KÜHLTURM-KREISLAUFTECHNIK
Da in einem Kühlturm immer nur reines Wasser verdunstet, reichern sich die Inhaltsstoffe in dem Kühlturmwasser an, man spricht von der sogenannten Eindickung. Natürlich ist dies nur bis zu dem Punkt möglich, an welchem das Wasser mit Inhaltsstoffen gesättigt ist. An diesem muss ein Teil des Wassers gegen Frischwasser ausgetauscht werden. Es würden sich sonst bei weiterer Eindickung die aufkonzentrierten Inhaltstoffe in dem System ablagern.
Die Absalzautomatik erkennt diesen Punkt durch die Messung des Leitwertes und leitet die Absalzung ein, das heißt, es wird ein Teil des gesättigten Wassers verworfen. Dieses wird automatisch nachgespeist. Durch die Verdünnung sinkt die Konzentration der enthaltenen Salze und dadurch auch die Leitfähigkeit. Das Absalzventil wird geschlossen und der Zyklus beginnt erneut.
Der Punkt einer notwendigen Absalzung kann durch die Zudosierung eines Härtestabilisators hinausgezögert werden. Dadurch wird der Wasserverbrauch reduziert und somit die Betriebskosten gesenkt.
Der Härtestabilisator wird proportional dem nachgespeisten Wasser zudosiert und verhindert die Verkalkung. Threshold-Stabilisatoren sorgen sogar dafür, dass bereits entstandene Kalkablagerungen zurückgebildet werden.
Kühlturmtechnik
Kühltürme funktionieren nach dem Verdunstungsprinzip. Das zu kühlende Wasser wird durch ein Wasserverteilsystem versprüht und über Füllkörper verrieselt. Die Umgebungsluft wird dabei im Gegenstrom geführt, wobei ein kleiner Teil des Umlaufwassers verdunstet. Die hierfür erforderliche Verdunstungswärme wird dem Kühlwasser entzogen und erbringt den größten Teil der Kühlleistung. Die restliche Kühlleistung wird durch Konvektion von dem warmen Wasser an die kalte Luft erbracht. Das rückgekühlte Wasser sammelt sich in der Bodenwanne und wird den Kühlstellen erneut zugeleitet.
Durch das Verdunstungsprinzip, welches einen Übergang von einem Aggregatzustand (flüssig) in einen anderen (gasförmig) bedeutet, können Vorlauftemperaturen weit unterhalb der Umgebungstemperatur erreicht werden, konkret: Feuchtkugeltemperatur plus ca. 2 °C.
Die Feuchtkugeltemperatur ist ein klimazonenabhängiger Wert und kann für Deutschland mit ca. 21°C angegeben werden. Somit kommt man auf eine minimale Vorlauftemperatur von ca. 23°C.
Vorteile:
- Kühlwassertemperaturen von ca. 23 °C auch an heißen Sommertagen
- hohe Kälteleistung
- geringer Platzbedarf
- sehr geringer energetischer Aufwand
- ökologisch sinnvoll, da das verdunstete Wasser unverschmutzt dem natürlichen Kreislauf wieder zugeführt wird
- Regenwassernutzung möglich
- Reduktion der Schmutzwassergebühren
Nachteile:
- Schwadenbildung im Winter
- Überwachung Wasserqualität erforderlich
- u. U. Chemikalienverbrauch
Vergleichstabelle
| Art der Kühlung | Kältemaschine | Kühlturm | Freikühler |
| theoretisch erreichbare Vorlauftemperatur | unter -10°C | Feuchtkugeltemperatur +3°C | Außentemperatur + 3°C |
| Vorlauftemperatur unter ungünstigen Umständen | ca -10°C | 23°C | je nach Wetter meist 35°C |
| Kreislauf | geschlossen | offen | geschlossen |
| verbrauchtes Medium | Strom | Wasser (+ Aufbereitung) | Strom |
| Abhängig von Umgebungstemperatur | nein | mittel | stark |
| Betriebskosten | hoch | mittel | gering |
| Vorteile | niedrigste erreichbare Vorlauftemperatur | geringe Stromkosten | sehr geringe Betriebskosten |
| von Außentemperatur unabhängig | erreichbare Vorlauftemperatur meist ausreichend | kein Frischwasser, welches aufbereitet werden muss | |
| keine Überwachung der Wasserqualität notwendig | |||
| Nachteile | sehr hohe Stromkosten | Wasserverbrauch | hohe Vorlauftemperatur |
| ständige Überwachung und Konditionierung des Kühlturmkreislaufs |