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Kühlung mit flüssigen Kühlmedien

Flüssige Kühlmittel können in offenen und in geschlossenen Kühlsystemen für die Kühlung von Supraleitern eingesetzt werden.

Anwendungen auf der Basis von Hochtemperatursupraleitern, wie etwa Stromkabel oder Fehlerstrombegrenzer, werden häufig mit offenen Kühlsystemen versehen. In solchen Kühlungen verdampft kontinuierlich etwas Stickstoff, der periodisch ersetzt werden muss. Stickstoff ist mit 78% Volumenanteil der Hauptbestandteil der Erdatmosphäre – ökologisch sind die Stickstoffverluste aus offenen Kühlsystemen deshalb unproblematisch.

Zur Kühlung von Tieftemperatursupraleitern, wie sie etwa in Kernspintomographen oder Magnetresonanzspektroskopen Verwendung finden, kommt flüssiges Helium als Kühlmedium zum Einsatz. Da Helium teuer und nur begrenzt verfügbar ist, werden solche Kühlungen als geschlossene Systeme ausgeführt, die verdampftes Helium mittels eines Kaltkopfes wieder verflüssigen und in den Kühlkreislauf zurückführen.

Vergleichbare Zero-Loss-Kühlsysteme sind auch für Anwendungen auf Basis von Hochtemperatursupraleitern sinnvoll, wenn deren Versorgung mit Flüssigstickstoff schwierig ist (Forschungsschiffe, Sternwarten o.ä.). Anlagen, die für sehr lange Betriebsdauern geplant sind, erhalten ebenfalls Zero-Loss-Kühlungen, da regelmäßige Betankungen mit Flüssigstickstoff über die Lebensdauer nicht wirtschaftlich wären.