur Wärme. Das Verständnis von „Kälte“ als Gegenteil/Abwesenheit von Wärme hat dennoch Eingang in die technische Fachsprache gefunden. Auch in der Fachsprache wird der Begriff aber zumeist unscharf und uneinheitlich verwendet; es kann damit sowohl die übertragene Wärmemenge oder der Wärmestrom als auch die Kühltemperatur oder die Temperaturdifferenz zur Umgebung gemeint sein.

Auswirkungen auf Umwelt und Klima Bearbeiten

Kältetechnik ist für rund sieben Prozent der Treibhausgasemissionen verantwortlich, die zur menschengemachten globalen Erwärmung beitragen. Neben dem enormen Stromverbrauch von Kältetechnik, der global etwa 17 Prozent des gesamten Stromverbrauchs ausmacht, sind die häufig als Kältemittel verwendeten fluorierten Treibhausgase (F-Gase) dafür verantwortlich. Der Ersatz sämtlicher F-Gase weltweit könnte laut einer Studie im Auftrag des britischen Parlaments rund 0,5 Grad zum Klimaschutzziel des Übereinkommen von Paris beitragen. F-Gase wie Hydrofluorolefine haben eine geringere Klimawirkung als beispielsweise FKW-Gase. Dafür bleiben aber Abbauprodukte wie PFAS in Umwelt und Trinkwasser zurück, sogenannte „Forever Chemicals.“ Diese können für Menschen und Tiere gefährlich sein. Als klima- und umweltfreundliche Alternative gelten natürliche Kältemittel wie Kohlenwasserstoffe, Kohlenstoffdioxid, Ammoniak, Wasser und Luft, die darüber hinaus auch effizienter sind. Kälteanlagen, die Wasser als Kältemittel verwenden, verbrauchen laut Umweltbundesamt beispielsweise bis zu 80 Prozent weniger Energie als Anlagen mit HFKW-Kältemitteln.

Literatur Bearbeiten

  • Joachim Dohmann: Thermodynamik der Kälteanlagen und Wärmepumpen. 1. Auflage. Springer-Verlag, Berlin / Heidelberg 2016, ISBN 978-3-662-49109-6.
  • Dieter Schmidt: Lexikon Kältetechnik. 2. Auflage. VDE-Verlag, 2010, ISBN 978-3-8007-3262-3.
  • Klaus Reisner: Fachwissen Kältetechnik. 5. Auflage. VDE-Verlag, 2013, ISBN 978-3-8007-3389-7.
  • Thomas Maurer: Kältetechnik für Ingenieure. 1. Auflage. VDE-Verlag, 2016, ISBN 978-3-8007-3935-6

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. ↑ Karl Jousten (Hrsg.): Wutz Handbuch Vakuumtechnik. Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2010, ISBN 3-8348-0695-1.
  2. Hans Dieter Baehr, Stephan Kabelac: Thermodynamik. Springer, 2012, ISBN 978-3-642-24160-4, insbes. Kapitel 9 Thermodynamik des Heizens und Kühlens (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  3. ↑ Klaus Langeheinecke, Peter Jany, Gerd Thieleke: Thermodynamik für Ingenieure
  4. Kältetechnik – Einführung in die Grundlagen. Danfoss, Offenbach September 2006 (danfoss.com [PDF]). (Memento des Originals vom 3. September 2013 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.danfoss.com
  5. Sustainable cooling. UK Parliament Post, April 2021, abgerufen am 4. März 2023 (englisch).
  6. Kostadin Fikiin, Borislav Stankov, Kostadin Fikiin, Borislav Stankov: Integration of Renewable Energy in Refrigerated Warehouses. 1. Januar 1, abgerufen am 4. März 2023 (englisch).
  7. Removing F-gases could slow global warming by 0.5 degrees. UK Parliament, April 2018, abgerufen am 4. März 2023 (englisch).
  8. Neil Everitt: PFAS ban affects most refrigerant blends. 12. Februar 2023, abgerufen am 4. März 2023 (britisches Englisch).
  9. tagesschau.de: "Jahrhundertgift" PFAS: Auf die lange Bank. Abgerufen am 4. März 2023.
  10. Maria Theuring: Kältemittel - Start. 11. November 2021, abgerufen am 4. März 2023.
  11. Natürliches Kältemittel in Wärmepumpen. Definition und Begriff. Abgerufen am 4. März 2023.
  12. Maria Theuring: Wasser (H₂O / R-718). 12. November 2021, abgerufen am 4. März 2023.
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Veröffentlichungsdatum:
Als Kalte wird in der Technik insbesondere in den damit befassten Unterdisziplinen der Kuhl und Kaltetechnik ein Zustand mit einer Temperatur unterhalb der Umgebungstemperatur bezeichnet 1 Die Umgebungstemperatur ist in der Kuhltechnik als Bezugs und Grenztemperatur von besonderer Bedeutung da die naturliche Umgebung Atmospharenluft Gewasser Erdreich in der Regel als Warmesenke fur die Abwarme von Kuhlprozessen dient Gemass dem 2 Hauptsatz der Thermodynamik fliesst Warme aber nicht freiwillig ohne Exergiezufuhr entgegen einem Temperaturgefalle zwischen Warmequelle und Senke Es ist daher mit einfachen Methoden der Kuhlung die nur auf einem freien Warmeubergang und somit Temperaturausgleich zwischen Quelle und Senke basieren nicht moglich die Temperatur der Quelle hier das zu kuhlende Objekt unter die der Senke hier die Umgebung abzukuhlen Soll die Temperatur weiter abgesenkt werden muss zur Aufrechterhaltung des Warmestromes ein Kalteprozess zwischengeschaltet werden 2 3 Da hierbei aktiv Energie aufgewendet werden muss wird haufig davon gesprochen dass die Kalte erzeugt werden muss Die Methoden und Verfahren zur Erzeugung von Kalte sind Gegenstand der Kaltetechnik bei Temperaturen unterhalb von 150 C auch Kryotechnik genannt 1 Als Kalteprozesse kommen verschiedene Prozesse in Frage die auf unterschiedlichen physikalischen Effekten beruhen Die meisten stationaren Kalteprozesse nutzen zyklische Phasenwechsel eines Kaltemittels in einer Kaltemaschine 4 3 Inhaltsverzeichnis 1 Begriff 2 Auswirkungen auf Umwelt und Klima 3 Literatur 4 EinzelnachweiseBegriff BearbeitenNach der Definition der Physik und der Thermodynamik gibt es keine Kalte sondern nur Warme Das Verstandnis von Kalte als Gegenteil Abwesenheit von Warme hat dennoch Eingang in die technische Fachsprache gefunden Auch in der Fachsprache wird der Begriff aber zumeist unscharf und uneinheitlich verwendet es kann damit sowohl die ubertragene Warmemenge oder der Warmestrom als auch die Kuhltemperatur oder die Temperaturdifferenz zur Umgebung gemeint sein Auswirkungen auf Umwelt und Klima BearbeitenKaltetechnik ist fur rund sieben Prozent der Treibhausgasemissionen verantwortlich die zur menschengemachten globalen Erwarmung beitragen 5 Neben dem enormen Stromverbrauch von Kaltetechnik der global etwa 17 Prozent des gesamten Stromverbrauchs ausmacht 6 sind die haufig als Kaltemittel verwendeten fluorierten Treibhausgase F Gase dafur verantwortlich Der Ersatz samtlicher F Gase weltweit konnte laut einer Studie im Auftrag des britischen Parlaments rund 0 5 Grad zum Klimaschutzziel des Ubereinkommen von Paris beitragen 7 F Gase wie Hydrofluorolefine haben eine geringere Klimawirkung als beispielsweise FKW Gase Dafur bleiben aber Abbauprodukte wie PFAS in Umwelt und Trinkwasser zuruck sogenannte Forever Chemicals 8 Diese konnen fur Menschen und Tiere gefahrlich sein 9 Als klima und umweltfreundliche Alternative gelten naturliche Kaltemittel wie Kohlenwasserstoffe Kohlenstoffdioxid Ammoniak Wasser und Luft 10 11 die daruber hinaus auch effizienter sind Kalteanlagen die Wasser als Kaltemittel verwenden verbrauchen laut Umweltbundesamt beispielsweise bis zu 80 Prozent weniger Energie als Anlagen mit HFKW Kaltemitteln 12 Literatur BearbeitenJoachim Dohmann Thermodynamik der Kalteanlagen und Warmepumpen 1 Auflage Springer Verlag Berlin Heidelberg 2016 ISBN 978 3 662 49109 6 Dieter Schmidt Lexikon Kaltetechnik 2 Auflage VDE Verlag 2010 ISBN 978 3 8007 3262 3 Klaus Reisner Fachwissen Kaltetechnik 5 Auflage VDE Verlag 2013 ISBN 978 3 8007 3389 7 Thomas Maurer Kaltetechnik fur Ingenieure 1 Auflage VDE Verlag 2016 ISBN 978 3 8007 3935 6Einzelnachweise Bearbeiten a b Karl Jousten Hrsg Wutz Handbuch Vakuumtechnik Vieweg Teubner Wiesbaden 2010 ISBN 3 8348 0695 1 Hans Dieter Baehr Stephan Kabelac Thermodynamik Springer 2012 ISBN 978 3 642 24160 4 insbes Kapitel 9 Thermodynamik des Heizens und Kuhlens eingeschrankte Vorschau in der Google Buchsuche a b Klaus Langeheinecke Peter Jany Gerd Thieleke Thermodynamik fur Ingenieure Kaltetechnik Einfuhrung in die Grundlagen Danfoss Offenbach September 2006 danfoss com PDF danfoss com Memento des Originals vom 3 September 2013 im Internet Archive nbsp Info Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht gepruft Bitte prufe Original und Archivlink gemass Anleitung und entferne dann diesen Hinweis 1 2 Vorlage Webachiv IABot www danfoss com Sustainable cooling UK Parliament Post April 2021 abgerufen am 4 Marz 2023 englisch Kostadin Fikiin Borislav Stankov Kostadin Fikiin Borislav Stankov Integration of Renewable Energy in Refrigerated Warehouses 1 Januar 1 abgerufen am 4 Marz 2023 englisch Removing F gases could slow global warming by 0 5 degrees UK Parliament April 2018 abgerufen am 4 Marz 2023 englisch Neil Everitt PFAS ban affects most refrigerant blends 12 Februar 2023 abgerufen am 4 Marz 2023 britisches Englisch tagesschau de Jahrhundertgift PFAS Auf die lange Bank Abgerufen am 4 Marz 2023 Maria Theuring Kaltemittel Start 11 November 2021 abgerufen am 4 Marz 2023 Naturliches Kaltemittel in Warmepumpen Definition und Begriff Abgerufen am 4 Marz 2023 Maria Theuring Wasser H O R 718 12 November 2021 abgerufen am 4 Marz 2023 Normdaten Sachbegriff GND 4029166 2 lobid OGND AKS Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Kalte Technik amp oldid 237806601