Rückkühler mit adiabater Kühlung

Rückkühler mit adiabater Kühlung

 

Zur adiabaten Rückkühlung von Heißgas, Kältemittel, Wasser, Öl oder anderen Medien werden sogenannte Rückkühler eingesetzt, die dafür sorgen, dass das Medium seine Wärme an die Außenluft abgibt. Diese Kühlung kann aber nur dann funktionieren, wenn die Außentemperatur unter der Mediumtemperatur liegt, da sonst kaum, bzw. kein Wärmeaustausch stattfinden kann.

Als Beispiel (für adiabate Rückkühlung):

Medium 30°, Außenluft 10°C, Abkühlung ca. 20°C
Medium 30°, Außenluft 30°C, Abkühlung nicht möglich
Flüssigkeitskühler ohne adiabate Kühlung

 

1. Das zu kühlende Medium strömt in das Register (Wärmetauscher)
2. Drehzahlgeregelte Ventilatoren sorgen für eine Luftbewegung von unten nach oben.
3. Die Wärmeenergie des Mediums wird somit entzogen.
   Die Mediumtemperatur fällt auf etwa die der Außenluft.
4. Das gekühlte Medium strömt nun wieder zur Kältemaschine, Verbraucher oder Speicher.

Nachteil: Das Medium kann nur max. bis zur Außentemperatur abgekühlt werden. Im Hochsommer also auch über 30°C.

Info: In vielen Fällen besteht das Register aus 2 getrennten übereinander liegenden Wärmetauschern.
Diese dienen der Flüssigkeitskühlung und der freien Kühlung (free cooling).

Funktion einer adiabaten Rückkühlung

Verdunstet 1 Liter Wasser, entzieht dieser der Umgebungsluft ~650 Watt Wärmeenergie. Um nun in kürzester Zeit auch größere Mengen an Wasser zu verdunsten, ohne dabei hohe Energiemengen zu benötigen, setzt AFT auf die Adiabate Rückkühlung durch Hochdruckvernebelung. Dabei wird das Verdunstungswasser durch spezielle Feinstnebeldüsen gepresst um einen mikrofeinen Nebel zu erzeugen, der in wenigen Sekunden gasförmig wird. Diese schnelle Verdampfung funktioniert nur, weil die Oberfläche des Wassers um das 850-fache vergrößert wird und somit der Temperaturaustausch und die Verdunstung enorm beschleunigt wird.

Eine Hochdruckpumpe benötigt ca. 0,7 kW um 100 Liter Wasser zu zerstäuben. Diese 100 Liter entziehen der Umgebungsluft aber 65kW Wärme.

 

Installation der adiabaten Rückkühlung

1. Die speziellen Feinstnebeldüsen werden so installiert, dass der Luftstrom den Wasserdampf in das Register zieht. Dabei verdunsten die schwebefähigen Wassertröpfchen vor oder in dem Wärmetauscher.
   Wärme wird entzogen.
2. Die Düsen werden mit einer Rohrleitung verbunden.
3. Dieser Düsenstock wird mit einer flexiblen Hochdruckleitung gespeist.
4. Die Hochdruckpumpe erzeugt wahlweise stufenlos einen Druck von 10 – 100 bar.
5. Je nach Größe der Wärmetauscherfläche, Luftmenge und Wunschtemperaturen werden die Wassernebelmengen, bzw. Düsen ausgewählt.

Nachteil: Die Düsen müssen in den Wintermonaten demontiert werden. Die Leitungen können bei richtiger Installation und Behandlung bedenkenlos dem Frost ausgesetzt werden. Es muss enthärtetes Wasser eingesetzt werden.

Info: Dieses Prinzip kann bei allen Kühlerarten eingesetzt werden. Tischkühler, V-Kühler, stehende Kühler, mehrstufige Kühler.