Die Kühlbox spielte eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung von immer leistungsfähigeren kryogenen Geräten und erleichterte vielen Industrien den Zugang zu kryogenen Geräten, da der Bedarf an tiefen Temperaturen stark anstieg.
Was genau sind Kühlboxen und warum sind sie Schlüsselkomponenten für bestimmte Unternehmen? Lesen Sie weiter, um es herauszufinden.
Was ist eine Kühlbox?
Eine Kühlbox ist eine Komponente von kryogenen Tanks, deren Ziel es ist, anfällige Verbindungen zu isolieren, um zu gewährleisten, dass es keine Wärmeverluste gibt. Deshalb spielen diese Metallboxen eine bedeutende Rolle, wenn es darum geht, den ordnungsgemäßen und effizienten Betrieb kryogener Geräte zu gewährleisten.
Kühlboxen stützen sich auf die folgenden Konstruktionsparameter: Sie bestehen aus einem doppelwandigen System mit einem Zwischenraum zwischen Innen- und Außenwänden, der mit Wärmedämmstoffen wie expandiertem Perlit, Steinwolle oder Schaumglas gefüllt ist. Das System wird dann versiegelt und verwendet Stickstoff, um Druck- und Spülvorgänge durchzuführen.
Bei der Wahl der Isoliermaterialien spielen Faktoren wie die erforderlichen Betriebstemperaturen und andere Benutzeranforderungen sowie der Isolierstandard AGI Q118 eine Rolle. Deshalb sollte die Entscheidung auf der Grundlage der spezifischen kryotechnischen Anforderungen des jeweiligen Projekts getroffen werden.
Mit dem Fortschritt der kryogenen Industrie wurde es notwendig, selbsttragende Kühlboxen-Systeme zu entwickeln. Mit der zunehmenden Nachfrage nach kryogenen Geräten im großen Maßstab musste ein geeignetes Isoliersystem entwickelt und implementiert werden.
Die Liste der kryogenen Geräte, die von der Verwendung von Kühlboxen profitieren, umfasst die folgenden Systeme:
- Kryogene Destillationskolonnen
- Core-in-Drums
- Expansionsturbinen
- Gelötete Aluminium-Plattenwärmetauscher
- Bestimmte Rohrleitungs- und Ventilsysteme
- Phasentrenner für flüssiges Helium und flüssigen Stickstoff
- Kryogenische Adsorber
- Andere Instrumente
Zwar werden bei kryogenen Anlagen in der Regel Vakuumisolationssysteme (wie z. B. hochvakuum isolierte Rohre) verwendet, jedoch stellt die Verwendung größerer kryogener Lösungen eine Herausforderung für diese Art der Isolierung dar. Alternativ bieten Kühlboxen die richtige Lösung für solche großen Geräte.
Diese Systeme verhindern Wärmeverluste und bieten eine effiziente Isolierung gegen äußere Einflüsse wie Wasser, Schnee, Staub und Verunreinigungen.
Zusätzlich bietet das richtige Kühlboxensystem noch weitere Vorteile, wie z. B. die Minimierung des benötigten Platzes und eine schnelle und einfache Installation sowie den Zugang zu den Rohrleitungen.
Folgende Komponenten gehören zu den häufigsten für Kühlboxen:
- Dach- und Seitenwände. Die Schutzvorrichtungen bestehen in der Regel aus rostfreiem Stahl und werden durch geschweißte Kohlenstoffstahlbleche verschlossen.
- Entlüftungsventile
- Perlit, Steinwolle oder andere Arten von isolierender Füllung
- Notentlüftungen
- Bodenabfluss
- Rahmenrohre
- Stickstoffspülsystem
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Die Geschichte der Kühlboxen
Die Geschichte der Kühlbox steht in direktem Zusammenhang mit der Entwicklung von immer effizienteren Isoliersystemen für die Kryotechnik.
Den ersten Meilenstein in einer solchen Zeitleiste markierte Sir James Dewar, der das vakuumisolierte Modell zur kryogenen Lagerung erfand. Bei der Suche nach einem System, das die richtige thermische Isolierung bietet, um bei der Erforschung von Substanzen bei kalten Temperaturen voranzukommen, entwickelte Dewar Anfang des 20. Jahrhunderts das doppelwandige Vakuumsystem, ein Modell, das auch Jahrzehnte später noch die Grundlage vieler kryogener Geräte bildet.
Entscheidende Fortschritte bei der Verbesserung der Isolierung erzielte Dewar mit der Entwicklung von Pulverisolierungen: Durch die Einführung verschiedener Pulver in den Vakuumraum (u.a. Wismutoxid, Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid) verbesserte er die Isolationseigenschaften um das 6-fache.
Weitere wichtige Entwicklungen im Bereich der Isolierung wurden in den 1950er Jahren mit der Entwicklung von Mehrschichtsystemen erzielt. Diese stellten eine weitere Verbesserung des Dewar-Systems dar und vereinfachten die leichte Isolierung von Weltraumraketen und deren kryogenen Treibstoffen.
Die Einführung von Kühlboxen war eine geeignete Lösung, um eine Isolierung für größere kryogene Strukturen zu schaffen. Diese ermöglichten es, den Umfang der Operationen erheblich zu vergrößern, effiziente Isolationssysteme für großvolumige Strukturen zu gewährleisten und die Entstehung von Sektoren wie der wachsenden LNG-Industrie und der benötigten LNG-Tanker zu erleichtern.
Industrielle Anwendungen von Kühlboxen
Wie oben erwähnt, hat die Kühlbox die Entwicklung von effizienten Isolationssystemen für große kryogene Anlagen ermöglicht.
Dies wiederum hat bestimmten Industrien den Zugang zu kryogenen Substanzen erleichtert, die technische Gase für die industrielle Produktion verwenden (wie Sauerstoff, Stickstoff und Argon), aber ihre Lager- und Transporträume durch Erreichen kryogener Temperaturen optimieren müssen.
Bei der Entwicklung effizienter Lager- und Transportstrukturen für die Erdgasindustrie und petrochemische Verarbeitungsanlagen sowie für einige industrielle Gasanwendungen haben Kühlboxen eine besonders wichtige Rolle gespielt.
Durch die Vereinfachung der Kühlkettenlogistik haben Kühlbox-Isoliersysteme den Transport von temperatursensiblen Tiefkühlprodukten zu einem effizienten Prozess gemacht.
Zugleich hat die Fähigkeit der Kühlbox, eine isolierte Umgebung zu schaffen, eine entscheidende Rolle bei bestimmten Prozessen gespielt, wie z. B. bei der Erdgasverflüssigung, der Methan- und Ethylenproduktion sowie bei Anlagen zur Rückgewinnung von Ethylen und anderen Lösungen.
Kurzum, Kühlboxen können eine effiziente Lösung für kryogene Lager- und Transportsysteme darstellen. Um sicherzustellen, dass jedes Unternehmen seine spezifischen Bedürfnisse erfüllt, ist es entscheidend, dass die richtigen Lösungen implementiert werden, die das technische Wissen und die Erfahrung erfahrener Branchenvertreter nutzen.
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