Stirlingmaschinen - eine Übersicht

Der 1816 von Robert Stirling erfundene Stirlingmotor ist die erste Realisierung einer Wärmekraftmaschine, die einen geschlossenen, regenerativen thermodynamischen Kreisprozess nutzt (siehe Wikipedia: Stirlingmotor, Stirling-Kreisprozess).

Jahrzehnte später erkannte man, dass der Stirling-Kreisprozess, da er geschlossen und regenerativ ist, sowohl rechtsläuftig, als Motor / Wärmekraftmaschine, als auch linksläufig als Kältemaschine / Wärmepumpe, genutzt werden kann. Es ist sogar möglich, ein und die selbe Maschine, ohne Umbauten als Motor oder als Kältemaschine zu betreiben.

Eine Stirlingmaschine ist die technische Umsetzung des Stirling-Kreisprozesses. Ob die Maschine als Stirlingmotor, Stirlingkältemaschine oder Stirlingwärmepumpe betrieben wird, ist nur eine Frage der technischen Auslegung und Umsetzung.

Eigene Projekte:

Die eigenen Projekte im Bereich Stirlingmaschinen stützen sich auf über 20 Jahre Erfahrung. Es wurden dabei sowohl Motoren im Bereich von 5W bis 5kW, Kryokältemaschinen für Kaltkopftemperaturen bis 50K und Studien für Wärmepumpen realisiert.

Für die Maschinenentwicklung kann dabei, neben den üblichen CAD / CAE Werkzeugen, auch auf eigens entwickelte Werkzeuge z.B. für die Thermodynamik-Simulation oder die Verschleißmessung zurück gegriffen werden.

Zur Übersicht einige Beispiele:

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  Dritte Generation des Stirlingmotors ST05G, mechanische Leistung ca. 500W, mit elektrischer Beheizung und Motorprüfstand.
  Die Stirlingmaschine kann in allen 4 Quadranten als Motor, Kältemaschine und Wärmepumpe betrieben werden. Messung aller physikalischen Kenngrößen inklusive Leistung, Wärmeströme, Wirkungsgrad, COP.
  Projekt für die Hochschule Coburg, Laborversuch Thermodynamik im Labor für Photovoltaik und Solare Energiewandlung. Darüber hinaus wird der ST05G weltweit an vielen Hochschulen als Versuchsträger für Forschungsprojekte verwendet. So z.B. für die Nutzung exotischer Brennstoffe (u.A. Reste aus der Kaffeeverarbeitung) oder zur Nutzung konzentrierter Solarstrahlung mit Parabolspiegeln.

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  Gläserner Stirlingmotor für die neue Dauerausstellung "Energie - Motoren" des Deutschen Museum München.
  Konzipiert als elektrisch beheizter Dauerläufer für 360 Tage Betrieb pro Jahr. Weitgehend transparenter Aufbau für die Sichtbarmachung der mechanischen Abläufe in der Maschine. Messung von Temperaturen, Drücken und der relevanten mechanischen Kenngrößen zur Darstellung des p-V Diagramms und der Zusammenhänge zwischen Temperaturdifferenz und Leistung / Wirkungsgrad. Maximale Leistung ca. 5W.
  Das Versuchsmuster und sämmtliche Fertigungsunterlagen erstellt durch  die V/METIK GmbH. Der Motor und die Periferie für die Ausstellung werden von den Werkstätten des Deutschen Museum realisiert.

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  Studie einer Stirling-Kryokältemaschine zur Kühlung von Hochtemperatur-Supraleitern. Kälteleistung ca. 200W bei 77K. Basierend auf einem Stirlingmotor für ein Pellet BHKW mit 3kW Leistung wurde die Kältemaschine mit minimalen Eingriffen in dem Stirlingmotor realisiert.