Optimierte Rückkühlung von Kältemaschinen
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Im Zuge der stark angestiegenen Kältemittelpreise, wird sich die Entwicklung der Anlagentechnik in Zukunft immer mehr auf die Anwendung von kompakten Kältemaschinen konzentrieren. Können diese jedoch nicht im Außenbereich, aufgrund von z.B. höheren Schallemissionen, aufgestellt werden, bleibt nur eine Innenaufstellung in Kombination mit einem angepassten Glykolrückkühler, um die Verflüssigerwärme nach Außen abzuführen.
Prinzipiell reduziert sich die Kälteleistung um etwa 1-2 %/K bei steigender Eintrittstemperatur des Wasser/Glykolgemischs in den Verflüssiger der Kältemaschine. Ungefähr im selben Maße steigt die elektrische Leistungsaufnahme der Kältemaschine, so dass der EER mit ansteigender Rückkühlertemperatur immer weiter absinkt (siehe Grafik 1).
Eine gebräuchliche Methode zur Rückkühlung von wassergekühlten Kältemaschinen besteht in der Verwendung von Trockenkühlern. Bei dieser Bauart wird zur Abfuhr der Wärme des Verflüssigers lediglich die Umgebungsluft verwendet. Diese erwärmt sich beim Durchströmen des Rückkühlerwärmetauschers und kühlt dabei das warme Wasser-Glykolgemisch ab. Mit einer zusätzlichen Wasserzerstäubung vor den Registern können derartige Rückkühler durch die adiabate Abkühlung der Umgebungsluft höhere Leistungen und vor allem tiefere Austrittstemperaturen erreichen.
Beim Vergleich der Investitionskosten für die Rückkühlung mit trockener und adiabater Funktionsweise, wird deutlich, dass mit steigender Auslegungstemperatur die spezifischen Kosten je kW immer günstiger werden. Je weiter man sich dabei von der maximalen, zur Auslegung herangezogenen Umgebungstemperatur entfernt, umso geringer wird dieser Effekt (siehe Grafik 2).
Fazit: Die günstigsten Betriebskosten bei vergleichsweise geringen Investitionskosten ergeben sich mit adiabat besprühten Rückkühlern im Auslegungstemperaturbereich von 34-36 °C Rückkühleraustrittstemperatur. Trockenkühler sind wegen dem Wegfall von aufbereitetem Wasser in den Betriebskosten kaum teurer, jedoch hinsichtlich Investitionskosten merklich kostenintensiver.
