Rückkühlsysteme für die Klimatisierung von Anlagen und Maschinen
Geregeltes Chillen zur effizienten Wärmeabfuhr
Zur Klimatisierung temperaturempfindlicher Anlagenbereiche empfiehlt sich die Installation von Rückkühlsystemen, um eine effiziente Wärmeabfuhr aus Maschinen, Bearbeitungszentren, Serverschränken oder medizintechnischen Apparaturen zu erreichen. Weil die Wirksamkeit entscheidend von der Auslegung der auch Chiller genannten Rückkühler abhängt, entwickeln Klimatisierungsexperten wie Seifert Systems kundenspezifische Lösungen mit bedarfsgerechten Kühlkapazitäten und darauf abgestimmten Kühlmitteln.
Bild: Seifert Systems GmbHIm Industriebetrieb lässt sich eine zuverlässige, den konkreten Klimatisierungsanforderungen angepasste Wärmeabfuhr ohne präzise Flüssigkeitskühlung kaum mehr bewerkstelligen. Die Einsatzfelder für Rückkühlsysteme reichen von Kältesätzen für einzelne Werkzeugmaschinen und Laser bis zur Klimatisierung ganzer Maschinenstrecken und Anlagenbereiche. Dies verlangt variable Lösungen, die in Kühlkapazität, Leitungslängen und Pumpenleistung auf die spezifischen Erfordernisse zugeschnitten sind. Insbesondere Rückkühlanlagen für die Maschinen- und Prozesskühlung müssen oft hohe Kälteleistungen erbringen, um die Temperatur am Produktionsstandort konstant zu halten. Abhängig von der Umgebungstemperatur kann die Kühlung des Kühlmittels entweder passiv oder durch Einsatz eines mittels Kompressor erzeugten Kältekreislaufs aktiv erfolgen. Entscheidenden Einfluss auf die Wahl des geeigneten Rückkühlsystems hat auch das zu kühlende Flüssigmedium, für das neben den gängigen wasser- oder ölbasierten Liquiden auch andere Kühlmittel infrage kommen.
Bild: Seifert Systems GmbHMit Luft und Wasser gekühlt
Besonders energieeffizient, betriebskostensparend und mit geringem Konstruktionsaufwand lassen sich Rückkühlsysteme einrichten, die die benötigte Kühlleistung ohne gesonderten Kältekreislauf erbringen. Unter der Voraussetzung, dass zwischen der Kühlflüssigkeit und dem zur Rückkühlung genutzten Medium - Wasser oder Luft - ein ausreichendes Temperaturgefälle von mindestens 5°C besteht, kann der Wärmeaustausch auf natürlichem Weg erfolgen. In solchen Fällen gibt das Kühlmittel die Wärme an die Umgebungsluft ab oder wird durch angeschlossenes Kaltwasser hinreichend abgekühlt. Bei luftgekühlten Systemen sorgen Ventilatoren am Luft-Wasser-Wärmetauscher für die Abkühlung der Kühlflüssigkeit. Für eine präzise Temperaturkontrolle lassen sich die Geräte mit geschwindigkeitsgeregelten Lüftern oder elektrisch gesteuertem Durchflussregler ausstatten.
Kältetechnische Varianten
Als geräuscharme Alternative bei vorhandenem Kaltwasserzugang eignen sich flüssigkeitsgekühlte Chiller, die in der Regel über einen zentralen Kühlwasserkreislauf verfügen. Bei hohem Verschmutzungsgrad lassen sich die Systeme um einen geschlossenen Zweitkreislauf erweitern, um das verunreinigte Wasser vom Rückkühler zu isolieren. Werden unterschiedliche Kühltemperaturen benötigt, empfiehlt sich der Einsatz einer Mischanlage, die das Kaltwasser durch geregelte Vermengung mit dem warmen Rückfluss auf die erforderliche Gradzahl temperiert. Bei Umgebungstemperaturen oberhalb der benötigten Kühltemperatur muss das Medium im Kühlkreislauf aktiv heruntertemperiert werden. Hierzu bieten sich Rückkühler mit Kompressionskältemaschine an. Diese Systeme verfügen über einen vom Kompressor angetriebenen Kältekreislauf sowie einen luft- oder wassergekühlten Verflüssiger zur Wärmeabgabe.
Bild: Seifert Systems GmbHBedarfsgerechte Geräteadaptionen
Für die bedarfsgerechte Ausstattung seiner Chiller mit Kühlleistungen zwischen 4,5kW und 160kW bietet Seifert System ein breites Spektrum an Optionen. Es beinhaltet u.a. die sensorgestützte Temperaturkontrolle von Hotspots an Maschinen und Anlagenteilen, eine Drehzahlregelung zur kontinuierlichen Regelung von Druck und Durchlauf des Kühlmittels sowie nach Kundenspezifikationen dimensionierte Gehäuse, die sich in bestehende Schaltschranksysteme einfügen. Darüber hinaus entwickelt und fertigt Seifert komplexe Lösungen mit mehreren Kühlkreisläufen, Durchflussregelventilen, Anzeigen und Sensoren für die Klimatisierung von Maschinengruppen und Produktionsbereichen. Neben einer systemeigenen Fehlerüberwachung stattet Seifert die Chiller optional auch mit elektronischer Temperaturkontrolle oder einem Heißgas-Bypass für ein verschleißarmes Temperaturmanagement aus. Standardisierte Kommunikationsschnittstellen für RS-485, Modbus, IO-Link oder Ethernet sorgen für eine unkomplizierte Netzwerkeinbindung.
Auf das Kühlmittel abgestimmt
Da als Kühlmittel außer herkömmlichem Wasser viele weitere Medien Verwendung finden, sollten die Flüssigkeits-Wärmetauscher der Chiller in Materialbeschaffenheit und Komponentenauswahl auf die spezifischen Eigenschaften der eingesetzten Flüssigkeit abgestimmt sein. Während Wasser-Glykol-Mischungen zum Kühlen von Spindeln oder zur Schaltschrankkühlung mit Luft-Wasser-Wärmetauschern keine speziellen Anforderungen stellen, müssen beim Einsatz von deionisiertem Wasser aufgrund der Korrosionsneigung die wasserführenden Leitungen aus Edelstahl gefertigt sein. Für einen kontinuierlich hohen Reinheitsgrad dieses vor allem zur Kühlung elektrischer Komponenten genutzten Kühlmittels lässt sich das Rückkühlsystem mit einem Ionenaustauscher ausstatten. Bei Emulsionen auf Wasserbasis, die vorwiegend der Kühlung des Kühlwassers in Fräs- und Schleifmaschinen dienen, hängt der Einbauort des Chillers von der prozessbedingten Verunreinigung des Kühlmittels ab. Wird die Reinheit des Mediums beeinträchtigt, sollte der Chiller nicht separat von der Maschine, sondern maschinennah direkt am Filtrationsgerät installiert werden. Zum Kühlen von Hydraulikölen eingesetzte Medien auf Ölbasis verfügen über eine vergleichsweise geringere Wärmekapazität. Rückkühler müssen daher entsprechend größer dimensioniert und die Pumpen auf die Viskosität und Dichte des Mediums abgestimmt sein.
Kompakte Kühllösungen
Mi den Baureihen RC-2000 (Luftkühlung) und RWC-2100 (Wasserkühlung) bietet Seifert kompakte Lösungen zur Klimatisierung von Anlagenbereichen, Maschinen und Schaltschrankaggregaten. Bei Umgebungstemperaturen zwischen +10°C und +45°C erbringen die Geräte Kühlleistungen von 4kW bis 8kW. Die regelbaren, nach CE und RoHS zertifizierten Chiller verfügen über interne und externe Temperatursensoren und gewährleisten eine hohe Temperaturgenauigkeit von ±0,1°C. Ein Heißgas-Bypass verbessert die Genauigkeit der Temperaturregelung, ohne den Kompressor durch übermäßig häufiges An- und Ausschalten zu belasten. Das Kühlmedium wird mit einer Durchflussmenge von 32l/min durch den Kühlkreislauf gepumpt. Ein Trockenlaufschutz und Druckbegrenzungsventile zum System- und Pumpenschutz bürgen für Funktionssicherheit. Zur Netzwerkanbindung sind diese Chiller Serien mit RS-485- und Modbus-Schnittstellen ausgerüstet.
Zur Klimatisierung temperaturempfindlicher Anlagenbereiche empfiehlt sich die Installation von Rückkühlsystemen, um eine effiziente Wärmeabfuhr aus Maschinen, Bearbeitungszentren, Serverschränken oder medizintechnischen Apparaturen zu erreichen. Weil die Wirksamkeit entscheidend von der Auslegung der auch Chiller genannten Rückkühler abhängt, entwickeln Klimatisierungsexperten wie Seifert Systems kundenspezifische Lösungen mit bedarfsgerechten Kühlkapazitäten und darauf abgestimmten Kühlmitteln.
Bild: Seifert Systems GmbHIm Industriebetrieb lässt sich eine zuverlässige, den konkreten Klimatisierungsanforderungen angepasste Wärmeabfuhr ohne präzise Flüssigkeitskühlung kaum mehr bewerkstelligen. Die Einsatzfelder für Rückkühlsysteme reichen von Kältesätzen für einzelne Werkzeugmaschinen und Laser bis zur Klimatisierung ganzer Maschinenstrecken und Anlagenbereiche. Dies verlangt variable Lösungen, die in Kühlkapazität, Leitungslängen und Pumpenleistung auf die spezifischen Erfordernisse zugeschnitten sind. Insbesondere Rückkühlanlagen für die Maschinen- und Prozesskühlung müssen oft hohe Kälteleistungen erbringen, um die Temperatur am Produktionsstandort konstant zu halten. Abhängig von der Umgebungstemperatur kann die Kühlung des Kühlmittels entweder passiv oder durch Einsatz eines mittels Kompressor erzeugten Kältekreislaufs aktiv erfolgen. Entscheidenden Einfluss auf die Wahl des geeigneten Rückkühlsystems hat auch das zu kühlende Flüssigmedium, für das neben den gängigen wasser- oder ölbasierten Liquiden auch andere Kühlmittel infrage kommen.
Seifert Systems GmbH
Dieser Artikel erschien in SCHALTSCHRANKBAU 6 2018 - 09.10.18.Für weitere Artikel besuchen Sie www.schaltschrankbau-magazin.de
