Der Nutzen eines Motors ist mechanische
Energie. Außer mechanischer Energie können Stirlingmaschinen
auch Umgebungswärme „hochpumpen“ und diese damit für Heizzwecke
und für die Warmwasserbereitung nutzbar machen. Umgekehrt läßt
sich mit Stirlingmaschinen auch Kälte erzeugen.
Den Stirling-Kältemaschinen und -Wärmepumpen
muß von außen mechanische Energie zugeführt werden. Dabei
erwärmt sich eine Seite der Maschine, die andere Seite kühlt
ab. Je nach dem ob die heiße oder die kalte Seite genutzt wird, handelt
es sich um eine Wärmepumpe oder eine Kältemaschine.
Der große Vorteil von Stirling-Wärmepumpen
und Stirling-Kältemaschinen liegt in der ökologischen Unbedenklichkeit
der Arbeitsgase Helium, Wasserstoff oder Kohlendioxyd, die als Füllung
Verwendung finden.
Der größte ökologische
Nutzen beim Einsatz von Stirling-Wärmepumpen und -Kältemaschinen
ist dann gegeben, wenn zu ihrem Antrieb ein Stirlingmotor eingesetzt wird
anstelle eines Elektromotors. Damit lassen sich die hohen Umwandlungsverluste
und Emissionen in den Kraftwerken vermeiden.
Stirling-Wärmepumpen
Die rechts abgebildete „Vuilleumiermaschine“,
so nennt man die Kombination eines Stirlingmotors mit einer Stirling-Wärmepumpe
ist ein Prototyp und enthält lediglich zwei bewegte Teile. Sie wird
z.B. mit Erdgas oder Heizöl befeuert und spart Heizenergie, weil sie
Umgebungswärme auf das Temperaturniveau für Heizzwecke „hochpumpt“.
Stirling-Kältemaschinen
Die Maschine rechts ist eine Tieftemperatur-Stirling-Kältemaschine,
mit ihr lassen sich Temperaturen um 80 K (ca. -190°C) erreichen. Luft-
oder Erdgasverflüssigung und Kühlung von Infrarotsensoren sind
typische Beispiele für Tieftemperaturanwendungen. Das Militär
kauft seit vielen Jahren diese Maschinen in großen Stückzahlen,
da es sehr viele Kühlaggregate für automatische Lenkwaffen und
Wärmesichtgeräte benötigt.
Eine mögliche Anwendung für
zukünftige Stirling-Kältemaschinen wären solarbetriebene
Kühlaggregate für große Bürokomplexe. Die Antriebswärme
könnte dabei von handelsüblichen thermischen Solarkollektoren
geliefert werden.
