Elsässer Kältetechnik präsentiert auf den Trane Technik Tagen das patentierte 4DK Adiabatikkühlsystem als neue Perspektive für effiziente Kühlwassererzeugung.
Einführung: Herausforderungen in der traditionellen Rückkühlung
In industriellen Prozessen nimmt die Rückkühlung eine zentrale Rolle ein, insbesondere in Branchen wie der Kunststoff-, Lebensmittel-, Papierindustrie sowie in Brauereien, Krankenhäusern und Rechenzentren. Dennoch werden viele Betriebe mit erheblichen Herausforderungen konfrontiert, insbesondere im Umgang mit klassischen offenen Verdunstungskühlanlagen.
Im Zuge der Trane Roggenkamp Technik Tage bringt Leonard Elsässer, Geschäftsführer von Elsässer Kältetechnik, diese Probleme in einem Fachvortrag auf den Punkt: „Die Realität in der Praxis zeigt oftmals erhebliche Verschmutzungen, hohe Wartungskosten und kontinuierliche betriebliche Ineffizienzen.“
Der Status Quo: Herausforderungen offener Verdunstungskühlanlagen
Traditionelle offene Kühltürme bieten zunächst eine gute Kühlleistung, verursachen jedoch massive Betriebskosten und Ressourcenverschwendung. Das System basiert auf kontinuierlicher Wasserverdunstung, was permanente Wassernachspeisung erfordert. Hinzu kommen aufwendige Maßnahmen zur Wasseraufbereitung – denn das verdunstete Wasser hinterlässt Kalk- und Mineralablagerungen. Diese wiederum führen zu massiven Leistungsverlusten. Bereits eine Kalkschicht von nur einem Millimeter reduziert die Wärmeübertragung an der Kühlstelle um bis zu 30 Prozent.
Zudem verursachen Korrosion und mikrobiologische Ablagerungen weitere Betriebskosten, da regelmäßige Wartungs- und Reinigungsintervalle eingehalten werden müssen. Zusätzlich besteht die Problematik durch Legionellen, deren Verbreitung durch Aerosole gesundheitsgefährdend sein kann. Die seit 2017 geltende 42. Bundesimmissionsschutzverordnung (42. BImSchV) fordert regelmäßige externe Prüfungen, umfassende Dokumentationen und einen hohen internen Verwaltungsaufwand. Betreiber sehen sich zudem steigenden Kosten für Chemikalien, Biozide sowie Zu- und Abwasser gegenüber, während die Wartungskosten weiter steigen.
Innovation in der Rückkühltechnik: Adiabatische Freikühlsysteme
Leonard Elsässer betont: „Wir brauchen Systeme, die effizienter, nachhaltiger und wirtschaftlicher arbeiten. Hier kommen moderne adiabatische Freikühlsysteme ins Spiel.“
Adiabatische Freikühlsysteme kombinieren klassische Trockenkühlung mit einer intelligenten adiabatischen Vorkühlung, bei der die einströmende Luft durch Verdunstung thermodynamisch abgesenkt wird und dadurch niedrigere Eintrittstemperaturen am Wärmetauscher ermöglicht werden. Anhand dieser innovativen Funktionsweise bieten Adiabatikkühler erhebliche Vorteile gegenüber traditionellen Anlagen.
Im Normalbetrieb wird bei diesen Systemen Wasser in einem geschlossenen Kreislauf ohne Verdunstungsverlust gekühlt. Erst bei hohen Außentemperaturen schaltet sich die Adiabatik hinzu: Wasser wird fein vernebelt, wodurch die Umgebungsluft vorgekühlt wird, bevor sie den eigentlichen Wärmetauscher erreicht.
Das folgende Kurzvideo zeigt die Funktionsweise der adiabatischen Vorkühlung im Betrieb:
Wichtig ist, dass bei hochwertigen Systemen – wie dem Frigel 4DK Kühlsystem von Elsässer Kältetechnik – kein direkter Kontakt von Sprühwasser und Wärmetauscher stattfindet.
Stattdessen erfolgt die Verdunstung in der patentierten adiabatischen Kammer zwischen speziellen Filtermatten, welche Aerosolbildung minimieren, Verschmutzung des Wärmetauschers vorbeugen und keine Kalkablagerungen am Wärmetauscher hinterlassen.
Zusätzlich sorgen intelligente Automatisierungssysteme dafür, dass der Einsatz von adiabatischer Kühlung nur dann erfolgt, wenn es wirklich nötig ist. Automatische Selbstreinigungsmechanismen sparen der Instandhaltung wertvolle Arbeitszeit, während sie gleichzeitig Betriebskosten und Wasserverbrauch noch weiter reduzieren.
Wirtschaftlichkeit: Signifikante Reduzierung der Betriebskosten
„Der eigentliche Gamechanger dieser Technik sind die Betriebskosteneinsparungen,“ unterstreicht Leonard Elsässer. Die wirtschaftlichen Vorteile ergeben sich aus einer Kombination von reduziertem Wasserbedarf, minimierter chemischer Behandlung und optimierter Ventilatorsteuerung.
Im Vergleich zu traditionellen Kühltürmen erreicht das 4DK adiabatische Kühlsystem:
- Bis zu 90 % weniger Wasserverbrauch: Nur wenige hundert Betriebsstunden pro Jahr nutzen den adiabatischen Modus, was den Wasserverbrauch drastisch reduziert.
- Energieeinsparungen zwischen 15 und 35 %: Durch effizientere Ventilatortechnik und bessere thermische Prozesse sinkt der Energiebedarf deutlich.
- Nahezu vollständige Eliminierung von Chemikalien und Wasseraufbereitung: Das 4DK Kühlsystem benötigt keine kontinuierliche Chemiedosierung und Wasseraufbereitung, was die Betriebskosten noch weiter reduziert.
- Drastische Reduzierung der Wartungskosten: Selbstreinigende Funktionen und geringere Verschmutzung bedeuten weniger Arbeitsaufwand für das Instandhaltungsteam.
Beispielsweise erreichte ein Retrofit-Projekt einer 5000 kW Kühlanlage bei einem Kunden von Elsässer Kältetechnik eine Amortisationszeit von nur drei bis fünf Jahren – im Neubau sogar oft unter zwei Jahren! Hinzu kommt, dass diese Projekte durch das BAFA förderfähig sind, was die wirtschaftliche Attraktivität weiter steigert. Elsässer Kältetechnik wickelt diese Förderungen nebst Montage und Service der Kühlanlagen hausintern ab.
Regulatorische und hygienische Vorteile
Ein adiabatisches Kühlsystem minimiert durch geschlossene Kreisläufe und Aerosolbarrieren zudem das Legionellen-Risiko erheblich. Das bedeutet nicht nur weniger Aufwand für Prüfungen und Dokumentation gemäß der 42. BImSchV, sondern auch eine deutliche Steigerung der Betriebssicherheit und somit ein erhebliches Plus an betrieblicher Kontinuität.
Das 4DK Adiabatikkühlsystem zeichnet sich insbesondere durch eine modulare Plug-and-Play-Architektur für den Parallelbetrieb, flexible Wärmetauscher- und Booster-Konfigurationen sowie intelligente Regelstrategien aus.
Planung und Umsetzung – worauf kommt es an?
„Nicht jedes adiabatische System ist gleich gut. Es gibt enorme Unterschiede in der Verfahrenstechnik, technischen Qualität und Betriebskostenstruktur,“ erklärt Leonard Elsässer. Wichtig bei der Planung und Ausschreibung ist eine genaue Spezifikation der gewünschten Technologie. Entscheidende Unterschiede liegen häufig weniger im Grundprinzip als in der konstruktiven Ausführung der adiabatischen Kammer sowie der Steuerungslogik.
Hochwertige Systeme zeichnen sich aus durch:
- Luftfilter-Vorkühlung ohne direkten Wasser-Wärmetauscher-Kontakt
- Wartungsarme, automatisierte Reinigung der Filtermatten
- Frostschutzmaßnahmen ohne Glykol (durch intelligente Selbstentleerung)
- Geringe Aufstellflächen und ein modulares Leichtbau-Design mit Edelstahl und Aluminium als einzusetzende Materialien
Elsässer Kältetechnik empfiehlt zudem, frühzeitig den Dialog mit lokalen Behörden zu suchen, um regulatorische Freistellungen der 42. BImSchV verbindlich zu klären.
Erweiterte Nutzung: Integration mit Wärmepumpen
Ein weiteres spannendes Potenzial der adiabatischen Systeme liegt in der Integration mit Wasser/Wasser-Wärmepumpen. Dadurch entsteht ein hybrides thermisches Gesamtsystem zur Nutzung vorhandener Abwärmepotenziale.
In einem konkreten Beispielprojekt bei einer Papierfabrik erreichte Elsässer Kältetechnik durch die Kombination mit einer Wasser/Wasser-Wärmepumpe eine beeindruckende Einsparung von 1 Millionen Kilowattstunden Gas jährlich – bei einer Investition, die sich innerhalb von zwei Jahren amortisierte.
Fazit: Zukunftssicherheit durch nachhaltige Kühlsysteme
„Die Modernisierung von Kühltürmen durch adiabatische Systeme gehört zu den effektivsten Maßnahmen zur Kosten- und Ressourceneinsparung in der Industrie“, resümiert Leonard Elsässer. Besonders im Retrofit bestehender Anlagen zeigt sich dieses Konzept als wirtschaftlich und regulatorisch vorteilhaft.
Unternehmen, die langfristig wettbewerbsfähig bleiben wollen, müssen in effiziente, nachhaltige und regulatorisch sichere Kühllösungen investieren. Elsässer Kältetechnik unterstützt dabei umfassend, von der Planung bis zur Realisierung.
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Ob Neuplanung oder Modernisierung bestehender Anlagen – Elsässer Kältetechnik unterstützt Sie in Deutschland, Österreich und der Schweiz von der Anlagenplanung bis hin zur Montage und Abwicklungskoordination.
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