Für die Teilchenforschung an renommierten Hochschulen und Forschungszentren wie das CERN bei Genf, das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Greifswald oder das DESY in Hamburg werden Tiefsttemperaturen benötigt, die nur von großen kryotechnischen Anlagen zur Verfügung gestellt werden können.
Eine Helium-Kälteanlage ist ein geschlossenes System, in dem ständig die gleiche Menge Helium zirkuliert. Im Gegensatz zu einer Verflüssigungsanlage sind die Massenströme symmetrisch. Die benötigte Kälte wird durch zwei oder mehr gasgelagerte Expansionsturbinen erzeugt und kann durch eine Vorkühlung auf 80 K mit flüssigem Stickstoff unterstützt werden.
Kälteanlagen bis 500 W @ 4.5 K
Anwendungen in der Forschung, das Kühlen von Kavitäten oder supraleitende Magnete erfordern Kälteleistungen von mehreren hundert Watt bei Flüssigheliumtemperatur. Linde Kryotechnik hat eigens für diesen Bereich Kälteanlagen auf Basis der L-series Standardanlagen entwickelt. Die verschiedenen Kälteleistungen werden durch eine Auswahl unterschiedlicher Kompressoren sowie wahlweise Vorkühlung mit oder ohne Flüssig-Stickstoff erreicht. Kälteleistungen unterhalb von 4.5 K erfordern kalte Ejektoren oder kalte Kompressoren, welche für die notwendige Druckabsenkung im Experiment sorgen. In die Coldbox sind Sicherheitsadsorber bei 80 und 20 K integriert, um eventuelle Restverunreinigungen aus dem Helium zu entfernen. Die Kälteanlage wird, wie die Standardanlagen, von einem Siemens S-7 Steuersystem automatisch betrieben und überwacht. Für die Visualisierung wird ein PC-System angeboten, in das auch die Fernüberwachung per on-line Zugriff integriert werden kann.
Spezialkälteanlagen
Für die Teilchenphysik namhafter Universitäten und Institute, wie sie am CERN in Genf oder bei DESY in Hamburg betrieben werden, erfordert die Kühlung der verschiedenen Experimente grosse Kälteanlagen. Linde Kryotechnik AG entwickelt und baut nach Kundenbedürfnissen konzipierte Kälteanlagen. Wirtschaftlichkeit, Termintreue und Zuverlässigkeit leiten unsere Arbeit. Unsere Referenz sind Spezial-Helium-Kälteanlagen mit einem Leistungsbereich von mehreren Hundert Watt bis weit über 18000 W bei einer mittleren Temperatur von 4.5 K, wobei die Grenzen nach oben offen sind.
Weitere von Linde Kryotechnik entwickelte spezielle Kälteanlagen arbeiten mit kalten Kompressoren, warmen Schraubenkompressoren, Vakuumpumpen oder einer Kombination davon und liefern Kälte bei Temperaturen bis unter 1.5 K.
Auf dem Gebiet der Kühlung von Hochtemperatur-Supraleitern (HTS) im Bereich von 30 bis 80 K, der Kühlung von kalten Neutronenquellen oder kryogenen Pumpsystemen für Weltraumtestkammern im Temperaturbereich von 20 K besitzt Linde Kryotechnik mit weltweiten Projekten einen großen Erfahrungsschatz.
Anlagenkomponenten
Der thermodynamische Prozess einer Kälteanlage ist dem einer Verflüssigungsanlage ähnlich, weshalb auch die gleichen Komponenten für die Anlage benutzt werden.
Hauptbestandteile einer Helium-Kälteanlage sind auch hier:
öleingespritzte Schraubenkompressoren und Adsorber
vakuumisolierte Coldbox
Aluminium-Plattenwärmetauscher
TED Expansionsturbinen mit dynamischen Gaslagern
Kontrollsystem
Weitere Anlagekomponenten wie zum Beispiel
Transferleitungen
Ventilboxen
Verteilsysteme
werden von Linde Kryotechnik konzipiert, geliefert und montiert.