Es mag wie ein Perpetuum mobile erscheinen, aber diese Art von Hydraulikpumpe, die von einem Hydraulikmotor angetrieben wird, der von derselben Pumpe gespeist wird, ist kein Perpetuum mobile. Dies kann in einem sogenannten „geschlossenen Kreislauf“ eines Hydrauliksystems umgesetzt werden. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass es bei der Installation eines solchen Systems Einschränkungen und Feinheiten gibt, die berücksichtigt werden müssen.
Thermodynamische Einschränkungen
Erstens kann aufgrund der Gesetze der Thermodynamik kein System eine 100-prozentige Effizienz aufweisen. Bei Hydrauliksystemen beispielsweise wird Energie durch Reibung in Rohrleitungen, Verluste in Pumpen und Motoren sowie Wärmeerzeugung verschwendet. Dies bedeutet, dass der Hydraulikmotor ohne weitere Energiezufuhr nicht genügend Leistung erzeugt, um die Hydraulikpumpe auf unbestimmte Zeit zu betreiben.
Design-Überlegungen
Effizienz: Beide müssen durch eine hohe Effizienz im Betrieb den Energieverlust minimieren.
Anpassung: Ihre Leistungskurven sollten möglichst ähnlich sein, um die zwischen ihnen übertragene Energiemenge zu maximieren.
Kühlung: Um Ineffizienzen durch die beim Arbeitsprozess entstehende Wärme zu vermeiden, muss innerhalb des Systems ein aufwändiger Kühlprozess stattfinden.
Steuerungssysteme: Um eine optimale Leistung sicherzustellen, müssen Steuerungssysteme die Bedingungen möglicherweise auch dynamisch anpassen, indem sie unter anderem Drücke oder Durchflussraten überwachen.
Sicherheitsmaßnahmen: Zur Vermeidung von Schäden sind beim Betrieb von Geräten mit miteinander verbundenen Einheiten, die als Kombination zusammenarbeiten, Überdruckventile und andere Sicherheitsvorrichtungen erforderlich.
Praktische Anwendungen und Einschränkungen
Für industrielle Anwendungen sind geschlossene Regelkreissysteme im Allgemeinen aufgabenspezifisch und keine eigenständigen Komplettsysteme. Sie werden häufig in Anwendungen wie Antrieben mit variabler Drehzahl eingesetzt, bei denen sich die Lastanforderungen schnell ändern und eine präzise Steuerung erforderlich ist. Allerdings ist auch bei diesen Anwendungen eine Art externe Stromversorgung erforderlich, da es innerhalb eines Systems Verluste gibt, die ausgeglichen werden müssen.
Energiezufluss
Normalerweise gibt es eine Hilfspumpe oder eine externe Quelle zur Versorgung verlorener Energie, die ihre Wirksamkeit ständig verringert. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der geschlossene Kreislauf nie aufhört zu funktionieren, bis er abgeschaltet wird. Die anfängliche Energiezufuhr oder der Strom zur Aufrechterhaltung des Kreislaufs kann von einer Batterie oder einem Netz bereitgestellt werden.
Fazit
Obwohl es technisch möglich ist, einen Hydraulikmotor von dieser Pumpe aus in einem geschlossenen Kreislaufsystem zu betreiben, ist dies nicht möglich, ohne die damit verbundenen Energieverluste zu berücksichtigen. Für einen langfristigen, effizienten Betrieb müssen Sie dem System Energie aus einer externen Quelle zuführen, um diese Verluste auszugleichen. Die richtige Auswahl der Komponenten und spezielle Konstruktion sind bei dieser Art von Aufbau von grundlegender Bedeutung, was ihn teuer und komplex macht. Daher wird eine solche Konfiguration normalerweise in bestimmten Situationen eingesetzt, in denen ihre Vorteile die mit ihrer Installation verbundenen Hindernisse und Kosten überwiegen.
