Kühlkreisläufe & Kühlwasser-Konditionierung

Typen wasserführender Kühlanlagen

• Direkte Verdunstungskühler nutzen Wasser direkt als Kühlmittel. Das Wasser fliesst durch einen zu kühlenden Bereich und führt dabei Wärme ab.
  Im Kühlturm wird das warme Wasser versprüht und im Gegenstrom durch einen Luftzug geleitet. Dabei verdunstet ein Teil des Kühlwassers und gibt dabei Wärme ab. Wird in einem System Wasser verdunstet, bezeichnet man es auch als offenes Kühlsystem.
• Indirekte Verdunstungskühler verfügen über einen offenen und einen geschlossenen Kreislauf, welche durch einen Wärmetauscher voneinander getrennt sind. Im offenen Teil wird Wasser verdunstet und Wärme abgegeben. Das gekühlte Wasser wird anschliessend durch den Wärmetauscher geleitet, wo es erneut Wärme aufnimmt und abführt. Der zweite Kreislauf ist geschlossen, kommt nicht direkt mit der Luft in Kontakt und verliert kein Wasser durch Verdunstung. Er transportiert die Wärme von der Wärmequelle zum Wärmetauscher. Solche Kühlanlagen werden häufig als «halboffen» bezeichnet.
• Hybridkühler nutzen die Möglichkeit, den geschlossenen Kreislauf in der kühleren Jahreszeit trocken, also nur durch Durchströmen von kalter Luft zu kühlen. Der offene Primärkreislauf wird erst bei Bedarf zugeschaltet.
• Adiabatische Kühler verwenden Luft als Kühlmittel. In den Luftstrom wird fein zerstäubtes Wasser geleitet, welches dabei komplett verdunstet wird. Der Luft wird Wärme entzogen und kann dann zur Kühlung von Räumen oder Anlagen weiter genutzt werden.
• Massekühler benutzen ein grösseres Becken mit Wasser, aus dem das Kühlwasser entnommen, durch das zu kühlende System geschickt und direkt wieder in das Becken zurückgeleitet wird. Die grosse Masse verhindert einen grossen Temperaturanstieg. Die Wärme wird über die Wasseroberfläche des Beckens abgegeben.

Kühltürme oder Kühlanlagen unterscheiden sich jeweils durch das Prinzip, wie dem Kühlmedium Wärme entzogen wird

Beim Betrieb eines Kühlturms können verschiedene technische Probleme auftreten, die die Effizienz und Leistung des Kühlsystems beeinträchtigen

Kühltürme und Kühlkreisläufe: mögliche Probleme

• Verstopfung: Die Rohre und Düsen des Kühlturms verstopfen durch Ablagerungen von Mineralien oder Schmutz, was zu einem verminderten Wasserfluss und einer schlechteren Kühlleistung führt.
• Korrosion: Diese kann sowohl die metallischen Komponenten des Kühlturms als auch die Rohre und Ausrüstung des Kühlsystems beeinträchtigen. Korrosion reduziert die Lebensdauer des Kühlsystems und die Kühlleistung.
• Biofouling: Bakterien, Algen und andere Mikroorganismen vermehren sich im Kühlturm und im Kühlsystem und bilden Schichten aus Biofilm. Dieser beeinträchtigt die Kühlleistung und trägt zur Korrosion bei.
• Pathogenes Keimwachstum: Kühltürme bieten ein ideales Umfeld für das Wachstum von Legionellen und andere krankmachende Keime. Wenn diese per Aerosol oder Luftstrom in die Umgebung gelangen, bilden sie eine Gesundheitsgefahr.

Alle diese Probleme werden durch eine ordnungsgemässe Wartung und Konditionierung des Kühlsystems minimiert. Zu den gängigen Wasserbehandlungsmitteln gehören Biozide, Korrosionsinhibitoren, Dispergatoren und Härtestabilisatoren.

Produkte für die Kühlwasserbehandlung

• Biozide werden in der Kühlwasser Aufbereitung eingesetzt, um das Wachstum von Bakterien und anderen Mikroorganismen zu kontrollieren. Dies ist wichtig, um die Bildung von Biofilm zu verhindern, der die Kühlwirkung beeinträchtigt und zur Korrosion beiträgt. Moderne Biozide auf der Basis von katalytisch verstärktem Wasserstoffperoxid wie Sanosil C oder Super 25 sind sehr effektiv. Wasserstoffperoxid baut sich zu Wasser und Sauerstoff ab und verursacht dabei keine Bildung von Trihalgonmethane.
• Korrosionsinhibitoren sind eine weitere wichtige Komponente der Kühlwasserbehandlung. Sie schützen die metallischen Komponenten des Kühlsystems vor Korrosion und reduzieren die Anzahl der Ablagerungen im Kühlkreislauf. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer und einer höheren Energieeffizienz der Anlage.
• Dispergatoren helfen, Sedimentbildung durch Staub, Kalk, Rost und anderen Verunreinigungen zu vermeiden, indem sie die Partikel im Wasser in der Schwebe halten. Diese Festkörper können dadurch einfacher ausgeschwemmt werden. Dies trägt zur Erhaltung der Kühlleistung bei und reduziert den Reinigungsbedarf. Dispergatoren erhöhen zudem die Wirkung von Bioziden.
• Härtestabilisatoren verhindern die Bildung von Kalkablagerungen, indem sie die Kalzium- und Magnesiumionen im Kühlwasser stabilisieren. Dadurch wird die Lebensdauer der Anlage verlängert und die Energieeffizienz verbessert.
• Beizmittel werden für die Entfernung von Flugrost oder Mineralablagerungen aus Kühlkreisläufen benutzt. So lassen sich schlecht gewartete Kühlanlagen reinigen und frisch gewartet erneut in Betrieb nehmen.

Vorteile einer fachgerechten Kühlwasserkonditionierung

Die technischen Möglichkeiten der Kühlwasserbehandlung mit Bioziden, Korrosionsinhibitoren, Dispergatoren und Härtestabilisatoren bietet eine umfassende Lösung für die Herausforderungen, mit denen Kühlsysteme konfrontiert sind. Die Verwendung dieser Produkte in der Kühlwasserbehandlung steigert die Effizienz und Leistung der Anlagen und kann zu erheblichen Einsparungen führen. Darüber hinaus bieten moderne Kühlwasserbehandlungsmittel eine Vielzahl von Vorteilen, die über die Verbesserung der Effizienz und Leistung der Anlage hinausgehen.

Die Verwendung von Bioziden reduziert das Wachstum von Bakterien wie Pseudomonas oder Legionellen und anderen schädlichen Mikroorganismen. Gesundheitsrisiken durch bakterienhaltige Aerosole in der Umgebung des Kühlturms werden damit gestoppt.
Ein weiterer Punkt, der für die Verwendung von Kühlwasserbehandlungsmittel spricht, ist die Reduzierung des Wasserverbrauchs. Durch die Verwendung von Dispergatoren und Härtestabilisatoren kann ein Verdunstungskühler in optimaler 3-4 facher Eindickung gefahren werden. Der Bedarf an Frischwasser für den Austausch des Kühlwassers wird dabei reduziert und die Intervalle bis zur notwendigen Reinigung des Kühlsystems verlängert.

In der Konklusion lässt sich deshalb feststellen, dass auf die Vorteile einer Kühlwasserbehandlung mit Bioziden, Korrosionsinhibitoren, Dispergatoren und Härtestabilisatoren aus wirtschaftlichen Gründen keinesfalls verzichtet werden kann.