Bodengefrieren mit flüssigem

STICKSTOFF

Bei der Stickstoffvereisung kommt als Kälteträger tiefkalt verflüssigter Stickstoff zum Einsatz. Dieser wird großtechnisch in sogenannten Luftverflüssigungsanlagen hergestellt. Stickstoff ist ein ungiftiges, nicht brennbares Gas und zu 78 % Bestandteil der Luft. Als tiefkalt verflüssigtes Gas hat Stickstoff bei 1 bar eine Temperatur von -196 °C. Flüssiger Stickstoff wird mit speziellen, vakuumisolierten Tankwagen zur Baustelle transportiert und dort in Tankanlagen zwischengelagert. Über hochwertig isolierte Rohrleitungen werden die Fallrohre in den Gefrierrohren mit flüssigem Stickstoff beaufschlagt. Die tiefkalte Flüssigkeit tritt aus den Fallrohren aus, verdampft bei Kontakt mit den relativ warmen Gefrierrohren und tritt dann gasförmig aus den Rohren aus. Dieser Verdampfungsvorgang entzieht dem umgebenden Boden Energie, der Boden gefriert. Der Gefriervorgang vollzieht sich beim Kälteträger Stickstoff sehr schnell, sodass von einem Schockfrosten gesprochen werden kann. Die zum Gefrieren oder zum Aufrechterhalten des Frostkörpers benötigte Menge an Stickstoff wird für jedes Gefrierrohr durch einen Magnetventil/Temperaturfühler-Regelkreis bestimmt. Parameter für die Schaltvorgänge der Ventile sind die Temperaturen des aus den Gefrierrohren austretenden Stickstoffgases.
Durch die Vorgabe verschiedener Abgastemperaturen kann jedes Gefrierrohr mit einer unterschiedlichen Gefrierleistung betrieben werden. Temperaturen und Schaltvorgänge lassen sich an einer zentralen Mess- und Steuereinheit beobachten, dokumentieren, beurteilen und ändern. Somit können maßgeschneiderte Gefrierkörper hergestellt werden. Wegen den physikalischen Eigenschaften des Kältemittels und den Möglichkeiten der Steuerungstechnik zeichnet sich das Bodenvereisen mit flüssigem Stickstoff durch hohe Flexibilität und ein breites Einsatzspektrum aus. Einzelne Anlagenteile wie Versorgungstank, Rohrleitung, Mess- und Steuertechnik sind schnell verfügbar und in kurzer Zeit betriebsbereit zu installieren. Im Gegensatz zum Bodengefrieren mit Sole wird der Kälteträger Stickstoff verbraucht und tritt gasförmig in die Atmosphäre zurück. Vor allem bei größeren, lang andauernden Bodenvereisungsmaßnahmen wird flüssiger Stickstoff als Betriebsstoff zum Kostenfaktor Nummer eins.

 

Der flüssige Stickstoff verdampft bei Kontakt mit den relativ warmen Gefrierrohren und tritt dann gasförmig aus den Rohren aus.

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