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Kryotechnik – Grundlagen und Arbeitstechniken, Entwicklungsstand, -tendenzen, Anwendungen

Kryotechnik Technikforum

Sie lernen in diesem Forum die Grundlagen der Kryotechnik und deren Anwendungsgebiete kennen. Sie erfahren, wie Sie tiefe Temperaturen mit verschiedenen Kälteanlagen und Kältemitteln erzeugen. Nach der Weiterbildung kennen Sie den aktuellen Stand der Kryotechnik und wissen, wie Sie ein Kryosystem sicher konstruieren und auslegen.

Kryotechnikanlagen sicher konstruieren, auslegen und betreiben.

Die Kryotechnik – auch Tieftemperaturtechnik genannt – ist in der Industrie von zunehmender Bedeutung. Zu den Anwendungsfeldern zählt unter anderem die Speicherung von flüssigem Wasserstoff als Treibstoff für Brennstoffzellenfahrzeuge. Ein weiteres Anwendungsgebiet sind supraleitende Höchstfeldmagnete. Hier kühlt flüssiges Helium die Magnetspulen.

Während des 3-tägigen Forums „Kryotechnik“ lernen Sie, wie Sie mit unterschiedlichen Kälteanlagen tiefe Temperaturen erzeugen und Kältekreisläufe thermodynamisch bilanzieren. Sie erfahren:

  • Welche Kältemittel, Materialien und Isolatoren in der Kryotechnik eingesetzt werden
  • Was Sie beim Umgang mit flüssigem Helium beachten müssen
  • Welche Sensoren für tiefe Temperaturen geeignet sind
  • Wie Sie kryotechnische Anlagen konstruieren und welche Spezifikationen Sie dabei beachten müssen

Nach dem Forum sind Sie in der Lage, die relevanten sicherheitstechnischen Anforderungen an Kryoanlagen umsetzen.

Welche Inhalte vermittelt das Technikforum?

Das Technikforum „Kryotechnik“ vermittelt die folgenden Inhalte:

Programm als PDF zum Ausdrucken herunterladen

Programmablauf

Tag 1: 09:15 bis ca. 18:15

1. Begrüßung und Einführung
Dr.-Ing. Holger Neumann, Institut für Technische Physik, KIT – Karlsruher Institut für Technologie

2. Thermodynamische Grundlagen der Kälteerzeugung

  • Hauptsätze der Thermodynamik
  • Bedeutung der Entropie und der Energie
  • Kälteanlagen und Verflüssiger
  • Rekuperative und regenerative Kältekreisläufe
  • Verlustmechanismen

Dr.-Ing. Alexander Alekseev, Engineering, Linde AG, Hoellriegelskreuth

3. Industrielle Kryoanlagen

  • Anforderungen
  • Komponenten
  • Überlegungen zum Anlagekonzept
  • Ausführungsbeispiele für verschiedene Betriebstemperaturen

Klaus Ohlig, Linde Kyrotechnik AG, CH-Pfungen

4. Kältemittel für die Kryotechnik

  • Eigenschaften von LN2, LHe und LH2
  • Bereitstellung und Handhabung der Kältemittel
  • LHe Dewar mit LHe-Anschluss und Druckaufbau
  • Anwendungsbeispiele für LN2, LHe und LH2

Dipl.-Ing. Siegfried Ebner, Geschäftsbereich Linde Gas, Linde AG,
Unterschleißheim

5. Stoffeigenschaften bei tiefen Temperaturen

  •  Änderungen Festkörperparameter
    » Wärmekapazität
    » Wärmeleitung
    » Kontraktion
    » Versprödung
    » elektrische Leitfähigkeit
  • Fluideigenschaften
  • Zustandsgleichungen
  • Stoffdatenprogramme
  • Superfluides Helium

Dr. Christoph Haberstroh, Lehrstuhl für Kälte und Kryotechnik,
TU Dresden

6. Wärmeübertragung an Kryogene – Kühltechniken

  • Wärmeübertragungsmechanismen
  • Wärmeübertragung mit und ohne Phasenumwandlung
  • Wärmeübertragung an He I und He II
  • Badkühlung und Zwangskühlung

Dr.-Ing. Holger Neumann

Tag 2: 09:00 bis ca. 18:00


7. Thermische Isolation

  • Grundlagen
  • Isolationstechniken
    » poröse Isolationsstoffe
    » Vakuum
    » Vakuumpulver-, Superisolation

Dr.-Ing. Holger Neumann

8.  Spezifikation, Auslegung und Komponenten von Kryosystemen

  • Spezifikation und Anforderungen
  • Isometrie
  • Bauelemente
  • Konditionierungsgeräte für Flüssiges
  • Anwendungsbeispiele

Ronald Dekker, Dirctor of Strategy & Large Projects, DeMaCo Holland bv, NL-Noord-Scharwoude

9. Tieftemperaturmess- und -regelungstechnik

  • Temperaturmessung
  • Fühlerauswahl und -installation
  • Messfehler
  • Messungen (Druck, Massenstrom, Weg und Füllstand)
  • Kryoventile
  • Regelkreise mit Anwendungsbespielen

Dipl.-Ing. Manfred Süsser, Institut für Technische Physik, KIT – Karlsruher Institut für Technologie


10. Sicherheitstechnik

  • Gefahren im Umgang mit Kältemitteln
  • Sicherheitsrelevante Eigenschaften von Kältemitteln und Materialien bei tiefen Temperaturen
  • Gefahren im Umgang mit Kältemitteln
  • Gefahr durch Sauerstoffmangel (ODH)
  • Sicherheitsrelevante Konstruktions- und Betriebshinweise
  • Vorschriften
  • Druckabsicherungen

Dr. Friedrich Haug, CERN, CH-Genf

11. Kleinkühler für Tieftemperaturelektronik und -sensorik

  • Anforderungen
  • Thermodynamische Grundlagen
  • Bauarten
  • Entwicklungstendenzen

Dr.-Ing. Ingo Rühlich, Abteilungsleiter Kühler, AIM INFRAROT-MODULE GmbH, Heilbronn

Ab 19.00 Uhr lädt Sie das VDI Wissensforum zu einem gemeinsamen Imbiss, zum Erfahrungsaustausch und zur Diskussion mit den Referenten ein.


Tag 3: 09:00 bis ca. 16:00

12. Supraleitende Höchstfeldmagnete

  • Erzeugung stationärer Magnetfelder
  • Vergleich von resistiven und supraleitenden Systemen
  • Herausforderungen bei der Auslegung und dem Betrieb von
    Höchstfeldmagneten (B>20T)
  • Anforderungsprofil für supraleitende Magnete in der hochauflösenden NMR-Spektroskopie

Dr. Theo Schneider, Institut für Technische Physik, KIT – Karlsruher Institut für Technologie

13. Kryogene Wasserstofftechnologie

  • Eigenschaften von Wasserstoff
  • Wasserstoffspeicherung
    » Druckgasspeicherung
    » Flüssigwasserstoffspeicher
    » Kryodruckspeicherung
    » Festkörperspeicher
  • Systemspeicherdichten
  • Effizienzbetrachtung

Dr. Christoph Haberstroh

14. Kryovakuumtechnik und Kryopumpen

  • Vakuumtechnische Grundlagen
  • Kenngrößen und Störeffekte
  • Diskussion der typischen Betriebsmoden
  • Kommerzielle Kryopumpen
  • Auslegung von Kryopumpensysteme für spezielle Anwendungen
  • Beispiele für ausgeführte Systeme

Dr. Christian Day, Institut für Technische Physik, KIT – Karlsruher Institut für Technologie

14.00 bis gegen 16.00 Uhr
Sonderveranstaltung – Personalausweis erforderlich
Besichtigung der kryotechnischen Einrichtung des Instituts für
technische Physik auf dem Gelände des KIT – Karlsruher Institut
für Technologie

Dr.-Ing. H. Neumann

Am Ende des letzten Tages des Forums besichtigen Sie die kryotechnischen Einrichtungen des Instituts für technische Physik des KIT. Die Exkursion zum Karlsruher Institut für Technologie (KIT) leitet Ihr Forumsleiter Dr.-Ing. Holger Neumann.

An wen richtet sich das Technikforum?

Das Technikforum ist für Ingenieure und Techniker konzipiert, die bei ihrer täglichen Arbeit mit industriellen Kryoanlagen umgehen oder diese konstruieren. Angesprochen sind speziell Mitarbeiter aus den Bereichen:

  • Forschung
  • Entwicklung
  • Konstruktion

Diese erhalten einen umfassenden Überblick über die Grundlagen und den neuesten Entwicklungsstand dieses sich stetig weiterentwickelnden Fachgebiets.

Ihr Leiter des Technikforums

Dr.-Ing. Holger Neumann leitet das Forum „Kryotechnik“. Nach Studium und Promotion an der Ruhr-Universität Bochum arbeitet er heute als Bereichsleiter Kryotechnik am Institut für Technische Physik des KIT. Dort ist er auch Dozent für das Fachgebiet Kryotechnik. An der Dualen Hochschule Baden-Württemberg unterrichtet er zudem als Dozent für Thermodynamik.

Melden Sie sich jetzt für das Forum an

Sie möchten Fachwissen im Bereich Kryotechnik erwerben, Ihre Kenntnisse auffrischen und erweitern? Und dabei die neuesten Entwicklungen dieses dynamischen Fachbereichs kennenlernen? Dann sollten Sie sich das Technikforum „Kryotechnik“ nicht entgehen lassen.