comprex® - Die mechanische Reinigung mit Luft und Wasser

comprex® als Alternative zur chemischen Reinigung von Kühlkreisläufen

Welche Arten von Kühlkreisläufen gibt es?

In der Industrie gibt es heute noch viele offene Kühlkreisläufe. Dabei dienen Nasskühltürme zur Wärmeübertragung (Bild 1). Das zu kühlende Wasser steht mit der entgegen strömenden Luft in direktem Kontakt. Dabei verdunstet ein Teil des Wassers und muss folglich im Kreislauf ersetzt werden. Kommt hierzu kein vollentsalztes Wasser zum Einsatz, reichert sich das im Kreislauf geführte Wasser mit Wasserinhaltsstoffen, meistens Salzen an (Eindickung). Es ist dann notwendig, ab einem bestimmten Salzgehalt das Wasser auszutauschen, zu entsalzen. Im Gegensatz zu den Nasskühltürmen ermöglichen Trockenkühltürme geschlossene Kühlkreisläufe ohne Wasserverdunstung und ohne die damit verbundenen Probleme, allerdings mit verringertem Wirkungsgrad.

Bild 1: Prinzip von Nasskühlturm (links) und Trockenkühlturm (rechts)

Offene Kühltürme verhalten sich wie Luftwäscher. Sie reichern das Kühlwasser mit Staub, Pollen und anderen Stoffen an. Diese sind Nährstoffe für Mikroorganismen. Die eingetragenen Partikel führen zusammen mit Biofilm zur Querschnittsverengungen in Rohrleitungen und sonstigen Bauteilen des Kühlsystems. Die Wirksamkeit der Anlage sinkt. Maßnahmen sind erforderlich. Hierbei handelt es sich grundsätzlich um zwei Maßnahmen: die Wasserbehandlung und die Reinigung der Anlage.

Moderne Kühltürme sind oft Kombinationen aus beiden Systemen nach Bild 1. Der eine Kühlkreislauf ist geschlossen, der andere ist offen. Bild 2 zeigt einen solchen Kühlturm mit beiden Systemen. Das Wasser des geschlossenen Kühlkreislaufs läuft vorteilhaft über Wärmeübertrager im offenen Kühlturm. Das Wasser im offenen Verdunstungskühlkreislauf hingegen benötigt eine mechanische und chemische Behandlung.

Hersteller von Verdunstungskühlanlagen unterscheiden 3 Kühlturmbauformen mit entsprechendem näherungsweisem Anteil an Wasser- und Luftkühlung:

Kühlturmart

Wasserkühlung

Luftkühlung durch Ventilatoren

Nasskühlturm

Hybridkühlturm

Adiabatischer Kühlturm

90 %

50 %

10 %

50 %

90 %

Bild 2: Moderner Kühlturm mit Wasserbehandlung und Verdunstungskreislauf

Die Wasserbehandlung von Kühlkreisläufen und ihre Grenzen

Die Wasserbehandlung im geschlossenen Kühlkreislauf hängt von den Rahmenbedingungen wie Werkstoffen, Betriebstemperatur und Wasserbeschaffenheit ab. So können bei Bauteilen aus niedriglegierten Stählen in Kombination mit Kunststoffleitungen und Schläuchen infolge der Sauerstoffpermeation Korrosionsinhibitoren erforderlich sein.

Im Verdunstungskreislauf nach Bild 2 kommt als Frischwasser häufig kein entsalztes Wasser zum Einsatz. Die Wasserbehandlung besteht aus Filtration, Abflutungsregelung, Dosierung von Inhibitoren und Bioziden. Sie dient dazu, das Wasser in diesem Kreislauf zu konditionieren, um die Produktionswärme allzeit möglichst gleichmäßig aus dem System abzuführen. Darüber hinaus ist aber auch sicherzustellen, dass Emissionen aus dem Nasskühlturm nicht schädlich sind. Kritisch können dabei aufgrund idealer Temperaturen für Legionellen-Wachstum mikrobielle Kontaminationen sein.

Trotz Wasserbehandlung zeigt sich immer wieder, dass Ablagerungen in den Kühlkreisläufen entstehen. Im Gegensatz zur Reinigung mit Chemikalien bietet die intensive mechanische Reinigung mit comprex® viele Vorteile:

geringer Wasserbedarf bei intensiver Reinigung
geringe Mengen an Abwasser
einfache Abwasseraufbereitung, beispielsweise durch Sedimentation und Filtration
einfache Entsorgung, keine Zusatzstoffe
Kreislaufführung des aufbereiteten Wassers zur Reinigung möglich
Werkstoffschonend
Geringe Stillstandszeiten
Reinigung teilweise während des Betriebs möglich
comprex® als Dienstleistung oder stationäre prozessintegrierte Technik verfügbar

Wann ist die comprex® Reinigung empfehlenswert?

Als Indikator für Absalzung und schließlich zur Comprex-Reinigung dient die Temperaturdifferenz an Anzeigen vor und nach den Wärmeübertragern und Kühltürmen (Delta-T-Temperaturanzeigen). Bestimmte Grenzwerte für die eingesetzten Biozide sollen sicherstellen, dass keine gefährlichen mikrobiellen Kontaminationen und schließlich Emissionen entstehen. Indikatoren, entsprechende Sensoren und Messgeräte richten sich nach den zum Einsatz kommenden Chemikalien für Inhibitoren und Biozide. Für die Bewertung von Rohrleitungen und Anlagenteile eignen sich hydraulische Kennkurven. Die dafür benötigten Daten für Druck und Durchfluss stammen von entsprechenden Sensoren.

Welche Regeln gelten für den Betreiber von Kühlkreisläufen?

Abschließend sei noch ein Blick auf den regulatorischen Hintergrund gegeben. Die Weltklimakonferenz 2015 in Paris legte das 1,5°C Ziel bis 2050 fest. Zum Erreichen können viele kleine Maßnahmen beitragen. Dazu gehört der optimale Betrieb von Kühlkreisläufen. Im selben Jahr 2015 erschien VDI 2047-2 mit dem Titel „Sicherstellung des hygienegerechten Betriebs von Verdunstungskühlanlagen“. Seit 2016 gilt bezüglich Wirtschaftlichkeit und CO₂-Fußabdruck von Verdunstungskühlkreisläufen VDMA 24659. Darüber hinaus will das 42. BImSchV seit 2017 wissen, wo überall in Deutschland solche Systeme in Produktionsbetrieben im Einsatz sind: https://kavka.bund.de/

Was ist für die Zukunft zu erwarten?

Da in vielen industriellen Kühlkreisläufen offene Kühltürme stehen und die Anforderungen an das bestehende Regelwerk erfüllt sein müssen, sind entsprechende Maßnahmen zur Instandhaltung unabdingbar. Jahreszeitliche und witterungsbedingte Einflüsse wirken ganzjährig auf das System.

Trotz optimaler Wasserbehandlung kommt irgendwann der Moment, an dem eine mechanische Systemreinigung ansteht. Mit comprex® sind diese Arbeiten gezielt, effizient und zuverlässig durchführbar. Systemgrößenunabhängig, Branchenunabhängig. Überall dort wo 42.BImSchV erfasste Kühlkreisläufe im Betrieb sind.