Nebelanlage für die adiabate Kühlung
Die adiabate Kühlung wird heutzutage immer öfters in industriellen Prozessen angewandt, weil sie hilft beträchtliche Mengen an elektrischer Energie einzusparen und in der heißen Jahreszeit den Wirkungsgrad von Kühlanlagen beträchtlich zu erhöhen.
Nebelanlagen vom Typ Fog System verdunsten Wasser unter hohem Druck und lassen sich einfach auf bestehende Systeme wie Verdampfer montieren, bzw. nachrüsten.
Industrielle Anlagen wie auch Data Center in de IT Branche produzieren im Prozess Abwärme, die durch Klimaanlagen aufwendig gekühlt werden muss. Je höher die Temperatur, desto mehr verringert sich die Leistung der Maschinen. Diese Prozessluftkühlung braucht viel Energie da der Wirkungsgrad von Kompressoren, direkter Wasser- oder Luftkühlung gegenüber der adiabaten Kühlung geringer ist.
Die durchschnitte Energieeinsparung lässt sich auf durchschnittlich 25% beziffern. Weniger Energie bedeutet auch weniger Wartung, Verschleiß und vor allem Kosten. Eine 7.5 kW Nebelanlage kann einen Durchlaufkühler/Chiller von 500 t einsparen.
Im adiabatischen Prozess werden 540 Kalorien verbraucht um ein Gramm Wasser von der flüssigen Phase in die Gasphase zu bringen. Diese Energie wird direkt von der Umgebungstemperatur abgezogen, was den Kühleffekt bewirkt. Wenn zum Vergleich Wasser bis zum Siedepunkt gebracht wird, sind es lediglich 100 Kalorien pro Gramm Wasser. Ein Nebelsystem mit 7.4 kW verbraucht ca. 2400 Liter Wasser pro Stunde. Ein Liter Wasser entzieht ca. 2450 BTU. Demzufolge werden mit einer 7.4 kW Anlage (10 Pferdestärken) ca. 600'000 BTU pro Stunde entzogen. Damit kann man nun das Kühlpotential eines herkömmlichen Durchlaufkühlers oder eines Chillers von 500 t erreichen.
Das Kühlpotential hängt natürlich von den klimatischen Bedingungen ab. Dazu gehören insbesondere die relative Luftfeuchtigkeit und die Temperatur. Die Kühlleistung ergibt sich nebst anderen Parametern aus der Differenz der Feuchtkugeltemperatur und der Trockenkugeltemperatur und lässt sich vom Mollier-h-x Diagramm ableiten. Je höher die Temperatur, desto geringer ist die Luftfeuchtigkeit und umso höher ist der Wirkungsgrad der adiabaten Kühlung. Selbst in tropischen Regionen sinkt die Luftfeuchtigkeit während des Tages mit der erhöhten Erwärmung, was den Einsatz für ein Nebelkühlsystem rechtfertigt.
Die Nebeldüsen versprühen Wasser unter hohem Druck und bilden feinste Wassertröpfchen, die sofort in den gasförmigen Zustand übergehen. Der durchschnittliche Tropfendurchmesser liegt bei ca. 5 Mikron. Dies erfordert Nebeldüsen von bester Qualität. Das Wasser selbst muss daher so rein wie möglich sein und erfordert je nach der vorhandenen Qualität eine Umkehrosmose oder eine gleichwertige Behandlung. Damit wird verhindert, dass sich Ablagerungen bilden.
Die Düsen selber sprühen in entgegengesetzter Richtung zum Luftstrom, um ein möglichst großes Verwirbeln / Verdampfung zu erzielen. Die Nebeldüsen werden im Luftstrom rasterförmig angeordnet, und auf verschiedene Stränge verteilt, die je nach Kühlbedarf zu- oder abgeschaltet werden können. Das ganze Nebelsystem kann an die vorhandene zentrale Steuerung der Kühlanlagen angeschlossen werden und lässt sich somit voll in bestehende Kühlsysteme integrieren.
Doch lassen sich neben der Kühlung auch andere Möglichkeiten kombinieren, wie zum Beispiel eine Befeuchtung der Prozessluft. Da das Kühlen der Abwärme von Maschinen Luftfeuchtigkeit entzieht, kann es im Prozess zu Störfällen kommen. Der Nebel wird entweder direkt im Produktionsprozess erzeugt oder indirekt durch die Zuluft, wobei die Feuchtigkeit mit einem Demister gefiltert werden muss.
Die Anwendungen richten sich an alle Betriebe die Abwärme produzieren und diese kühlen müssen wie Raffinerien, Chemische Industrie, Herstellung von Kunststoffen, Automobilindustrie, Erzeugung von Strom mit Gastrubinen, aber auch Datacenter, die erheblichen Mengen an Energie aufwenden müssen, um Ihre Prozesse zu kühlen oder zu befeuchten.
Ein Interesse an Nebelanlagen vom Typ FogSystem ist daher unumgänglich, wenn sich ein Unternehmen Sorgen um die Optimierung ihres Energieverbrauches macht. Zu Spitzenzeiten kann dadurch auch zusätzliches Kühlpotential mobilisiert werden, falls ein heißer und trockener Sommer ansteht. Ob nun zum Einsparen von Energie oder zur Leistungssteigerung, eine Investition in ein adiabates Kühlsystem mit Hochdrucknebel lohnt sich immer.
Francois Weber
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