Infrastruktur
Bodengefriertechnik

Bei allen Gefrierprojekten machen sich die Ingenieure zunutze, dass der Boden im gefrorenen Zustand eine deutlich höhere Festigkeit besitzt und zugleich wasserundurchlässig ist. Die Bodengefriertechnik zeichnet sich durch einen hohen Sicherheitsstandard und damit durch eine hohe Zuverlässigkeit aus. Im Boden verbleiben nach der Gefriermaßnahme keine Rückstände, sodass das Verfahren als grundwasser- und umweltschonend gilt.

Verfahrensbeschreibung
Solevereisung

Bei der Solevereisung wird als Kälteträger eine wässrige Salzlösung, meist Kalziumchlorid, eingesetzt. In der Praxis wird die Sole-Lösung durch Kälteaggregate auf Temperaturen von -30 °C bis -40 °C abgekühlt und durch isolierte Rohrleitungen und Gefrierrohre im Kreislauf gefördert. Die kalte Sole-Lösung strömt durch Fallrohre in die Gefrierrohre und entzieht dem Boden die Wärme. Im Boden bilden sich zylinderförmige Frostkörper, die sich mit benachbarten Zylindern zu Wänden und Platten verbinden. Die Geometrie der Frostkörper wird über die Anordnung der Gefrierrohre festgelegt. Bei einer Solevereisung muss für die Erstellung des Frostkörpers mit 20 bis 40 Tagen gerechnet werden. Kühlturm Die Beurteilung des Gefriervorgangs, der Temperaturen im Frostkörper sowie der Frostausdehnung erfolgt mit Sensoren in Temperaturmessrohren. Die Messdaten werden dezentral gespeichert und stehen jederzeit über eine Internetplattform zur Verfügung. Komplettiert wird die firmen- eigene Anlagentechnik durch Kühltürme, Solebehälter, Pumpen und vorisolierte Rohrleitungen. Wirtschaftliche Vorteile der Solevereisung gegenüber der Stickstoffvereisung ergeben sich bei großen Frostkörpervolumen und langen Haltezeiten. Wirtschaftliche Alternativen sind das Erstellen des Frostkörpers mit Stickstoff und ein Umstellen der Kälteversorgung für die Haltezeit auf eine Solevereisung.

Verfahrensbeschreibung
Stickstoffvereisung        

Bei der Stickstoffvereisung kommt als Kälteträger tiefkalt verflüssigter Stickstoff mit einer Temperatur von -196 °C zum Einsatz. Speziell ausgerüstete Tankwagen transportieren den flüssigen Stickstoff zur Baustelle, wo er in vakuumisolierten Tankanlagen zwischengelagert wird. Der flüssige Stickstoff strömt durch isolierte Rohrleitungen zu den Gefrierrohren und über ein Fallrohr zum Rohrtiefsten. Er verdampft beim Austritt aus dem Fallrohr, strömt durch das Gefrierrohr zurück, wird in Abgasleitungen gesammelt und am Abgasturm gasförmig in die Atmosphäre abgegeben. Bei der Verdampfung entzieht der Stickstoff dem Boden Wärme. Es bilden sich Gefrierkörper. Magnetventile dosieren den Stickstoff temperaturgesteuert für jedes GefrierTankanlage Tankwagen rohr. Dadurch wird ein maßgeschneiderter Frostkörper erstellt. Die Beurteilung des Gefriervorgangs, der Temperaturen im Frostkörper sowie der Frostausdehnung erfolgt mit Sensoren in Temperaturmessrohren. Die Messdaten werden dezentral gespeichert und stehen jederzeit über eine Internetplattform zur Verfügung. Vorteile der Stickstoffvereisung gegenüber der Solevereisung ergeben sich durch eine kurze Mobilisierungszeit und Aufgefrierdauer (meist 3 bis 7 Tage). Stickstoff ist ein Verbrauchsstoff. Der wirtschaftliche Einsatz ergibt sich bei kleinen Frostkörpervolumen und kurzen Haltezeiten. Eine Umrüstung nach dem Aufgefriervorgang mit Stickstoff auf eine Solevereisung ist möglich.