Browse Prior Art Database

Thermosiphon mit Kuehlmittelpuffer fuer kurzfristigen Betrieb mit erhoehter Kuehlleistung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000099004D
Original Publication Date: 2005-Apr-16
Included in the Prior Art Database: 2005-Apr-16
Document File: 2 page(s) / 113K

Publishing Venue

Siemens

Related People

Juergen Carstens: CONTACT

Abstract

In der Tieftemperaturtechnik werden die bei tiefer Temperatur zu betreibenden Komponenten (z.B. supraleitende Spulen in MRI-Systemen, Motoren oder Generatoren) mit Refrigeratoren gekuehlt. Dabei findet der Waermetransport durch Transport von Kuehlmittel von der Komponente zum Refrigerator und zurueck in einem geschlossenen Kreislauf in Kuehlleitungen, z.B. Cooling Loops (Hin- und Rueckfluss in separaten Roehren) oder im Thermosiphon (Hin- und Rueckfluss im gleichen Rohr) statt. In beiden Faellen stroemt das Kuehlmittel in fluessiger Form vom Refrigerator zur Komponente, verdampft dort, stroemt als Dampf oder Gas zurueck zum Refrigerator und wird dort kondensiert. Normalerweise werden solche Systeme im Gleichgewicht betrieben, wobei die Menge fluessigen Kuehlmittels im System konstant bleibt. Dazu muss die Kaltleistung des Refrigerators mindestens so gross sein wie die maximal in der Komponente anfallende Verlustleistung, vermehrt mit den Waermestroemen aus der Umgebung. Arbeitet die Komponente nur zeitweise mit maximaler Verlustleistung, so ist das Gleichgewicht nicht immer gegeben, da die Kuehlleistung eines Refrigerators nicht schnell variiert werden kann. Bei unvorhergesehenen Ausfaellen des Refrigerators droht sofort Erwaermung und/oder Beschaedigung der Komponente.

This text was extracted from a PDF file.
At least one non-text object (such as an image or picture) has been suppressed.
This is the abbreviated version, containing approximately 52% of the total text.

Page 1 of 2

S

Thermosiphon mit Kuehlmittelpuffer fuer kurzfristigen Betrieb mit erhoehter Kuehlleistung

Idee: Dr. Marijn Oomen, DE-Erlangen; Dr. Peter van Hasselt, DE-Erlangen; Stephen Lister, GB-

Eynsham

In der Tieftemperaturtechnik werden die bei tiefer Temperatur zu betreibenden Komponenten (z.B. supraleitende Spulen in MRI-Systemen, Motoren oder Generatoren) mit Refrigeratoren gekuehlt. Dabei findet der Waermetransport durch Transport von Kuehlmittel von der Komponente zum Refrigerator und zurueck in einem geschlossenen Kreislauf in Kuehlleitungen, z.B. Cooling Loops (Hin- und Rueckfluss in separaten Roehren) oder im Thermosiphon (Hin- und Rueckfluss im gleichen Rohr) statt.

In beiden Faellen stroemt das Kuehlmittel in fluessiger Form vom Refrigerator zur Komponente, verdampft dort, stroemt als Dampf oder Gas zurueck zum Refrigerator und wird dort kondensiert. Normalerweise werden solche Systeme im Gleichgewicht betrieben, wobei die Menge fluessigen Kuehlmittels im System konstant bleibt. Dazu muss die Kaltleistung des Refrigerators mindestens so gross sein wie die maximal in der Komponente anfallende Verlustleistung, vermehrt mit den Waermestroemen aus der Umgebung. Arbeitet die Komponente nur zeitweise mit maximaler Verlustleistung, so ist das Gleichgewicht nicht immer gegeben, da die Kuehlleistung eines Refrigerators nicht schnell variiert werden kann. Bei unvorhergesehenen Ausfaellen des Refrigerators droht sofort Erwaermung und/oder Beschaedigung der Komponente.

Bei Komponenten mit variierender Verlustleistung wie z.B. gepulsten Spulen der Hoch-Tc- Supraleitungstechnik wird ueblicherweise am Refrigerator gegengeheizt, um so das erwaehnte Gleichgewicht aufrecht zu erhalten. Der Refrigerator muss hierzu hinsichtlich seiner zeitlich gemittelten Kuehlleistung ueberdimensioniert werden.

Es wird folgendes Verfahren vorgeschlagen: Nach dem Herunterkuehlen der Komponente und vor dem Betrieb mit maximaler Verlustleistung ist eine bereitgehaltene Zusatzmenge an Kuehlmittel innerhalb eines beispielsweise Kuehlroehren aufweisenden Kuehlsystems fluessig. Waehrend des Betriebs mit Maximalleistung wird mehr Kuehlmittel verdampft, als vom Refrigerator wieder kondensiert wird. Aufgrund der Verdampfungsenthalpie des Kuehlmittels ist fuer eine beschraenkte Zeit die Kuehlleistung an der Komponente hoeher als die Kuehlleistung des Refrigerators. Die benoetigte Zusatzmenge Kuehlmittel berechnet sich aus der benoetigten Betriebszeit und aus der Differenz der Maximalleistung der Komponente und der Kuehlleistung des Refrigerators. Ist das Gesamtvolumen der Kuehlroehren...