Kältetechnik für Ingenieure

Thomas Maurer

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Thomas Maurer, Kältetechnik für Ingenieure (2021), VDE Verlag, Berlin, ISBN: 9783800752416

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Descripción / Abstract

Das Lehr- und Nachschlagewerk für Studenten und Ingenieure behandelt ausführlich die Grundlagen der Kältetechnik – von den verschiedenen Kälteprozessen und Kältemaschinen über Anlagenkomponenten und Kältemittel bis hin zu Kältelastberechnungen und energetischen wie exergetischen Betrachtungen. Anwendungen wie beispielsweise Wärmepumpen, Kühltürme, Fahrzeugklimatisierung und Tieftemperaturtechnik werden anschaulich erläutert.

Besonderen Wert hat der Autor darauf gelegt, dass die Leser die Machbarkeit von alternativen technischen Möglichkeiten analysieren und bewerten können.

Das Buch ist zum Selbststudium geeignet.

In der 2. Auflage wurden alle Inhalte, insbesondere die Darstellung der Kältemittel, an den aktuellen normativen und technischen Stand angepasst.

Extracto

Índice

  • Kältetechnik für Ingenieure
  • Ihre Meinung zählt!
  • Impressum
  • Vorwort
  • Inhalt
  • Formelzeichen und Indizes
  • 1 Einleitung
  • 1.1 Temperaturabhängige Stoffeigenschaften und die zur Kälteerzeugung nutzbaren Effekte
  • 1.2 Offene und geschlossene Verfahren zur Kälteerzeugung
  • 1.3 Nutzung des Phasenwechsels zur Kälteerzeugung
  • 2 Verdichterkältemaschinen
  • 2.1 Der ideale Vergleichsprozess für die Kältemaschine
  • 2.2 Prozesse mit Verdichtung im Gasgebiet und isenthalper Entspannung
  • 2.3 Auslegung des Kältemaschinenprozesses mit dem lg†‰p,h-Diagramm
  • 2.4 Theoretischer und realer Prozessablauf
  • 2.5 Verdichterkältemaschinen mit innerem Wärmeübertrager
  • 2.6 Anlagen mit Pumpbetrieb
  • 2.7 Anlagen mit Naturumlauf (Anlagen mit selbstüberflutetem Betrieb)
  • 2.8 Transkritische Verdichterkältemaschine mit dem Kältemittel Kohlendioxid
  • 2.9 Kaskadenkältemaschinen
  • 2.10 Zwei- und mehrstufige Verdichterkältemaschinen
  • 2.11 Berechnungsbeispiel Prozessvergleich
  • 3 Absorptionskältemaschinen und Adsorptionskältemaschinen
  • 3.1 Kontinuierliche Absorptionskältemaschinen
  • 3.2 Thermodynamische Grundlagen der Sorptionskältemaschinen
  • 3.3 Kontinuierliche ­Absorptionskältemaschinen mit Rektifikation
  • 3.4 Kontinuierliche Resorptionskältemaschinen
  • 3.5 Nutzung von niedrigen Austreibertemperaturen
  • 3.6 Absorptionskältemaschine mit druckausgleichendem Gas
  • 3.7 Die „Reversible Absorptionskältemaschine“
  • 3.8 Mehrstufige Absorptionskältemaschinen
  • 3.9 Weitere Beispiele für kontinuierliche Absorptionskältemaschinen
  • 3.10 Adsorptionskältemaschinen
  • 3.11 Begriffe, Näherungsgleichungen und h,ξ-Diagramme
  • 4 Strahlkältemaschinen und Strahlapparate als Expansionsorgane in Kältemaschinen
  • 4.1 Einleitung
  • 4.2 Bezeichnungen
  • 4.3 Anwendungen
  • 4.4 Funktion des Strahlapparats und Berechnungsgrundlagen
  • 4.5 Ausführungsbeispiele
  • 5 Feuchte Luft
  • 5.1 Stoffliche und thermische Eigenschaften
  • 5.2 Kalorische Eigenschaften von feuchter Luft
  • 5.3 Beispielrechnungen
  • 6 Kühltürme (Verdunstungskühlanlagen)
  • 6.1 Zweck
  • 6.2 Bauarten
  • 6.3 Kühlturmberechnung
  • 7 Kaltgasmaschine
  • 7.1 Einleitung
  • 7.2 Thermodynamische Grundlagen der Kaltgasmaschinen
  • 7.3 Brayton-Kaltgasmaschine
  • 7.4 Wirbelrohr nach Ranque und Hilsch
  • 7.5 Stirling-Kaltgasmaschine
  • 8 Thermoelektrische Kälteerzeugung
  • 8.1 Einleitung
  • 8.2 Zugrunde liegende Effekte
  • 8.3 Thermodynamik
  • 8.4 Verdeutlichung der Gesetzmäßigkeiten an einem Peltier-Leiterpaar
  • 8.5 Vergleichsprozess und Grenze der Kälteleistungszahl
  • 8.6 Zahlenbeispiel
  • 8.7 Exergetische Betrachtung
  • 8.8 Peltier-Elemente in Kaskadenschaltung
  • 8.9 Zum Stand der Anwendungen und Entwicklungen
  • 8.10 Thermoelektrik zur Elektrizitätsgenerierung
  • 8.11 Thermoelektrische Spannungsreihe
  • 9 Festkörperbasierte Kälteerzeugung unter Nutzung kalorischer Effekte
  • 9.1 Einführung
  • 9.2 Elastokalorische Kälteerzeugung
  • 9.3 Barokalorische Kälteerzeugung
  • 9.4 Elektrokalorische Kälteerzeugung
  • 9.5 Magnetokalorische Kälteerzeugung
  • 10 Tieftemperaturtechnik – Verflüssigung tiefsiedender Gase
  • 10.1 Einleitung
  • 10.2 Gasverflüssigung
  • 10.3 Claude-Heylandt-Verfahren
  • 10.4 Luftzerlegung
  • 11 Kältemittel, EU-F-Gase-Verordnung, Sicherheit und Kältemaschinenöle
  • 11.1 Kältemittel
  • 11.2 EU-F-Gase-Verordnung
  • 11.3 Sicherheitstechnische und umweltrelevante Anforderungen an Kälteanlagen
  • 11.4 Kältemaschinenöle
  • 12 Kältemittelverdichter
  • 12.1 Fluidenergiemaschinen in der Kältetechnik
  • 12.2 Mechanische Kältemittelverdichter
  • 12.3 Verdichterbauarten
  • 12.4 Hermetisierung der Verdichtergehäuse
  • 12.5 Weitere technische Details von Kältemittelverdichtern
  • 12.6 Einsatzgrenzen von Kältemittelverdichtern
  • 12.7 Katalog-Prozess und Ist-Prozess – Berechnungsbeispiel
  • 12.8 Kältemittelverdichter für Fahrzeugklimaanlagen
  • 13 Wärmeübertrager
  • 13.1 Regeneratoren – Indirekte Wärmeübertrager mit thermischer Zwischenspeicherung
  • 13.2 Rekuperatoren – Wärmeübertrager mit wärmeübertragenden Flächen
  • 14 Weitere Komponenten und Zubehör von Kältemaschinen
  • 14.1 Filtertrockner
  • 14.2 Schaugläser
  • 14.3 Handventile
  • 14.4 Elektromagnetische Ventile (Magnetventile)
  • 14.5 Rückschlagventil NRV
  • 14.6 Automatische Ventile für flüssige Wärme- und Kälteträger
  • 14.7 Sicherheitsventile und Berstscheiben
  • 14.8 Temperatur- und Druckschalter
  • 14.9 Druckregelventile
  • 14.10 Drosselorgane
  • 15 Berechnung der Kältelast
  • 15.1 Herleitung der Bilanzgleichung
  • 15.2 Berechnung der Kältelast für einen Kühlraum
  • 15.3 Beispiel zur Berechnung der Kältelast eines Kühlraums
  • 15.4 Anmerkungen zur Bestimmung der Kältelast
  • 16 Exergetische Betrachtungen
  • 16.1 Einleitung – Exergiebegriff
  • 16.2 Exergiebilanz und exergetischer Wirkungsgrad
  • 16.3 Exergie einer thermischen Kraftmaschine
  • 16.4 Exergie einer mechanisch angetriebenen Kältemaschine
  • 16.5 Exergie einer thermisch angetriebenen Kältemaschine
  • 16.6 Bestimmung von einzelnen Exergieverlusten
  • 16.7 Beispiele
  • 16.8 Unterschiedliche Nutzleistungen, unterschiedliche Temperaturen
  • A1 Thermodynamische Grundlagen und Begriffe
  • A1.1 Thermodynamisches System: die Bilanzgleichung
  • A1.2 „0. Hauptsatz“ der Thermodynamik
  • A1.3 Massenbilanz
  • A1.4 Energiebilanz – der 1. Hauptsatz der Thermodynamik
  • A1.5 Zustandsänderungen
  • A1.6 Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik
  • A1.7 Der 3. Hauptsatz der Thermodynamik
  • A1.8 Weitere Begriffe aus der Thermodynamik
  • A2 Bezeichnungen, Kenngrößen und Anhaltswerte
  • A2.1 Bezeichnungen
  • A2.2 Aufstellungsbereiche von Kälteanlagen
  • A2.3 Kenngrößen, Definitionen, Anhaltswerte
  • A3 Kurze Geschichte der Kältetechnik
  • A3.1 Verdichterkältemaschine
  • A3.2 Sorptionskältemaschinen
  • A3.3 Kaltgasmaschinen
  • A3.4 Weitere Entdeckungen und technische Entwicklungen
  • A3.5 Politische Entwicklungen
  • A3.6 Anwendungen
  • A4 Daten von Kältemitteln
  • A5 Symbole
  • Literatur
  • Stichwortverzeichnis
  • Zum Autor

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