Coolinn soll als Wellness-Zentrum mit Chillout-Lounges, Umkleidekabinen und einem Physio-Raum agieren. Die Referenzanlage wurde dort für die Wellnessanwendung mit einer Medizinsoftware realisiert. Die Anlage befindet sich hinter dem offenen Relax-Bereich und kann dort direkt begangen werden. Dahinter im „Maschinenraum“ steht die Kälteanlage. Der vordere Bereich der Kältesauna ist der eigentliche Eingang. Hier herrschen − 80 °C. Er dient als Schleuse in den nächsten Bereich, die „richtige“ Kältesauna. Dort wird es dann auch sehr kalt. Am Tag des Besuchs erreichen wir − 115 °C bei extremer Trockenheit. Die Bereiche sind durch spezielle Glastüren getrennt. Extreme Kälte fördert die Durchblutung und damit die Regeneration und das Wohlbefinden. Ganzkörperkälteanwendungen werden zur Leistungssteigerung bei Sportlern, in der Medizin für spezielle Erkrankungen, zum Ausgleich und zur Regeneration bis hin zur Anwendung und Nutzung im Fitness- und Beauty-Bereich eingesetzt. Laut „El Mundo“ nutzt Cristiano Ronaldo die Ganzkörperkälteanwendung, auch Kryotherapie genannt. Um dafür „nicht unnötig Zeit zu verlieren“, soll er zu Hause in seiner Villa eine eigene Kältekammer haben. Sie soll dazu dienen, seine Muskeln zu stärken, zu regenerieren und um möglichen Verletzungen vorzubeugen und Rekonvaleszenzzeiten zu verkürzen. Im Spitzensport wird häufig auch mit Thermographieaufnahmen des Körpers gearbeitet, um Fortschritte unter fachlicher Aufsicht zu dokumentieren. Ein durchschnittlicher Kältegang dauert ein bis drei Minuten. Je nachdem, welcher Anwendungserfolg erzielt werden soll.
Aber die Kaltluftkältemaschinen lassen sich auch anders einsetzen. Sie ersetzen zwar z. B. nicht die Kompressionskältemaschinen in der Supermarktkälte oder anderen „normalen“ Kälteanwendungen, aber es gibt Bereiche, in denen sich eine solche Anlage lohnt. Luft als Kältemittel eignet sich für Gefriertrocknungsanlagen, oder auch verschiedene Anwendungen wie Tieftemperaturlagerung von Medizinprodukten und Gasverflüssigung. Diese Technik lässt sich aber auch für die Produktion
z. B. von Enzymen und in Umweltsimulationen sowie als Schock-Froster einsetzen. Luft ist zudem ein Ersatzstoff für Flüssigstickstoff, der bereits lange für diese Art Anwendungen zum Einsatz kommt. „Jeder, der schon mal geflogen ist, kam in den Kontakt mit Kaltluftmaschinen, denn diese werden auch in Flugzeugen eingesetzt. Und auch im ICE 3 sind diese Maschinen eingebaut“, sagt Frank.
Die Vorteile von kalter Luft liegen auf der Hand. Es gibt keinen GWP, keine Reglementierung. Luft arbeitet mit niedrigen Drücken, ist nicht brennbar oder giftig und damit keine Gefahr für Mensch und Umwelt. „Es gibt eigentlich kein sichereres Kältemittel. Vielleicht noch Wasser, obwohl man an Wasser theoretisch ertrinken könnte“, schmunzelt Frank. „Diese Anlagen brauchen keinen speziellen Maschinenraum, der mit spezieller Gas-Sensorik, Augenduschen etc. ausgerüstet sein muss. Wenn etwas schief geht, entweicht einfach nur Luft“.
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Technische Details
Die ursprüngliche Technologie des Luftkreislaufs wurde vor mehr als 100 Jahren erfunden und von Herstellern und Händlern zur Aufbewahrung von Lebensmitteln an Bord von Schiffen angewendet. Luftkreislauf-, ebenso wie Stickoxid-Kühlung werden in Luftzerlegungsanlagen verwendet, um mittels kryogener Kälte natürliche Gase zu verflüssigen. Diese Technologie basiert auf den Eigenschaften der Luft, die sich bei Kompression erwärmt und bei der arbeitsverichtenden Expansion abkühlt. Der sich wiederholende Kreislauf von Kompression und Expansion mit dem inneren Wärmetauscher ermöglicht es, die extrem tiefen Temperaturen bis − 160 °C zu erreichen und sie aufrechtzuerhalten. Prinzipiell kann man sagen, dass Außenluft angesaugt und verarbeitet, und dann mit rund 70 °C wieder ausgeblasen wird. Das ist die Energieentnahme der Anlage.
„Ich vergleiche den Prozess gerne mit einer Luftpumpe“, sagt Frank. „Man hält den Daumen auf die Öffnung und drückt die Pumpe zusammen. Man erhält einen erhöhten Druck und eine erhöhte Temperatur. Jetzt warte ich, bis sich die Temperatur gegenüber der Umgebung wieder ausgeglichen hat. Dann verrichte ich Arbeit, in dem ich die Pumpe wieder aufziehe. Oben habe ich jetzt kalte Luft, die ich verwenden kann, um sie mit einer zweiten, und dritten Pumpe noch kälter zu machen. Wenn man bei diesem Gedankenspiel nun 1 000 Luftpumpen nimmt, wird die Luft extrem kalt. Mit dieser Luft fahren wir nun in die Kältekammer rein. Oben kommen − 125 °C rein und am Boden werden − 110 °C wieder rausgesaugt“.
Es ist ein Joule-Kreislauf mit Luft als Kältemittel und einem rekuperativen Wärmeübertrager sowie einer arbeitsleistenden Turbine als entscheidenden Bauteilen. Als offener Kreislauf wird die zu kühlende Luft in z. B. einem Lagerhaus für Medizinprodukte direkt von dem luftgelagerten Verdichter angesaugt und verdichtet. Danach erfolgt die Abkühlung gegen die Umgebung in einem umgebungsluft- oder wassergekühlten Gaskühler. In einem großen inneren Wärmeübertrager wird nun die bereits gekühlte Luft gegen die Luft aus dem Kühlraum nahe an die Nutztemperatur heruntergekühlt. Danach erfolgt die Arbeit verrichtende Entspannung in einem Expander. Die Besonderheit ist, dass der luftgelagerte Expander auf der gleichen Welle wie der Motor und der Turboverdichter sitzt. Damit führt er die Energie der Entspannung zurück in die Verdichtung. Nach der Entspannung ist die Luft deutlich kälter als die Raumtemperatur. Durch die Erwärmung wird die Energie wieder aufgenommen und der Kreislauf beginnt von vorne. Es ist ein offener Kreislauf ohne Öl.
Fazit
Die neu entwickelten Maschinen von Mirai Intex, die bei der Firma Secon erhältlich sind, sind wie bereits erwähnt mit einem Luftlager ausgerüstet und somit besonders effizient und ölfrei. Mit dem Kältemittel Luft und einem Druck von maximal 3 bar sind Sie vom Gefahrenpotenzial vergleichbar mit einem normalen Fahrradreifen. Da es nicht möglich ist, an Luft zu ersticken, Luft nicht explosiv und auch nicht schädlich für die Umwelt ist, ist diese Technologie nicht nur sehr sicher, sondern auch besonders umweltverträglich. ■
Bild: DR
Das Video zum Projekt
Die KK-Redaktion hat von diesem Interview ein Video gemacht. Sie können es sich entweder im KältenKlub unter
www.kaeltenklub.de oder direkt hier ansehen: https://youtu.be/q7mDX4B4cNY
