Verdunstungskühler
Wie funktioniert ein Verdunstungskühler
Bei der Verdunstung von Wasser wird Wasser gasförmig. Diese Aggregatsänderung entzieht der Umbebungsluft Energie in Form von Wärme. Wird der Luft Wäre entzogen, entsteht oder bleibt Kält übrig.
Um aber Wasser dazu zu bringen, schnell zu verdunsten, gibt es verschieden Möglichkeiten, auf die wir im folgenden näher eingehen. Die wirtschaftliste und hygienischte Art Verdunstungskälte zu erzeugen ist die Wasserzerstäbung mittels Hochdruckpumpe und Feinstnebeldüsen. Das Wasser wird durch den Zerstäubungsdruck von bis zu 100 bar in so kleine Tröpfchen zerteilt ( < 10µm), dass eine sofortige Verdunstung, also das verdampfen ohne Wäremzufuhr sofort stattfindet.
Da das Wasser nicht an Verdunstungsmatten oder sonstigen Oberflächen verdampft, ist Bakterienwuchs mit diesem Verfahren völlig ausgeschlossen.
Wie ist eine Hochdruck-Verdunsungskühler aufgebaut
Zur Verdunstungskühlung werden Industrie-Hochleistungspumpen für den Dauerbetrieb eingesetzt.
Die Düsenleitung kann in unterschiedlichsten Materialien geliefert werden. Für eine starre Verrohrung empfehlen wir unsere Edelstahlleitungen mit passenden Edelstahlfittingen. Für eine komplett flexible Installation unterscheiden wir zwischen PVC-Schlauch mit Steckfittingen bis 60 bar oder Nylonschlauch mit Schneidringverschraubungen mit einer Druckbeständigkeit bis 160 bar.
Für eine ordnungsgemäße Funktion der Anlage empfehlen wir eine Wasseraufbereitung in Form eines Vollentsalzers durch entweder Ionenaustausch oder einer Umkehrosmoseanlage.
Eine Steuerung der Anlage erfolgt wahlweise über einen Nockenschalter am Gerät, einem potenzialfreien Kontakt oder einer Fernbedienung.
Die Montage der Leitungen erfolgt mittels Schlauchschellen, die Sie ebenfalls in unserem Sortiment finden.
Wieviel Leistung hat ein Verdunstungskühler
Bei der Verdunstung von Wasser wird Wärme benötigt. Das Wasser holt sich diese Wärmeenergie aus der Umgebungsluft. Somit entsteht Kälte, die Sie direkt auf Ihrer Haut oder Produkten messen bzw. spüren können. Die menschliche Haut signalisiert dies sofort mit Gänsehaut, weil die plötzliche Abkühlung so enorm ist, dass der Körper sich vor Kälte schützen möchte.
Wird 1 Liter Wasser verdunstet, entzieht er der Umgebungsluft 630 Watt Wärme. Interessant wird es bei z. B. der Verdunstung von 50 Liter, bei der 32 kW Kälte entsteht.
Vorteile der Verdunstungskühler
- Sehr wirtschaftliche Kühlung. Auch für den Außenbereich, Rückkühler, Räume und Hallen
- Pro zerstäubtem Liter Wasser werden nur ~15 Watt pro Stunde benötigt
- Je höher die Lufttemperatur, desto mehr Wasser kann verdunstet werden
- Absolut hygienisch, da kein stehendes Wasser, kein Umlaufwasser, Keimreduktion durch Hochdruck
- Kompakte und langlebige Technik mit sehr geringem Wartungsaufwand
- Flexible Kühlmöglichkeit, da der Schlauch bzw. die Düsen sehr leicht verändert und erweitert werden können
Einsatzbereiche für Verdunstungskühler
- Kühlung in Hallen, Fertigung und Lagerstätten
- Kühlung in Klimaanlagen für die Zuluft und Abluft mit Kälterückgewinnung
- Kühlung der Ansaugluft von Rückkühlern und Wärmetauschern
- Kühlung im Außenbereich, Restaurant, Wartebereichen, Freizeitparks, Terrassen
- Kühlung in der Tierhaltung und Tierzucht, Ferkel, Hühner, usw.
Arten der Verdunstungskühlung
Die häufigste und kostengünstigste Methode Luft zu kühlen ist der klassische Kieselverdunster. Hierbei wird Leitungswasser über einen grobporigen Verdunstungskörper geleitet. Ein Ventilator bläst die Umgebungsluft durch den mit Wasser getränkten Verdunstungskörper und kühlt somit über die Verdunstung die Luft ab.
Vorteile wären die preisgünstigen Geräte in verschiedenen Größen. Die Nachteile sind jedoch erheblich, da dieses Verdunstungsverfahren durch das Umlaufwasser, welches immer im Kreislauf gepumpt wird, die Luft auch auswäscht. Viren und Bakterien sammelt sich im warmen Wasserbad an und vermehren sich. Der Luftstrom trägt die biologische Belastung dann permanent in den Raum ein. Wir zudem noch Leitungswasser eingesetzt, verschlammt der Umlauf-Verdunstungskühler. Kalk und Mineralien bleiben im Gerät, bzw. auf der Verdunstermatte zurück und bilden einen Nährboden für alle unerwünschten Bakterien und Viren.
Ventilatoren mit einer Niederdruckbesprühung sind bezüglich ihrer Leistung zu vernachlässigen, bzw. reicht der Zerstäubungsdruck nicht aus, um Aerosole herzustellen. Dieser schwebefähige Nebel, der sofort verdunstet, wird erst ab ca. 40 bar erzeugt. Alles darunter sind zu grobe Tropfen und lassen sich maximal im Freien verwenden.
Das Verfahren mit Ventilator gibt es ebenfalls mit einer Ultraschallzerstäubung. Die Tröpfchen sind sehr fein und die Abkühlung effektiv. Leider ist die Leistung sehr gering. Zudem ist die Hygiene, wie bei allen Nass- Verdunstern die stehenden Wasser in einem offenen Tank bevorraten, sehr problematisch.
Bei der Hochdruckzerstäubung wird kein Umlaufwasser verwendet. Auch das zu zerstäubte Wasser kommt nicht mit der Umgebungsluft in Kontakt, womit keine Keime in das System eindringen können, die sich dann vermehren. Bei der Hochdruckverdunstung mittels 60 bar werden die Bakterien, die aus Eiweißen bestehen, wie in einem Autoklaven zerstört. Das zerstäubte Wasser hat nach der Düse eine höhere biologische Reinheit als das Trinkwasser.
Die Verdunstung ist sehr gleichmäßig und liegt bei unter 12 µm Tröpfchengröße. Somit eignet sich das Verfahren ideal auch für Kühlanwendungen in geschlossenen Räumen. Die Verwendung einer Wasseraufbereitung sorgt dafür, dass die Düsen nicht verkalken, bzw. Sie keinen Kalkeintrag in Ihren Räumen haben. Hierfür bieten wir unterschiedlichste Systeme an. Eine UV-Entkeimung empfehlen wir zudem, um die maximale Sicherheit einhalten zu können.
Wann ist der Einsatz von Verdunstungskühlern sinnvoll und wann nicht
In sehr warmen Produktionsstätten mit inneren Lasten ist der Einsatz von Verdunstungskühlern optimal und es kann mit Absenkungen von < 15°C gerechnet werden. Durch die hohen Temperaturen sinkt die relative Luftfeuchte im Raum oder Bereichen, so dass viel Wasser in die Luft verdüst werden kann. Wichtig dabei ist aber auch, dass der warme Wasserdamp, der die Wäreenergie aufgenommen hat, auch wieder aus dem Raum abgeführt wird. Passiert das nicht, kann schnell ein feuchtes Klima entstehen und die Verdunstungskühler werden wirkungslos.
Im Aussenbereich oder bei der Abluftkühlung spielt das keine Rolle. Hier kann bis an den Taupunkt aufbefeuchtet werden.
