Funktionsprinzip eines geschlossenen Kühlturms

Funktionsprinzip eines geschlossenen Kühlturms

Was ist ein geschlossener Kühlturm?

Geschlossene Kühltürme (geschlossener Kreislauf) werden eingesetzt, wenn das Prozessmedium sauber bleiben und nicht mit der Umgebungsluft in Kontakt kommen soll. Das Medium zirkuliert in einem metallischen Register (Wärmetauscher). Luftstrom und Sprühwasser entziehen dem Register Wärme, wodurch das Prozessmedium indirekt abgekühlt wird.

Ablauf (Schritt für Schritt)

1. Warmes Prozessmedium strömt durch die Registerrohre.
2. Ventilator fördert Luft über die Registeroberfläche.
3. Sprühwasserkreislauf: Umlaufwasser wird gepumpt und über Düsen auf das Register gesprüht.
4. Wärmeübertragung: Wärme gelangt vom Medium über die Rohrwand an Sprühwasser und Luft.
5. Abgekühltes Medium kehrt in den Prozess zurück; Sprühwasser fließt ins Becken zurück.

Verdunstung

Im geschlossenen Prozesskreislauf entstehen keine Verdunstungsverluste, da das Medium im Register eingeschlossen ist. Im Sprühwasserkreislauf tritt jedoch eine gewisse Verdunstung auf, die zur Wärmeabfuhr beiträgt.

Free Cooling / Trockenkühler-Betrieb

Bei niedrigen Außentemperaturen kann häufig ohne Sprühwasser im Luftbetrieb gefahren werden – ähnlich einem Trockenkühler. Diese Betriebsart wird als Free Cooling bezeichnet und kann den Energieverbrauch reduzieren.

Frostgefahr und Schutzmaßnahmen

Bei Stillstand im Winter kann das Medium im Register einfrieren und Schäden verursachen. Typische Gegenmaßnahmen sind:

• Register entleeren bei Stillstand.
• Umlauf bei geringer Fördermenge zur Vermeidung von Eisbildung.
• Glykol/Antifreeze zur Absenkung des Gefrierpunkts.
• Regelung (Ventilatorstufen, Bypass, Sollwerte) zur Frostvermeidung.

Energieverbrauch

Der elektrische Verbrauch wird hauptsächlich durch Ventilator und Sprühpumpe bestimmt. Eine optimierte Auslegung und Regelung kann den Betrieb abhängig von Klima, Lastprofil und gefordertem Approach verbessern.

Vorteile

• Sauberes Prozessmedium bleibt von der Umgebung getrennt.
• Geringeres Verschmutzungsrisiko im Prozesskreis.
• Free-Cooling-Potenzial in kühlen Perioden.
• Stabiler Betrieb mit geeigneter Regelung.

Zusammenfassung

Geschlossene Kühltürme kühlen Prozessmedien indirekt über ein Register mit Luft und Sprühwasser. Verdunstung findet im Sprühwasserkreislauf statt, nicht im Prozesskreis. Free Cooling kann im Winter Vorteile bringen; Frostschutzmaßnahmen sind für die Betriebssicherheit zentral.