Industrie, Forschungsinstitute und Universitäten, wie Halbleiterindustrie, Großforschungsanlagen (GSI Darmstadt, CERN ...), aber auch mittelständische Unternehmen

Das ILK Dresden entwickelt kryogene Kälteanlagen für Forschung und Industrie. Die Kältebereitstellung erfolgt je nach Anwendung mit flüssigem Stickstoff, Helium oder aktiven Kälteanlagen – bevorzugt mit natürlichen Kältemitteln wie Luft. So entstehen effiziente Lösungen bis in den Tieftemperaturbereich.

Kryogene Kälteanlagen ermöglichen die Bereitstellung sehr tiefer Temperaturen für wissenschaftliche Experimente, industrielle Prozesse und hochspezialisierte Prüfumgebungen. Am ILK Dresden werden solche Systeme für unterschiedliche Temperaturniveaus und Leistungsbereiche entwickelt – von Anlagen um −100 °C bis hin zu Anwendungen mit flüssigem Stickstoff oder Helium. Typische Einsatzfelder sind Wolkenkammern, Kryoreaktoren für die Halbleiterindustrie, Schockfrostprozesse, Kryoumformung, optische Instrumente und die Kühlung supraleitender Komponenten. Die Kältebereitstellung kann direkt oder indirekt mit flüssigem Stickstoff erfolgen. LN₂ bietet sehr tiefe Temperaturen bis −196 °C und eignet sich besonders, wenn hohe Kälteleistungen kurzfristig verfügbar sein müssen oder am Standort bereits eine entsprechende Infrastruktur vorhanden ist. Für eine Wolkenkammer am KIT wurde beispielsweise ein System mit LN₂ als Kältequelle und großem Kältespeicher realisiert, das kurzfristig bis zu 300 kW Kälteleistung bei −60 °C bereitstellen kann. Alternativ kommen aktive Kälteanlagen zum Einsatz. Für viele Anwendungen im Bereich um −100 °C sind insbesondere Systeme mit natürlichen Kältemitteln interessant. Neben klassischen Kältemaschinen gewinnen Luftkältemaschinen an Bedeutung, da Luft als natürliches Kältemittel keine F-Gas-Problematik aufweist. Hier sind Temperaturen bis zu −160 °C möglich. Die Wahl der geeigneten Kältebereitstellung hängt von Temperatur, Kälteleistung, Dynamik, Sicherheitsanforderungen und vorhandener Infrastruktur ab. Das ILK Dresden betrachtet dabei die gesamte Prozesskette: thermodynamische Auslegung, Auswahl des Kältekonzepts, Wärmeübertragerdesign, Regelstrategie, Simulation, Konstruktion und experimentelle Absicherung. So entstehen kryogene Kälteanlagen, die hohe Leistungsfähigkeit mit sicherem und energieeffizientem Betrieb verbinden.