Adiabatische Kühlung Die etwas andere Art zu kühlen

Autor / Redakteur: Günter Saß* / Wolfgang Ernhofer

Mit ihrer hohen Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Anwendungen und Klimazonen werden adiabatische Kühler in immer mehr Bereichen der Prozessindustrie eingesetzt – insbesondere bei Kühlaufgaben, die trotz hoher Umgebungstemperaturen einen engen Temperaturansatz benötigen. Und das mit nachhaltigem Erfolg bei der Energiebilanz, wie eine Industrieanlage in Norditalien demonstriert.

Firmen zum Thema

Durch das Sprühen eines feinen Wassernebels wird die Luft gekühlt, bevor sie in den Wärmetauscher eintritt.
Durch das Sprühen eines feinen Wassernebels wird die Luft gekühlt, bevor sie in den Wärmetauscher eintritt.
(Bild: Bild: Alfa Laval)

Immer strengere Umweltanforderungen auf der einen, Kostendruck und immer höhere Qualitätsanforderungen auf der anderen Seite. Anwendungen, bei denen Wärme abgeführt werden muss, stellen die Prozessindustrie vor enorme Herausforderungen. Während Umweltverbände sich beim Thema Nachhaltigkeit auf die Umwelt konzentrieren, müssen die Unternehmen im verarbeitenden Gewerbe Ökologie und Ökonomie zusammenbringen. Gefragt sind daher Lösungen, die Ressourceneffizienz mit Langlebigkeit verbinden. Hinzu kommt die Anforderung nach möglichst kurzen Amortisationszeiträumen und geringem Wartungsaufwand.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 7 Bildern

Um Wasser, Energie und häufig auch Chemikalien zu sparen, verabschieden sich immer mehr Industrien von den herkömmlichen Kühltürmen. Gebaut zu Zeiten, in denen Wasser scheinbar endlos vorhanden war, weisen diese mittlerweile enorme Defizite auf. Der hohe Wasserverbrauch geht in der Regel mit einem hohen Behandlungs- und Energieaufwand einher, ehemals als vernachlässigbar angesehene Risiken einer Kontamination mit Legionellen können bei den heutigen Qualitätsanforderungen zu massiven Produktionsausfällen führen.

Einsatz bei hohen Umgebungstemperaturen

Als kosteneffiziente und ressourcenschonende Alternative zu den Kühltürmen setzen Unternehmen der Prozessindustrie häufig auf Trockenkühler, da diese aufgrund ihrer Effizienz und Zuverlässigkeit als nahezu perfekte Lösung erscheinen. Problematisch wird der Einsatz von Trockenkühlern jedoch, sobald es zu Anwendungen mit einem engen Temperaturansatz bei hohen Umgebungstemperaturen kommt. Ein Anforderungsprofil, für das Alfa Laval den adiabatischen Kühler Abatigo eingeführt hat, der auch unter derart hohen Anforderungen eine hohe Verfügbarkeit garantiert.

Durch das Sprühen eines feinen Nebels aus Wasser wird die Luft gekühlt, bevor sie in den Wärmetauscher eintritt. Dabei verhindert die geschlossene adiabatische Kammer, dass Wasser in den Wärmetauscher gelangt. Der Wärmetauscher bleibt daher vollständig trocken, wodurch der Lamellenblock konstruktionsbedingt vor Belagbildung und Korrosion geschützt ist.

Ein weiterer Vorteil für die Prozessindustrie ist die modulare Bauweise des adiabatischen Kühlers. Er basiert auf einem Konzept, bei dem abhängig vom Leistungsbedarf und der verfügbaren Stellfläche zwischen einem und 20 Ventilatoren pro Rückkühler verwendet werden können, und das in einer ein- oder zweireihigen Ausführung.

EC-Ventilatoren sorgen für eine enge Temperaturregelung, wodurch der Energieverbrauch den tatsächlichen Lastbedingungen folgt. Um ein Optimum bei dem Energieeinsatz zu erzielen, sind die Ventilatoren zudem mit Ausblasdüsen ausgestattet. Unterm Strich ist der adiabatische Kühler damit deutlich energieeffizienter als andere Kühllösungen – im Vergleich mit luftgekühlten Flüssigkeitskühlaggregaten reduziert sich der Energieverbrauch sogar um bis zu 95 %.

Wassermenge und Energieverbrauch reduzieren

Unter Beweis stellt der adiabatische Kühler die Energieeffizienz unter anderem in einer Industrieanlage in Norditalien. Wie bei vielen anderen Unternehmen war auch hier bei der Prozessoptimierung das Kühlsystem in den Fokus der Verantwortlichen gerückt. Und das unter einer doppelten Zielsetzung. Zum einen sollte die Kühlung – und insbesondere die Kühltemperatur – präziser erfolgen, um die Produktqualität zu verbessern. Zum anderen erhoffte man sich durch das Ersetzen des vorhandenen Kühlturms durch innovativere Technologien massive Einsparungen bei dem Wasser- und Energieverbrauch. Das nicht zuletzt, weil die gesetzlichen Umweltauflagen immer strenger wurden und der Wartungsaufwand als zu hoch angesehen wurde.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 7 Bildern

Nach der Prüfung der vorhandenen Optionen setzten die Verantwortlichen schließlich auf ein geschlossenes Kühlsystem mit den überlegenen adiabatischen Kühlern. Dank des geschlossenen Kühlsystems und der präzisen Regelmöglichkeit machten sich die Vorteile des neuen Systems sofort bemerkbar, im Gegensatz zur vorherigen Lösung war es erstmals möglich, die Kühltemperatur für die verschiedenen Kühlprozesse in der Anlage exakt auszusteuern – zudem gehören Verschmutzungen im Kühlwasser aufgrund des geschlossenen Systems der Vergangenheit an.

Hohe Qualität durch präzise Kühlung

Nach der Inbetriebnahme des Systems zeigte sich, dass die Hoffnungen der Verantwortlichen nicht getäuscht wurden. Das Unternehmen hat eine signifikante Verbesserung der Produktqualität festgestellt, die sich auf das präzisere Kühlen zurückführen lässt. Bald noch wichtiger jedoch waren die Einsparungen bei den Ressourcen. Der Wasserverbrauch konnte um ca. 95 % zurückgefahren werden, was für die Anlage aufs Jahr gerechnet auf 14 000 m3 hinausläuft. Gleichzeitig fiel der Energieverbrauch um 30 %, eine massive Kostenersparnis, zu der zusätzlich eine Reduzierung des Chemikalieneinsatzes bei der Wasseraufbereitung um nicht weniger als 90 % kommt.

Das Unternehmen geht zudem von einer Reduktion des Wartungsaufwandes beim Kühlsystem in Höhe von rund 70 % aus – die neuen adiabatischen Kühler haben also den Wasser-, Energie- und Chemikalienverbrauch sowie den Wartungsaufwand erheblich gesenkt. Eine Bilanz, die so gut ist, dass das Unternehmen mittlerweile bei fünf Industrieanlagen in ganz Europa auf die überlegene adiabatische Kühltechnik setzt.

* * Der Autor ist Verkaufsleiter Kälte- und Industrietechnik, Alfa Laval Mid Europe, Kontakt: Tel. +49-40-7274-03

(ID:44124175)