Kühl-/Klimawasser

Je nach Kühlsystembedingungen und Werkstoffen, Roh-wasserzusammensetzung, atmosphärischen Bedingungen und Abwassergesetzgebung können zur Frischwasser-aufbereitung verschiedene Verfahren eingesetzt werden.
Dazu zählt die klassische Enthärtung nach dem Ionenaustauschverfahren ebenso wie die Entsalzung durch Entcarbonisierung oder Umkehrosmose. Außerdem kann durch entsprechende Dosierung mit unterschiedlichen Wirkstoffen biologisches Wachstum, Steinbildung und Korrosion vermieden werden.

Offene Kühlsysteme
In offenen Kühlsystemen wird Wasser dadurch abgekühlt, dass ein Teil davon durch intensiven Kontakt mit Luft zur Verdunstung gebracht wird. Um die Temperatur des Kreislaufwassers um 1 °C zu senken, muss dem Wasser so viel Energie entzogen werden, wie zur Verdampfung von 0,2% des Kreislaufstromes aufgebracht werden muß.
Dies führt zu einer Eindickung des Kreislaufwassers und gleichzeitig, abhängig von der Bauart des Kühlturmes und insbesondere von der Art der Belüftung, auch zu einer Zerstäubung einer bestimmten Wassermenge.
Diese Verdunstungs- und Zerstäubungsverluste müssen durch Zusatz von frischem Wasser ersetzt werden.

Geschlossene Kühlsysteme
Sie bestehen aus einem vollständig geschlossenem System für den Wasserumlauf und einem Kühler oder Wärme-austauscher, der kühlt oder die Wärme abführt. Eine Anlage gilt dann als "geschlossen", wenn keine offene Verdampfung zur Kühlung benutzt wird und der Wasserverlust weniger als 5% der Umwälzrate beträgt.
Auch bei den geschlossenen Kühlsystemen müssen die durch den Betrieb entstehenden Wasserverluste durch Zusatz von Frischwasser ausgeglichen werden.
Allerdings wird der Wasseraufbereitung bei diesen Systemen geringere Bedeutung beigemessen.

Potentielle Betriebsprobleme
Verdunstungs- und Zerstäubungsverluste müssen durch den Zusatz von frischem Wasser ersetzt werden. Das Zusatz-wasser ist üblicherweise kein chemisch reines Wasser, sondern enthält die verschiedensten Verunreinigungen (z. B. Härtebildner) in gelöster und ungelöster Form. Dadurch entstehen Ablagerungen in Kühlwassersystemen, die sehr unterschiedlicher Natur sein können. Die auftretenden Schwierigkeiten lassen sich in drei Gebiete einordnen :

Korrosionen
Bei wasserseitig bedingten Korrosionsvorgängen handelt es sich vorwiegend um elektrochemische Prozesse, bei denen die folgenden Faktoren einen entscheidenden Einfluß ausüben :

pH-Wert Gehalt an gelösten Gasen, wie z.B. CO2 und O2 Menge gelöster Ionen, vor allem Chloride und Sulfate Feststoffanteile organischer und anorganischer Natur.

Korrosionsvorgänge können flächendeckend auf der gesamten Werkstoffoberfläche auftreten (Flächenabtrag) oder punktuell als Lochfraß. Lochfraß tritt in der Regel in Verbindung mit sog. Belüftungselementen (hervorgerufen durch Feststoffpartikel), einem starken Anionengehalt und mikrobiologischem Wachstum auf.

Steinbildung und Feststoffablagerungen
Aufgrund ständig wechselnder Bedingungen kommt es in Kühlkreisläufen zwangsläufig zu Störungen des Kalk-Kohlensäure-Gleichgewichts und in diesem Zusammenhang insbesondere zu Ausscheidungen der sog. Härtebildner wie Calciumcarbonat (CaCO3) und Kalziumsulfat (CaSO4). Diese sind neben Silikaten im wesentlichen für die Steinbildung in wasserführenden Systemen verantwortlich. Die Folge sind Wärmeverluste an Wärmeübertragungs-flächen, Betriebsstörungen durch fortschreitendes Zuwachsen wasserführender Systemteile bis hin zur Funktionsuntüchtigkeit der Anlage.

Entstehung von biologischem Wachstum
Innerhalb des Kühlsystems können sich Algen, Bakterien, Pilze und Schleimbildner bilden und ablagern. Ihr Wachstum wird durch anorganische Salze und Spurenelemente gefördert und durch Wärme, Sauerstoff und Lichteinwirkung noch verstärkt. Biologischer Bewuchs führt zu Wärme-übertragungsverlusten und Korrosionsvorgängen innerhalb des Kühlsystems.

Wasseraufbereitungsverfahren
Kühlkreisläufe erfordern spezielle Maßnahmen zur Wasser-behandlung des Zusatzwassers, um Betriebsstörungen durch Steinbildung, Korrosion und biologische Vorgänge zu verhindern.

 

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