Theorie der Kühltechnologien

Wie Kühltürme mit offenem und geschlossenem Kreislauf, Verdunstungskondensatoren und adiabatische Systeme funktionieren: eine Kurzanleitung zum Verständnis von Kühltechnologien.

Verdunstungskühlung mit offenem Kreislauf: Funktionsweise

Unter Ausnutzung eines einfachen Naturprinzips, nach dem die erzwungene Verdunstung einer minimalen Wassermenge eine Senkung der Temperatur der Hauptwassermasse bewirkt, stellt die Verdunstungskühlung nach wie vor das am häufigsten verwendete Kühlsystem im privaten und industriellen Bereich dar.

Die minimale Temperaturgrenze, die ein Verdunstungskühlturm theoretisch erreichen kann, ist die im Aufstellungsbereich gemessene Feuchtkugeltemperatur der Umgebungsluft, die in der Regel viel niedriger ist als die Trockenkugeltemperatur.

In der Realität kann ein richtig dimensionierter Turm aufgrund von Leistungsfaktoren, die mit der Luftsättigung zusammenhängen, Wasser auf Temperaturen kühlen, die nur 2-3 °C über der Feuchtkugeltemperatur liegen.

Auf dieser Basis dimensionieren viele Anlagen- und Maschinenbauer ihre Kühlkreisläufe und Wärmetauscher, indem sie den Einsatz von Turmwasser bereits von vornherein vorsehen und so eine optimale Anlageneffizienz und einen sehr geringen Energieverbrauch gewährleisten können.

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Theory of Cooling Technologies_Open-Circuit Cooling Towers

Verdunstungskühlung mit geschlossenem Kreislauf: Funktionsweise

Kühlturm mit geschlossenem Kreislauf nutzt das gleiche physikalische Prinzip zur Wärmeabfuhr wie der Kühlturm mit offenem Kreislauf: Die erzwungene Verdunstung einer kleinen Wassermenge bewirkt eine Absenkung der Temperatur des Hauptwassers.

Die zu kühlende Flüssigkeit wird in den oberen Verteiler eines Rohrregisters eingeleitet, auf welches das vom im Gerät vormontierten kleinen Verdunstungskühlkreislauf wieder eingeleitete Wasser kontinuierlich gesprüht wird.

Durch die Verdunstung eines Teils des wieder eingeleiteten Wassers wird die Wärme abgeführt, die über die Austauschfläche des Registers abgeleitet werden muss. Die Leistung eines Turms mit geschlossenem Kreislauf hängt von der Feuchtkugeltemperatur der Umgebung ab.

Verdunstungskondensatoren: Funktionsweise

Der Verdunstungskondensator ist ein spezieller Typ von Kältemittelkondensator, der die gleiche Art der Wärmeabfuhr wie im Kühlturm verwendet.

Das zu kondensierende Kältemittel (Halogenkohlenwasserstoff oder Ammoniak) wird in den oberen Verteiler eines Rohrregisters eingeleitet. Wie bei Kühltürmen mit geschlossenem Kreislauf wird wiedereingeleitetes Wasser aus dem am Gerät vormontierten kleinen Verdunstungskühlkreislauf kontinuierlich auf das Register gesprüht.

Durch die Verdunstung eines Teils des wieder eingeleiteten Wassers wird die Wärme abgeführt, die über die Austauschfläche des Registers abgeleitet werden muss. Die Leistung eines Verdunstungskondensators hängt, wie bei einem Verdunstungsgerät üblich, von der Feuchtkugeltemperatur der Umgebung ab.

MCE_Your Process Cooling Advisor
PAD-V Adiabatic Dry Cooler

Adiabatische Kühler und Kondensatoren: Funktionsweise

Der adiabatische Kühler MITA nutzt das Phänomen der adiabatischen Kühlung, um den Wirkungsgrad des Rippenregisters zu verbessern, das zur Kühlung von Wasser-Glykol-Gemischen oder zur Kondensation von Kältemittelgasen verwendet wird.

Das als „adiabatische Kühlung“ bekannte thermodynamische Phänomen besteht darin, die Temperatur der Luft durch Befeuchtung zu senken.

Die erreichbare Temperatur wird als „adiabatische Sättigungstemperatur“ bezeichnet und kann je nach Wirkungsgrad des verwendeten Befeuchtungssystems einige Grad Celsius unter Temperatur der „trockenen“ Luft liegen.

MITA hat ein Luftkühlsystem entwickelt, das es ermöglicht, die Eigenschaften des Ventilators in Bezug auf den Durchsatz voll auszunutzen, zusammen mit einer sehr hohen Befeuchtungseffizienz.

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