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

1. Begrüßung und Einführung

Dr.-Ing. Holger Neumann, Institut für Technische Physik, KIT – Karlsruher Institut für Technologie, Karlsruhe

2. Thermodynamische Grundlagen der Kälteerzeugung

• Hauptsätze der Thermodynamik
• Joule-Thomson Verfahren
• Brayton- und Claude-Verfahren
• Kälteanlagen und Verflüssiger

Dr.-Ing. Alexander Alekseev, Technology and Innovation,
Linde AG, Pullach

3. Industrielle Kryoanlagen

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

Dr. Lars Blum, Managing Director, Linde Kryotechnik AG,
CH - Pfungen

4. Kältemittel für die Kryotechnik

• Eigenschaften von LN_{2, LHe und LH2}
• Bereitstellung und Handhabung der Kältemittel
• LHe Dewar mit LHe-Anschluss und Druckaufbau
• Anwendungsbeispiele für LN_{2, LHe und LH2}

 Martin Blanke, CryoFill and Supply Chain Manager Helium EMEA,
Linde  Aktiengesellschaft, Unterschleißheim

5. Stoffeigenschaften bei tiefen Temperaturen

• Änderungen Festkörperparameter

• Wärmekapazität, Wärmeleitung, Kontraktion, Versprödung, Elektrische Leitfähigkeit

• Fluideigenschaften
• Zustandsgleichungen
• Stoffdatenprogramme
• Superfluides Helium

Prof. 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

7. Thermische Isolation

• Grundlagen
• Isolationstechniken

• Poröse Isolationsstoffe
• Vakuum
• Vakuumpulver-, Superisolation

Dr.-Ing. Holger Neumann

8. Kryostatdesign

• Spezifikation und Anforderungen
• PID, Isometrie
• Thermodynamisches Design
• Komponenten
• Kryostate für He I und He II
• Druckbehälter - Sicherheit

Dr. rer. nat. Torsten Koettig, Central Cryogenic Laboratory,
CERN  TE-CRG-CI, CH-Geneva

9. Tieftemperaturmess- und -regelungstechnik

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

Dr.-Ing. Holger Neumann

10. Sicherheitstechnik

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

Dr.-Ing. Holger Neumann

11. Kleinkühler für Tieftemperaturelektronik und -sensorik

• Anforderungen
• Thermodynamische Grundlagen
• Bauarten
• Entwicklungstendenzen

Dr.-Ing. Ingo Rühlich, Leiter Bereich Kühler, AIM Infrarot-Module GmbH, Heilbronn

12. Supraleitung und Kryotechnik

• Supraleitung - kurze Einführung
• Technische Supraleiter
• Supraleitende Anwendungen

Dr. Marion Kläser, Institut für Technische  Physik,
KIT –Karlsruher Institut für Technologie, Karlsruhe

13. Kryogene Wasserstofftechnologie

• ortho-para-Wasserstoff
• Verflüssigung
• Speicheroptionen
• Mobile und stationäre Anwendungen
• Wirkungsgradketten
• Sicherheitsaspekte

Prof. 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.-Ing. Thomas Giegerich, Institut für Technische Physik, KIT – ­Karlsruher Institut für Technologie, Eggenstein-Leopoldshafen