Mit Heißluftmotoren Wärme in mechanische Energie umwandeln

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Nach Erreichen der Ausgangsstellung wird die Verbindung mit der Atmosphäre unterbrochen (Ventil 1) und der Zugang (Ventil 4) zum Heizkessel wieder geöffnet. Die Volumen der an die Atmosphäre abgegebenen Heißluft und der unter Atmosphärendruck einströmenden Kaltluft sind adäquat.

Elektromagnetische Schalteinheiten ersetzen mechanische Ventilsteuerung

Physikalisch liegt dem Prozess ein irreversibles Fließgleichgewicht weitab vom thermodynamischen Gleichgewicht zugrunde. Das kleinere, aufgenommene Kaltluftvolumen wird durch Expansion im Heizkessel auf das Volumen der abgegebenen Heißluft gebracht.

Die an die Atmosphäre abgegebene Heißluft kann sowohl zum Betreiben von Heiz- als auch von Kühlanlagen eingesetzt werden. Diese Umkehrung der Prozessführung ergibt sich schon allein aus den physikalischen Gesetzen.

Durch moderne Technik wird die mechanische Ventilsteuerung durch elektromagnetische Schalteinheiten ersetzt. Der Vorteil: Gewichtseinsparung, erhebliche Reibungsreduzierung, größere Schaltgeschwindigkeit und damit Genauigkeit sowie insgesamt eine erhebliche Energieeinsparung.

Ausmaße bei höherem Wirkungsgrad verringert

Dadurch ließ sich das damalige über 10 t wiegende Gerät (Bild 1) mit einer Breite von 3,4 m, einer Tiefe von 1,8 m und einer Höhe von 2,5 m – bei höherer Leistung – auf ein Gewicht von etwa 200 kg und eine Breite von 1,5 m und eine Tiefe von 0,5 m sowie eine Höhe von 0,8 m verringern (Bild 4).

Wirkungsgrad von Feuerluftmaschinen älterer Bauart lag schon bei 0,75

Der Wirkungsgrad von Elektromotoren liegt bei Volllast zwischen 0,8 und mehr als 0,95. Feuerluftmaschinen älterer Bauart erreichten einen mechanischen Wirkungsgrad von 0,75 (Brown 1878). Der obere Grenzwert wurde durch die Carnot-Funktion festgelegt.

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