Hybridkühler | HFL

HFL - Hybridkühlturm mit geschlossenem Kühlkreislauf

Der HFL ist ein radialer Gegenstrom-Hybirdkühler für einen Leistungsbereich bis 1.275 bei einer maximalen Flüssigkeitseintrittstemperatur von 82°C.  Der HFL-Hybridrückkühler kombiniert die Vorteile trockener und verdunstungsbasierter Kühlung. Durch die Möglichkeit, zwischen drei verschiedenen Betriebsarten zu wählen, kann jeweils der Modus gewählt werden, in dem das Gerät mit dem geringsten Energie- und Wasserverbrauch die benötigte Kühlleistung erbringt.

Arbeitsprinzip

Der HFL hat drei unterschiedliche Betriebsarten, so dass das Gerät jeweils optimal auf die Kühlanforderungen und die Umgebungstemperatur angepasst werden kann.

Trockenbetrieb

Die Sprühwasserpumpe (1) und das Sprühsystem (2) werden ausgeschaltet und das modulierende (3-Wege-)Regelventil (3) ist vollständig geöffnet. Die warme Prozessflüssigkeit (4) fließt sowohl durch die Rippenrohrschlange (5) als auch durch die Glattrohrschlange (6). Ein Lüfter (7) bläst die Umgebungsluft (8) über das Rohrbündel und kühlt die Flüssigkeit (9) im Rohrbündel. In diesem Modus wird kein Wasser verbraucht und es können sich keine Schwaden bilden.

Arbeitsprinzip -Geschlossenes Kühlystem - HFL

Adiabate Kühlung

Das (3-Wege-)Regelventil (1) lässt die warme Prozessflüssigkeit (2) nur durch die Rippenrohrschlange an der Druckseite (3) strömen, wobei sie die nasse Glattrohrschlange (4) passiert. Die Glattrohrschlange wird vom Sprühwasser (5) befeuchtet, es findet jedoch keine Wasserverdunstung zum Zweck der Wärmeabgabe statt. Ein Teil des Wassers verdunstet jedoch und befeuchtet die ankommende Umgebungsluft (6), die von einem Lüfter (7) über die Rohrbündel geblasen wird. Diese gesättigte Luft hat eine bessere Kühlleistung zum Abkühlen der Prozessflüssigkeit (8) in der Rippenrohrschlange. Das Sprühwasser fällt in einen Wartungskanal mit schrägem Boden (9) und wird in eine getrennte nasse Wanne (10) entleert. Die Pumpe lässt das Wasser wieder zum Sprühsystem strömen. Sichtbare Schwaden und Wasserverbrauch sind erheblich verringert, während die Auslegungstemperatur am Flüssigkeitsaustritt beibehalten wird.

Nass-/Trockenbetrieb

Die warme Prozessflüssigkeit (1) fließt sowohl durch die Rippenrohrschlange (2) als auch durch die Glattrohrschlange (3). Ein Lüfter (4) bläst die Luft (5) über die Rohrbündel. Oben, wo die warme Flüssigkeit in den Turm gelangt, ist die Ausblasluft gesättigt und kühlt die Flüssigkeit vor. Anschließend erfolgt in der Glattrohrschlange,die vom Sprühsystem (6) befeuchtet wird, ein weiterer Wärmeübertragungsprozess. Das Sprühwasser fällt in einen Wartungskanal mit schrägem Boden (7) und wird in eine getrennte nasse Wanne (8) entleert. Die Pumpe lässt das Wasser wieder zum Sprühsystem strömen. Bei geringerer Wärmelast oder Sinken der Umgebungstemperatur kontrolliert das modulierende Ventil (9) den Fluss durch die Glattrohrschlange so, dass die Auslegungstemperatur am Flüssigkeitsaustritt beibehalten wird. Dadurch wird auch die Schwadenbildung minimiert, da es weniger verdunstetes Wasser gibt und die Ausblasluft mit der trockenen Rippenrohrschlange erwärmt wird.

Typische Anwendungen sind:

  • Mittlere bis große Klima- und gewerbliche Anwendungen
  • Begrenzte Platzverhältnisse und Bauhöhen sowie Installationen, die einen einzigen Lufteinlass erfordern
  • Innenaufstellungen
  • Geräuschkritische Aufstellungen
  • Umgebungen, in denen eine Schwadenbildung vermieden werden muss

Hauptvorteile des HFL

  • Minimaler Wasserverbrauch
  • Leicht und kompakt
  • Ausgezeichnete Hygienekontrolle

Hauptvorteile im Detail

Der HFL ermöglicht Wassereinsparungen bis zu 60% im Vergleich zu einem konventionellen Verdunstungskühler. Dies wird durch eine optimale Nutzung der Wärmetauscher dieses Hybridkühlturms erreicht. Die Kühlflüssigkeit wird zuerst zu den Rippenrohrschlangen und dann zur Glattrohrschlange geführt, die entweder in der feuchten oder trockenen Betriebsart betrieben werden kann. So tragen die Rippenrohrschlangen auch im Sommer zur Wärmeabgabe bei, wenn die Glattrohrschlange nass betrieben wird. Da durch den Einbau der Rippenrohrschlange die Wärmetauscherfläche signifikant vergrößert wurde, kann der HFL nicht nur im Winter, sondern auch im Frühjahr und Herbst, und je nach Lastprofil im Großteil der Sommersaison im Trockenbetrieb arbeiten. Um die Wassersparfunktion des hybriden Kühlturms weiter zu verbessern, kann optional eine Durchflussregelung mit einem Drei-Wege-Ventil in die Rohrleitung zwischen der Rippen- und Glattrohrschlange integriert werden, die eine präzise Einstellung der Flüssigkeitsaustrittstemperatur ermöglicht. Diese intelligente Steuerung stellt sicher, dass eine Verdunstungskühlung nur bei Bedarf erfolgt.

Der HFL-Hybridkühlturm hat ein äußerst kompaktes Design. Die niedrigen Modelle haben bis zu drei Lüfter, die an einer gemeinsamen Welle mit einem Elektromotor betrieben werden. Doppelzellen können nebeneinander ohne Zwischenraum angeordnet werden, so dass der verfügbare Platz maximal genutzt werden kann. Die Anordnung nebeneinander ist möglich, weil sich der Zugang zur Nasswanne am hinteren Ende (Anschlussende) des Geräts befindet und der Zugang zur Trockenwanne nur von einer Seite ausreichend ist. Da der Wanneninhalt des HFL nur ein Viertel dessen eines konventionellen Verdunstungskühlers beträgt, ist sein Betriebsgewicht sehr gering. Die wassersparenden Rückkühler enthalten nur die Wassermenge, die für die Befeuchtung der Glattrohrschlangen erforderlich ist. So wird vermieden, dass die Unterstützung für die ganze Last konstruiert werden muss, die von der Wassermenge geschaffen wird, die sich in der Wanne befindet, aber nicht zum Kühlvorgang beiträgt. Der HFL passt deswegen perfekt in enge Räume und auf Dächer.

Der HFL kann – abhängig von den Kühlanforderungen und den Wetterbedingungen – ca. 10 Monate im Jahr trocken betrieben werden. Der Zugang zur kompakten Nasswanne, die durch eine Trennwand von der Trockenwanne isoliert ist, erfolgt durch rechteckige Zugangstüren an den Anschlussenden der Geräte. Dadurch ist die  Nasswanne zugänglich, auch wenn das Lüftersystem in Betrieb ist. Dies ist bei konventionellen Geräten mit Druckprinzipkonfiguration nicht möglich. Das Frischwasser kann überprüft und die Wannensiebe können gereinigt werden, während der Rückkühler in Betrieb ist. Aufgrund der Trennwand gibt es außerdem keine Turbulenzen des Wannenwassers, die bei konventionellem Aufbau durch den Luftstrom erfolgen. Die Wartungspunkte im Trockenwannenzugang haben runde Zugangstüren an der Seite des Geräts. Die Trockenwanne hat ein Gefälle, so dass das gesamte, über die Rohrschlange (während des Nassbetriebs) gesprühte Wasser in die Nasswanne abläuft. Die Nasswanne ist kompakt und kann problemlos entleert und gereinigt werden. Die Desinfektion der Nasswanne ist ebenfalls problemlos möglich, falls dies nötig sein sollte.

Die im Abluftstrom des HFL eingebauten Rippenrohrschlangen erhöhen die Temperatur und verringern die relative Luftfeuchtigkeit der Abluft. Während des Nassbetriebs wird so die Bildung sichtbarer Schwaden unerdrückt, auch wenn die relative Feuchtigkeit der Luft hoch ist. Der Einbau der optionalen Durchflussregelung mit Drei-Wege-Ventil reduziert die Schwadenbildung weiter, da sie bei allen atmosphärischen Bedingungen den Einsatz der Verdunstungskühlung bedarfsgerecht optimiert. Deshalb ist die Luft, die den „feuchten“ Teil des Geräts verlässt, trockener als bei konventionellen Verdunstungskühlern und hat eine geringere Neigung zur Schwadenerzeugung. Die Kombination von Rippenrohrschlange an der Druckseite mit der Durchflussregelung mit Drei-Wege-Ventil beseitigt die Bildung sichtbarer Schwaden sogar unter extrem feuchten Bedingungen praktisch vollständig. Während des Trockenbetriebs erfolgt keine Schwadenbildung.

Der HFL verfügt über geräuscharme Radiallüfter. Der einseitiger Lufteintritt ermöglicht eine Ausrichtung der leiseren Turmrückseite in Richtung geräuschempfindlicher Bereiche.

Der einseitige Lufteintritt erlaubt die Aufstellung des HFL neben massiven Wänden. Die Geräte können dank der Radiallüfter, die Zuluft- und Abluftkanalsystem ermöglichen, in Innenräumen aufgestellt werden. Das niedrige Betriebsgewicht vereinfacht die Montage vor Ort.

Hybridkühltürme können nur dann optimal genutzt werden, wenn jederzeit problemlos vom Trockenbetrieb zum Nassbetrieb und umgekehrt umgeschaltet werden kann. Wenn während des Trockenbetriebs Wasser in der Wanne bleibt, besteht bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt die Gefahr von Eisbildung und nachfolgende Schäden. Aus diesem Grund empfehlen andere Hersteller das Entleeren der Wanne während des Trockenbetriebs. Je nach klimatischen Bedingungen kann dies aber unmöglich sein, da das Entleeren oder Auffüllen der Wanne mehrere Stunden dauert und bei einem 24-Stunden-Zyklus nicht durchgeführt werden kann. Deshalb wird dort zum Einbau eines konventionellen Zwischenbehälters in einem beheizten Gebäudebereich geraten, was zu zusätzlicher Komplexität, Kosten und Platzbedarf führt. Der HFL-Hybrid-Kühlturm hat ein einzigartiges Wannendesign bestehend aus einer Nass- und einer Trockenwanne. Während des Trockenbetriebs fließt das gesamte Wasser aus der Trockenwanne in die Nasswanne, die vom Luftstrom abgeschirmt ist. Die Heizgeräte der Nasswanne verhindern ein Einfrieren bei Temperaturen bis -25° C selbst bei Betrieb der Lüfter auf höchster Geschwindigkeit. Beide Wannen sind in das Gerät integriert, wodurch erstmals eine vollständige Flexibilität des Betriebs mit der Sicherheit einer Zwischenbehälteranordnung in einem werkseitig montierten Produkt gegeben ist. Die Verwendung verschiedener korrosionsbeständiger Materialien wie die Baltibond-Hybridbeschichtung garantiert eine lange Lebensdauer der Geräte.

Der HFL-Hybridkühlturm hat 3 verschiedene Betriebsarten:

Trockenbetrieb

Adiabate Kühlung

Nass/ Trockenbetrieb

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