Hybridkühler | HXI

HXI - Hybridkühlturm mit geschlossenem Kühlkreislauf

Der HXI-Hybridkühlturm ist ein axialer Mehrstrom-Kühlturm für einen Leistungsbereich bis 1.630 kW bei einer maximalen Lufteintrittstemperatur von 82°C. Er verfügt über einen geschlossenen Kühlkreislauf und kombiniert die Vorteile von Verdunstungskühlern mit denen der Trockenkühlung (sensible Kühlung). Der HXI liefert die volle thermische Nennleistung für die unterschiedlichsten Durchflussmengen und Temperaturen. Charakteristische Vorteile dieses hybriden Rückkühlers sind u.a. die Ablufterwärmung zur Schwadenvermeidung sowie erhebliche Wassereinsparungen im Vergleich zu konventionellen Verdunstungskühlern. Standarddesignmerkmale erfüllen die heutigen Umweltschutzanforderungen, minimieren die Installationskosten, maximieren den zuverlässigen Betrieb das ganze Jahr über und vereinfachen die Wartung.

Arbeitsprinzip

Hybridkühler können angepasst an die Umgebungstemperaturen und die Kälteanforderungen in drei verschiedenen Betriebsarten arbeiten

Trockenbetrieb

Während des Trockenbetriebs ist das Sprühwassersystem (1) abgeschaltet und es wird keine Energie für die Pumpen benötigt. Die zu kühlende Flüssigkeit (3) fließt erst durch die Rippenrohrschlange (4) und dann durch die Glattrohrschlange (5). Das modulierende (3-Wege)Flussregelventil (2) bleibt vollständig offen, um sicherzustellen, dass beide Rohrschlangen die vollständige Flüssigkeitsmenge in Serie erhalten, um ist die maximale Wärmeübertragungsfläche zu nutzen.  Ein Axiallüfter (6) saugt die Umgebungsluft (7) über das Rohrbündel an und die Wärme wird von der Flüssigkeit im Rohrbündel abgegeben. In dieser Betriebsart wird kein Wasser verbraucht und Schwaden sind komplett beseitigt. HXI-Kühltürme können wirtschaftlich für Trockenkugelumschaltpunkte von 10° C bis 15° C oder höher ausgewählt werden, je nach spezifischen Anforderungen des Projekts. Wenn das Gerät längere Zeit im Trockenmodus betrieben wird, wird das Entleeren des Kaltwasserbeckens empfohlen, da dann kein Frostschutz und keine Wasserbehandlung nötig sind.

Adiabate Kühlung

Im adiabaten Betrieb lässt das (3-Wege)Regelventil  (1) die zu kühlende Flüssigkeit (2) allein durch die Rippenrohrschlange (3) fließen und die Glattrohrschlange (4) wird vollständig passiert. Eine geringe Menge Umlaufsprühwasser (6), das die Glattrohrschlange und das Füllkörperpaket (5)befeuchtet, dient zur Sättigung und der adiabatischen Vorkühlung der ankommenden Außenluft (7), die von einem Axiallüfter (8) über die Rippenrohrschlange geblasen wird. Bei den meisten Klimabedingungen kann die Umgebungsluft noch viel Feuchtigkeit absorbieren (9). Daher führt die adiabate Kühlung der ankommenden Luft zu deutlich niedrigeren Lufttemperaturen, was wiederum die Zeiten der sensiblen (trockenen) Wärmeübertragung erheblich verlängert. Das restliche Sprühwasser wird in einer Wanne mit Gefälle (10) gesammelt und wieder in den Sprühkreislauf gepumpt. Im Vergleich zu konventionellen Verdunstungskühlern sind sichtbare Schwaden und der Wasserverbrauch signifikant reduziert, während gleichzeitig die niedrige Flüssigkeitsauslegungstemperatur beibehalten wird, die für die Maximierung der Systemeffizienz erforderlich ist.

Nass-/Trockenbetrieb

In dieser Betriebsart fließt die zu kühlende Flüssigkeit (1) erst durch die trockenen Rippenrohrschlange (2) und dann durch die Verdunstungs-Glattrohrschlange (3), wo die gekühlte Flüssigkeit das Gerät verlässt (9). Sprühwasser aus dem Kaltwasserbecken (10) wird in das Wasserverteilsystem (8) über der Glattrohrschlange gepumpt (11). Die Befeuchtung der Glattrohrschlange ermöglicht die Verdunstungskühlung. Das Sprühwasser fällt von der Glattrohrschlange über den Füllkörper (6) und verbessert dabei die Wärmeübertragung durch die Abkühlung des Sprühwassers. Luft wird sowohl über die Glattrohrschlange als auch über den Füllkörper gesaugt, wo sie mit Feuchtigkeit gesättigt wird und die Wärme aufnimmt. Die Luft ist jedoch noch kalt genug, um eine erhebliche Kühlung innerhalb der Rippenrohrschlange zu erreichen, die am Austritt über den Lüftern (4) eingebaut ist. Im Nass/Trockenbetrieb wird sowohl sensible als auch Verdunstungskühlung eingesetzt. Im Vergleich zu konventionellen Verdunstungsgeräten ist die Gefahr von Schwaden erheblich verringert und sogar bei Spitzenlast kann beträchtlich Wasser eingespart werden. Bei geringerer Wärmelast und/oder niedrigen Außentemperaturen wird der Anteil der Verdunstungskühlung und damit die Wassernutzung dadurch reduziert, dass der Durchfluss durch das Verdunstungsrohrbündel nach und nach verringert wird. Dies wird durch eine modulierende Flussregelventilanordnung (12) erreicht, die die Temperatur der Austrittsflüssigkeit regelt. Diese Regelungsanordnung stellt die maximale Nutzung sensibler Kühlung in der Rippenrohrschlange und eine minimale Nutzung von Verdunstungskühlung in der Glattrohrschlange sicher. Die Wärmeübertragungsmethode und die Durchflussregelung werden so angeordnet, dass eine maximale Wassereinsparung im Nass-/Trockenbetrieb erreicht wird.

Arbeitsprinzip -Geschlossenes Kühlystem - VFL

Typische Anwendungen sind:

  • Mittlere bis große Klima- und gewerbliche Anwendungen
  • Wassersparend
  • Schwadenverringerung

Hauptvorteile des HFL

  • Keine Schwaden
  • Hocheffizienter Wassereinsatz
  • Kostensparend

Hauptvorteile im Detail

Der HXI-Hybridkühler bietet die Wahl zwischen Verdunstungskühlung, adiabater Wärmeübertragung und Trockenkühlung. Dadurch wird die Entstehung von Schwaden signifikant verringert. Bei kalten Außentemperaturen, wenn die Gefahr der Schwadenbildung besonders hoch ist, läuft der HXI im Trockenbetrieb, so dass keine Schwaden entstehen können. Auch im Nassbetrieb wird die Schwadenbildung durch eine Vorkühlung der Prozessflüssigkeit in der trockenen Rippenrohrschlange, die fein regelbare Menge des Sprühwassers sowie durch die Erwärmung und Trocknung der Ausblasluft an der Rippenrohrschlange reduziert. Im Trockenbetrieb entstehen keine Schwaden.

Der HXI verfügt über eine patentierte Durchflussregelung mit einem 3-Wege-Ventil für die präzise Einstellung der Flüssigkeitsaustrittstemperatur. Er ist durch die Wahl zwischen trockenem, adiabatem und Nass/Trochenbetrieb flexibel an das Lastprofil und die Außenbedingungen anpassbar. Selbst unter Spitzenlast im Nass/Trockenbetrieb verbraucht er erheblich weniger Wasser als ein konventioneller Verdunstungsrückkühler, da die Prozessflüssigkeit bereits trocken vorgekühlt wird. In einigen Bereichen kann allein die Wassereinsparung das Gerät bereits in zwei Jahren bezahlt machen.

Die Rippenrohrschlange ermöglicht höhere Wassereintrittstemperaturen als bei traditionellen Kühltürmen mit geschlosenem Kühlkreislauf, da die ankommende Flüssigkeit dort trocken (vor)gekühlt wird. In diesem Teil des Prozeses findet weder wasserverbrauch noch Schwadenbildung statt.

Der Energieverbrauch des HXI ist aufgrund seiner hocheffizienten Axiallüfter mit niedriger kW-Leistung und einem Motorsystem mit mehreren Lüftern sehr niedrig. Im Trockenbetrieb entfällt jegliche Energie für die Pumpen. Die einzigartige Verdunstungskühlung PLUS mit ihrem kombinierten Wärmeübertragungssystem spart systemweit Energie. Auch der geringe Wasserverbrauch senkt die Betriebskosten, zudem damit auch sinkende Wasserbehandlungskosten einhergehen. Durch den Einsatz eines geschlossenen Kühlkreislaufs werden darüber hinaus Verunreinigungen im Prozess vermieden. Eine einfache Inspektion und Wartung führt nicht nur zu einer höheren Betriebssicherheit und längeren Lebensdauer, sondern spart Wartungskosten.

Der HXI-Kühlturm hat eine große Scharniertür, die einen bequemen Zugang zum internen Laufsteg im geräumigen Wartungskanal bietet, so dass er im Stehen gewartet und inspiziert werden kann. Durch die patentierte Mehrstrom-Technologie wird die Verdunstung direkt vom Rohrbündel verringert und so die Gefahr von Ablagerungen vermindert, da der parallele Fluss von Luft und Sprühwasser praktisch keine trockenen Stellen zulässt. Die Rohrbündel können während des Betriebs von außen und über die abnehmbaren Tropfenabscheidermodule, auch von innen inspiziert werden. Die patentierten BACross-Füllkörper-Stahlbleche verringern das Fouling und ermöglichen eine problemlose Inspektion ohne Zerlegen. Sie sind ebenso von innen wie über die abnehmbaren Lufteintritts-Schutzelemente von außen zugänglich. Optional sind BACross-Füllpakete für eine schnelle Reinigung und einfache Entfernung des Füllkörpers erhältlich. Die Schrägstellung der Füllkörper und das Gefälle des Kaltwasserbeckens führen zu einer kontinuierlichen Selbstreinigung durch das Herausspülen von Schmutz und Fremdkörpern. Der HXI verfügt über Antiturbulenzbauten mit einem abnehmbaren Saugsieb. Das Frischwasser und der Überlauf sind für die Inspektion und Reinigung einfach von außen zugänglich.

Das Motorsystem für das Mehrfachgebläse besteht aus einem unabhängigen Lüftermotor und jeweils einer Antriebsbaugruppe pro Lüfter mit einem Wartungskanalteil für den unabhängigen Lüfterbetrieb zur zusätzlichen Leistungskontrolle oder als Standby-Lüfter bei einem Lüfterausfall. Die Verwendung verschiedener korrosionsbeständiger Materialien, wie die einzigartige Baltibond-Hybridbeschichtung, garantiert eine lange Lebensdauer der HXI-Hybridkühltürme. Der einseitige Lufteintritt und Luftaustritt passt bei den meisten Aufstellungsverhältnissen. Das patentiertes Wärmübertragungssystem, bestehend aus Mehrstromtechnologie, Wärmetauscherschlange und Füllkörper, ist optimal für Anwendungen, bei denen eine Temperaturfeineinstellung notwendig ist sowie bei thermischen Herausforderungen. Die patentierte intelligente Durchflussregelung sorgt dafür, dass die Austrittstemperatur konstant bleibt und der Energie- und Wasserverbrauch so gering wie möglich ist.

Die einfache Renigung und Inspektion des HXI verringern die Hygienerisiken aufgrund von Bakterien und Biofilm im Inneren des HXI. Die kombinierten Lufteintritts-Schutzelemente blockieren das Sonnenlicht und verhindern so ein biologisches Wachstum im Turm. Sie filtern zudem die Luft und sorgen dafür, dass kein Wasser nach draußen spritzt. Der patentierte BACross-Füllkörper verringert Fouling und die von Eurovent zertifizierten Tropfenabscheider verhindern, dass Tröpfchen in die Luft gelangen.

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