Pulsröhrenkühler zur Erzeugung von Temperaturen im Bereich des flüssigen Heliums (German)

In: DKV-Tagung, 23   ;  1 ;  147-159  ;  1996

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Der Pulsröhrenkühler (PRK), eine neuartige Gaskältemaschine, erfüllt die Anforderungen nach hoher Zuverlässigkeit und Störarmut. Gegenüber den meisten verwendeten Kühlern dieser Klasse, dem Stirling- und Gifford-McMahon-Kühler, benötigt der PRK keinen bewegten Kolben im Kaltbereich. Hieraus resultieren eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer des Kaltteiles, Vibrationsarmut und vereinfachte Konstruktion. Ein wesentliches Problem bei periodisch arbeitenden Gaskältmaschinen nahe 4 K liegt in der zu tiefen Temperaturen hin stark abnehmenden volumetrischen spezifischen Wärme der konventionellen Regeneratormaterialien, wie Blei. Die damit verbundene Abnahme der Effektivität des Regenerators begrenzt die erreichbare Minmimaltemperatur auf etwa 10 K. Einen Ausweg bieten hier bestimmte Seltenerdeverbindungen, die bei tiefen Temperaturen magnetische Phasenübergänge verbunden mit einem ausgeprägten Maximum in der spezifischen Wärme zeigen. Es werden zwei zweistufige PRK-Systeme für Arbeitstemperaturen im Bereich des flüssigen Heliums vorgestellt. In beiden Kühlern wird die Druckoszillation mittels eines kommerziellen Heliumkompressors in Verbindung mit einem Rotationsventil erzeugt. Einer der PRK arbeitet mit einer Flüssigstickstoffvorkühlung des periodischen He-Gasstromes. Die hiermit erreichte Minimaltemperatur beträgt 2,07 K und bei 4,2 K steht eine Kühlleistung von 25 mW zur Verfügung. Bei dem neueren zweistufigen PRK-System entfällt die Vorkühlung. Durch Erhöhung der Pulsrohrvolumina und Optimierung des Regenerators in der Kaltstufe sowie der Druckwellenform konnten mit letzterem System Temperaturen bis herab zu 2,23 K und eine Kühlleistung von 370 mW bei 4,2 K erzielt werden.

Table of contents conference proceedings

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1
Temperaturbedingte Veraenderungen in biologischen Geweben
Pliquett, F. / Pliquett, U. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
1
Temperaturbedingte Veranderungen in biologischen Geweben
Pliquett, F. / Pliquett, U. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
1
Das AFEAS-Programm zur Umweltverträglichkeitsprüfung von FCKW-Substituten
Franklin, J. / Preisegger, E. | 1996
1
Impact of temperature and humidity on perception and emission of indoor air pollutants
Fanger, P. O. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
9
Energieverbrauchskennwerte für Gebäude
Funk, L. | 1996
9
Kryopexie in der Behandlung der Netzhautabloesung
Kreissig, I. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
9
Energieverbrauchskennwerte fuer Gebaeude
Funk, L. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
15
Die Sicherheit von Propankälteanlagen in der gewerblichen Anwendung
Timm, E. / Arnemann, M. | 1996
17
Energie- und Kostensparpotentiale bei bestehenden Fernkälteanlagen
Böttcher, C. | 1996
17
Energie- und Kostensparpotentiale bei bestehenden Fernkaelteanlagen
Boettcher, C. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
27
Entwicklung einer Kryokompresse fuer die Physiotherapie
Wobst, E. / Krumpolt, G. et al. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
27
Leistungsvergleiche und Betriebserfahrungen von Kolbenkaltwassersätzen mit R407c und R22
Hartmann, K. | 1996
37
Stoffdatenberechnungsmodul mit Windows-Schnittstelle in Anlehnung an ASERCOM
Meurer, C. / König, H. | 1996
37
Effizient gestalteter Waermepumpenprozess fuer die kombinierte Trink- und Heizwassererwaermung
Zschernig, J. / Klinger, S. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
51
Kryochirurgie in Kombination mit anderen Therapien
Haensgen, H. / Spoerl, E. et al. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
53
Solare Kühlung mittels Absorptionskältemaschine unter Ausnutzung eines Wärmepumpenprozesses
Höper, F. / Schramek, E.R. | 1996
53
Bestimmung thermophysikalischer Stoffeigenschaften von transparenten Fluiden über die dynamische Lichtstreuung
Kraft, K. / Will, S. / Fröba, A. / Leipertz, A. | 1996
53
Energetische Bewertung von R22-Alternativen in einer Experimentieranlage mit Platten-Wärmeübertragern
Ahnefeld, G. | 1996
53
Solare Kuehlung mittels Absorptionskaeltemaschine unter Ausnutzung eines Waermepumpenprozesses
Hoeper, F. / Schramek, E.-R. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
65
Internationale Entwicklung der Normen für die Lüftung von Gebäuden
Olesen, B.W. | 1996
65
Intemationale Entwicklung der Normen fuer die Lueftung von Gebaeuden
Olesen, B. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
67
Kältemittelgemische als Substitute für R22, R502 und R13B1: Literaturübersicht und neue Messungen zu thermodynamischen Eigenschaften technik relevanter Zwei- und Dreistoffgemische
Kruse, H. / Chen, J. / Köster, R. / Herres, G. / Buschmeier, M. / Gorenflo, D. | 1996
69
Kryochirurgische Therapie unter kernspintomographischer Kontrolle - technische Probleme und Loesingsansaetze
Heschel, I. / Speetzen, R. et al. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
71
Kältemittelumstellungsproblematik bei PKW-Klimaanlagen
Karsch, M. / Stanger, H. / Fellhauer, T. | 1996
75
Adiabatische Kühlung von unverpackten Lebensmitteln
Kurzhals, H.A. | 1996
75
Adiabitsche Kuehlung von unverpackten Lebensmitteln
Kurzhals, H. A. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
77
Wasserstoff als Kryokraftstoff
Peschka, W. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
79
Temperaturschreiber/Thermometer: Stand der nationalen und europaeischen Umsetzung
Doerffel, W. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
85
Werkstoffverhalten von teilfluorierten Kältemitteln mit Elastomeren und Polymeren
Henrici, R. | 1996
89
Bewertung und Optimierung von Wohnungslüftungsgeräten mit Wärmerückgewinnung
Banck, U.P. / Schramek, E.R. | 1996
89
Bewertung und Optimierung von Wohnungslueftungsgeraeten mit Waermerueckgewinnung
Banck, U. P. / Schramek, E.-R. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
93
Nutzung der Kaelte des fluessigen Stickstoffs fuer Hochleistungs-Kuehlsysteme im Tieftemperaturbereich und zur Kondensation von Loesemitteln aus Abluftstroemung
Herzog, F. / Schmidt, H. J. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
93
Nutzung der Kälte des flüssigen Stickstoffs für Hochleistungs-Kühlsysteme im Tieftemperaturbereich und zur Kondensation von Lösemitteln aus Abluftströmen
Herzog, F. / Schmidt, H.J. | 1996
97
Lösungsvorschläge für die Umrüstung von R11- u. R12-Turboverdichteranlagen
Brinkmann, R. | 1996
99
Halbgebackenes Grossbrot als neuer Trend
Meyer, F. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
101
Alternativen zur Kompressorkaeltenutzung in Buerogebaeuden
Behne, M. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
101
Alternativen zur Kompressionskältenutzung in Bürogebäuden - Erste Ergebnisse von Simulationsrechnungen
Behne, M. | 1996
105
Kältemittel/Kältemaschinenöl-Wechselwirkungen in HFKW/Esterölsystemen - Auswirkung auf Thermodynamik und Anlagenleistung
Morrison, J.D. / Schwennesen, K. | 1996
105
Anwendung der Kaeltetechnik in der TK-Fischindustrie
Schulz-Biermann, A. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
107
Aufbauvarianten und Funktionsgestaltung von autarken Kuehlern mir Split Stirling Kaeltemaschinen zur Kuehlung von Supraleiter- und Kryoelektronik-Bauelementen
Binneberg, A. / Buschmann, H. / Neubert, J. / Spoerl, G. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
107
Aufbauvarianten und Funktionsgestaltung von autarken Kühlern mit Split Stirling Kältemaschinen zur Kühlung von Supraleiter- und Kryoelektronik-Bauelementen
Binneberg, A. / Buschmann, H. / Neubert, J. / Spörl, G. | 1996
109
Wärmeübergang beim Behältersieden der Gemische R410A, R507, R404A und R407C
Spindler, K. / Voss, J. / Hahne, E. | 1996
119
Beurteilung der Deckenverschmutzung durch Schlitzdurchlaese
Finke, U. / Fitzner, K. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
119
Gefriertrocknung in der biologisch-pharmazeutischen Forschung und Industrie
Oetjen, G. W. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
119
Kältemaschinenöl - Kältemittel, die Chemie muß stimmen
Bock, W. | 1996
119
Anwendungen von Stirling Kryogeneratoren
Asmus, G. / Asmus, S. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
129
Untersuchungen zur Behaglichkeit bei Fensterlueftung
Zeidler, O. / Fitzner, K. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
129
Untersuchungen zur Behaglichkeit bei Fensterlüftung
Zeidler, O. / Fitzner, K. | 1996
131
Gefriertrocknung von Lebensmitteln
Hartung, K. H. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
131
Wärmeübergang und Druckverlust beim Strömungsverdampfen von R134a (CF(3)CH(2)F)
Wettermann, M. / Steiner, D. | 1996
135
Untersuchungen zur Effizienz des Arbeitsprozesses von Verdichtern für Kohlendioxid
Süß, J. / Kruse, H. | 1996
137
Mikro-Regenerator für Gaskältemaschinen
Wild, S. / Oellrich, L.R. / Hofmann, A. | 1996
137
Mikro-Regenerator fuer Gaskaeltemaschinen
Wild, S. / Oellrich, L. R. / Hofmann, A. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
139
Gekoppelte Simulation von Raumlufttechnischer Anlage (RLTA) und Gebaeude
Knabe, G. / Rathey, A. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
141
Einfluss von Hochdruck auf Phasenuebergaenge Wasser- Eis und dessen Nutzung zur Konservierung in der Lebensmittel- und Biotechnologie
Koch, H. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
141
Einfluß von Hochdruck auf Phasenübergänge Wasser-Eis und dessen Nutzung zur Konservierung in der Lebensmittel- und Biotechnologie
Koch, H. | 1996
145
Aufbau und Erprobung einer CO2-Wärmepumpe
Heyl, P. / Quack, H. | 1996
147
Pulsröhrenkühler zur Erzeugung von Temperaturen im Bereich des flüssigen Heliums
Thummes, G. / Wang, C. / Bender, S. / Heiden, C. | 1996
147
Pulsroehrenkuehler zur Erzeugung von Temperaturen im Bereich des fluessigen Heliums
Thummes, G. / Bender, S. et al. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
151
Anwendungsbereiche von Verdrängungs-, Quelluft- und Mischströmung in Kombination mit Deckenkühlung
Fitzner, K. | 1996
151
Anwendungsbereiche von Verdraengungs-, Quelluft- und Mischstroemung in Kombination mit Deckenlueftung
Fitzner, K. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
157
Vergleich der Kältemittel R22, R410A und R407C in einer Kälteanlage
Hellmann, J. / Döring, R. | 1996
159
Erfahrungen mit Kuehldeckenmessungen nach DIN 4715 - Vergleich mit der Nordtest-Methode-
Sefker, T. / Finkelstein, W. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
159
Verschiedene Verfahren zur Kontrolle des Abschaltverhaltens von Scroll-Verdichtern
Kämmer, N. / Wiertz, G. / Ceylan, M. / Blass, J. | 1996
161
Untersuchungen einer thermoakustischen Waermepumpe
Boesel, J. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
161
Produktinnovation in der Lebensmittelindustrie durch Anwendung kryogener Technik
Bone, R. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
161
Untersuchungen einer thermoakustischen Wärmepumpe
Bösel, J. / Trepp, C. | 1996
175
Leistungsfähiger einstufiger Gifford-McMahon Refrigerator für den 20-30 K Bereich
Fiedler, A. / Häfner, H.U. | 1996
175
Leistungsfaehiger einstufiger Gifford-McMahon Refrigerator fuer den 20 - 30 K Bereich
Fiedler, A. / Haefner, H. U. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
175
Vergleich des Verhaltens alternativer Kältemittel in einer Kälteanlage mit Berechnungsergebnissen
Engler, T. / Hong Ha, N.T. / Oellrich, L.R. | 1996
177
Turboverdichter mit variabler Geometrie des Ringdiffusors
Hartmann, K. | 1996
183
Quality Differences in Freezing of Hamburgers
Eek, L. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
187
Der Einfluss veraenderter Umgebungsbedingungen auf die Waermestroeme an ebenen, geschlossenen Kuehldecken
Kochendoerfer, C. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
187
Entwicklung eines leistungsfähigen Gifford-McMahon-Refrigerator für 4.2K
Lang, A. / Häfner, H.U. | 1996
187
Entwicklung eines leistungsfaehigen Gifford McMahon-Refrigerator fuer 4.2K
Lang, A. / Haefner, H. U. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
187
Der Einfluß veränderter Umgebungsbedingungen auf die Wärmeströme an ebenen, geschlossenen Kühldecken
Kochendörfer, C. | 1996
189
Technische Entwicklung im Kuehlhaussektor
Ruhmich, C. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
189
Ein Monitor für Kälteanlagen
Hesse, U. / Spauschus, H. | 1996
191
Versuche mit neuen Stoffen in einer elektronisch angetriebenen Wärmpumpe
Engelhorn, H.R. / Fuchs, F. | 1996
199
Entwicklung bei PUR-Hartschaum für die Kältetechnik
Rotermund, U. / Knorr, G. / Wiegmann, W. / Seifert, H. | 1996
201
Thermodynamische Berechnung und konstruktive Gestaltung von Doppelrohr-Sicherheitswärmeaustauschern
Dalibor, R. | 1996
203
Weiterentwicklung eines Gemisch-Joule-Thompson-Kryokuehler
Alexeev, A. / Habersroh, C. et al. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
203
Weiterentwicklung eines Gemisch-Joule-Thomson-Kryokühlers
Alexeev, A. / Haberstroh, C. / Quack, H. / Siegert, J. | 1996
213
Heizen mit Kuehldecken
Nickel, J. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
213
Heizen mit Kühldecken
Nickel, J. | 1996
215
Rekristallisation von Eis bei verschiedenen Lagerbedingungen in Modelloesungen fuer Eiskrem
Gauke, V. / Spiess, W. E. L. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
215
Aerogele - Wärmedämmstoffe der Zukunft
Reiß, M. | 1996
215
Luftkühler - Leistungsverhalten mit vereister Oberfläche
Alber, J. / Macchi, E. | 1996
219
Neon-Kälteanlage für Anwendungen der Hochtemperatur-Supraleitung mit einem neuartigen Kreisprozeß
Friedrich, O. / Haberstroh, C. / Quack, H. | 1996
219
Neon- Kaelteanlage fuer Anwendung der Hochtemperatur-Supraleitung mit einem neuartigen Kreisprozess
Friedrich, O. / Haberstroh, C. et al. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
225
Viskosität von flüssigen HFKW-Kältemitteln und deren Gemischen
Heide, R. | 1996
227
Zur Kuehlung supraleitender Hochfeld-Magnete in unterkuehlten He-Il-Baedern
Lehmann, W. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
227
Zur Kühlung supraleitender Hochfeld-Magnete in unterkühlten Hell-Bädern
Lehmann, W. | 1996
229
Numerische Stimulation von Haushaltskuehl- und Gefriergeraeten
Phillipp, J. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
229
Numerische Simulation von Haushaltskühl- und Gefriergeräten
Philipp, J. / Kraus, W.E. / Quack, H. | 1996
231
Leistungsbestimmung an Kuehldecken: Untersuchung der Uebertragbarkeit von Norm-Messungen in Pruefboxen auf Originalraeume
Graeff, B. / Hirschfeld, U. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
231
Leistungsbestimmung an Kühldecken: Untersuchung der Übertragbarkeit von Norm-Messungen in Prüfboxen auf Originalräume
Gräff, B. / Hirschfeld, U. | 1996
235
Energetische Bewertung von Ventilator-Luftkühlern mit den Kältemittelgemischen R404A, R407A, R407C und R507
Arnemann, M. / Starp, P. / Wieschollek, F. | 1996
241
Leistungsbestimmung an Kuehlboeden: Probleme bei vergleichenden, normgerechten Untersuchungen
Daniel, T. / Graff, B. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
243
Theoretische und experimentelle Untersuchungen zum dynamischen Verhalten von kaeltetechnischen Gesamtanlagen
Becker, M. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
243
Theoretische und experimentelle Untersuchungen zum dynamischen Verhalten von kältetechnischen Gesamtanlagen
Becker, M. | 1996
243
Wärmeleitfähigkeit der Gemische R410A, R507, R404A und R407C
Spindler, K. / Hoffmann, N. / Hahne, E. | 1996
243
Reduction of Surface Heat Pumping Effect in Split-Stirling Cryocoolers
Benschop, A. A. J. / Verbeek, D. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
251
Messung der feuchten Waermeabgabe mit einer trockenen kuenstlichen Haut
Mayer, E. / Ifrim, C. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
251
Messung der feuchten Wärmeabgabe mit einer trockenen künstlichen Haut (Raumklimameßgerät RKM)
Mayer, E. / Ifrim, C. | 1996
253
Untersuchung an NH3-Kälteanlagen im Sommer- und Winterbetrieb mit und ohne Verdichterunterstützung
Zickler, W. | 1996
257
Binaereis- Anwendungserfahrungen in der Supermarktkaelte
Paul, J. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
259
Erfahrungen mit Kälteträgersystemen in Supermärkten
Hegglin, A. | 1996
261
Messungen von spezifischen Wärmekapazitäten einiger HFKW-Gemische
Günther, D. / Steimle, F. | 1996
267
Zur Berechnung der nichtisothermen Stroemung und der Konzentrationsfelder in Raeumen mit Abzuegen
Doege, K. / Ehle, A. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
267
Zur Berechnung der nichtisothermen Strömung und der Konzentrationsfelder in Räumen mit Abzügen
Döge, K. / Ehle, A. | 1996
269
Ein neues Verfahren zur Temperaturregelung in Gewerbekaelteanlagen mit Kaeltetraegersystem
Wurm, H. P. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
269
Ein neues Verfahren zur Temperaturregelung in Gewerbekälteanlagen mit Kälteträgersystem
Wurm, H.P. | 1996
273
Grundlagenuntersuchungen für transkritische Wärmepumpenprozesse zur Warmwasserbereitung, Raumheizung und Kühlung
Kraus, W.E. / Heyl, P. | 1996
281
Erfahrungen mit Kaeltetraegersystemen in Supermaerkten
Hegglin, A. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
283
Belueftung von glasueberdachten Atrien
Detzer, R. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
287
Ergebnisse der Untersuchung einer solarbetriebenen, diskontinuierlich arbeitenden, trockenen Absorptionskälteanlage
Ehrhard, A. / Spindler, K. / Hahne, E. | 1996
299
Mikrobiologische Aspekte der Luftfiltration
Moeritz, M. / Rueden, H. / Deutscher Kalte- und Klimatechnischer Verein eV | 1996
303
Dimethylether als Kältemittelkomponente
Lippold, H. / Heide, R. | 1996