Geschlossene Kühlwasserkreisläufe stellen besondere Anforderungen an die Wasseraufbereitung. Definiert sind sie in der vielleicht nur wenig bekannten BTGA-Regel 3.003 des Bundesindustrieverbands Technische Gebäudeausrüstung e. V.
Aus den Augen, aus dem Sinn – geschlossene Wasserkreisläufe können dazu verleiten, buchstäblich einfach alles laufen zu lassen. Denn anders als in offenen Kühlkreisläufen gelten hier weniger strenge Hygieneanforderungen. Spätestens in der Praxis zeigt sich jedoch häufig, dass das der falsche Ansatz ist. Denn wird insbesondere in geschlossenen Kühlsystemen die Wasserqualität vernachlässigt, läuft dort im schlimmsten Fall irgendwann gar nichts mehr, zum Beispiel weil aufwendige Reparaturarbeiten erforderlich werden.
Geschlossene Kühlsysteme sind vor allem durch die Wärmeabgabe an die Umgebungsluft über Wärmetauscher gekennzeichnet. Sie kommen unter anderem in den folgenden Bereichen zum Einsatz:
- Kühl- und Klimatechnik in Gebäuden
- Industrielle Kühlanlagen zum Beispiel in der Lebensmittelindustrie und für die Kühlung von Produktionshallen
- Werkzeugkühlung und Abkühlung von Kühl-Schmierstoff-Emulsionen
Einer Umfrage der Leuphana Universität Lüneburg und des Steinbeis-Innovationszentrums energieplus zufolge mussten sich 76 Prozent der Betreiberinnen und Betreiber hydraulischer Systeme schon einmal mit dem Thema Korrosion beschäftigen. Der Grund für die Korrosionsanfälligkeit von Kühlsystemen sind nicht selten Planungs- und Montagefehler. Viele dieser Anlagen haben technologisch bedingt besonders kleine Rohrdurchmesser. Darüber hinaus werden sie bei Inbetriebnahme oft nicht mit adäquat aufbereitetem Wasser befüllt. Ablagerungen und Ausfällungen führen dann schnell zu Störungen im Kühlbetrieb. So können beispielsweise Kapillarmatten in Kühldecken verstopfen oder Stellventile blockieren.
Kommt es zu Schäden an den Leitungen oder der gesamten Anlage, können für Betreiberinnen und Betreiber hohe Kosten entstehen – nicht nur im Zusammenhang mit den erforderlichen Reparaturen, sondern möglicherweise auch, weil Produktionsprozesse gestoppt werden müssen. Sind diese auf eine nicht dem Stand der Technik entsprechende Installation zurückzuführen, können TGA-Fachplanerinnen und -Fachplanern und Installateuren Regressforderungen drohen.
Kühlwasser fachgerecht aufbereiten nach BTGA-Regel 3.003
Den technischen Rahmen für die normgerechte Wasseraufbereitung für geschlossene Kühlsysteme definiert die BTGA-Regel 3.003. Analog zur VDI 2035 für die
Heiztechnik beschreibt die BTGA-Regel Normen und Grenzwerte für die Wasserqualität in Kühlsystemen. In der Praxis wird die VDI 2035 häufig auch für die Wasseraufbereitung in Kühlsystemen zugrunde gelegt. Sie definiert allerdings nur einige der für Kühlkreisläufe entscheidenden Parameter. So reagiert beispielsweise kaltes Wasser anders als heißes Wasser auf das Leitungsmaterial und biochemische Einflüsse. Da das Kühlwasser bei geschlossenen Systemen im Gegensatz zu offenen Kühlanlagen – oder Verdunstungskühlanlagen – und halboffenen Kühlsystemen zudem keinen Kontakt zur Umgebungsluft hat, spielt der Sauerstoffeintrag hier eine untergeordnete Rolle, sollte aber nicht vernachlässigt werden. Wichtig für den Korrosionsschutz ist auch die Kontrolle des pH-Werts. Bei nicht vermeidbarem Sauerstoffeintrag sollte ein Korrosionsschutzmittel verwendet werden. Ebenso ist eine bedarfsgerechte Bioziddosierung zulässig. Hier verweisen wir auf unsere Chemikalien zur Wasseraufbereitung, speziell die Hydrex™-Produkte der Serien 1000, 2000 und 7000.
Die wichtigsten Daten der BTGA-Regel 3.003 im Überblick:
- Richtiges Füllwasser: entsalzt oder mindestens teilentsalzt < 250 μS/cm
- Enthärtetes Wasser möglichst vermeiden
- Chloride immer < 60 mg/l oder besser < 15 mg/l
- pH-Wert (ohne AI): Füll- und Ergänzungswasser: 7,5 bis 9,5; Umlaufwasser: 8,5 bis 9,5
- pH-Wert (mit AI): Füll- und Ergänzungswasser: 7,5 bis 8,5; Umlaufwasser: 8,2 bis 8,5
Da das Kühlprinzip bei geschlossenen Systemen nicht auf Verdunstung basiert, kommen die Regelungen der VDI 2047 hier nicht zur Anwendung. Wichtig für die passende Wasseraufbereitung ist hingegen das Anwendungsgebiet. Kann es, etwa bei der Werkzeugkühlung, zu Verunreinigungen kommen, empfiehlt sich eine spezielle Filtration, zum Beispiel mit einer manuellen oder automatischen Scheibenfiltration.
Effiziente Lösungen für die richtige Wasseraufbereitung in geschlossenen Kühlsystemen
Im Fokus der Kühlwasseraufbereitung für geschlossene Kühlsysteme steht die Verhinderung von Korrosion mittels Enthärtung beziehungsweise Entsalzung sowie Chemikalienzugabe. Veolia Water Technologies verfügt hier über ein umfangreiches Produktportfolio, das sich passgenau auf die jeweiligen Anforderungen zuschneiden lässt.
Kreislaufwasseraufbereitung im Teilstromverfahren
Um die Wasserqualität in geschlossenen Systemen gemäß BTGA-Regel 3.003 zu gewährleisten, sollte das Kreislaufwasser kontinuierlich im Teilstromverfahren aufbereitet werden. Die BerkeSELECT-Anlagen der neuen IQ-Baureihe können zur Befüllung, Nachspeisung und Kreislaufwasseraufbereitung eingesetzt werden. Durch den Einsatz wechselbarer Aufbereitungsbeutel – zum Beispiel zur Entsalzung und Filtration – ermöglicht das System eine flexible Anpassung an die Anforderungen des Kühlsystems. BerkeSELECT-Anlagen sind standardmäßig an die cloudbasierte Serviceplattform HUBGRADE angebunden. Sie ersetzt das Anlagenbuch durch eine digitale Aufzeichnung der relevanten Parameter und ermöglicht dadurch das kontinuierliche Monitoring. Somit hält man mit der BerkeSELECT die Vorgaben der BTGA 3.003 zuverlässig ein und verhindert damit Korrosion.
BerkeSELECT – Vorteile auf einen Blick:
- Erhöhte Betriebssicherheit und minimierte Reparaturkosten durch Schutz vor Korrosionsschäden
- Einsparung von Energiekosten und verbesserter Wirkungsgrad durch Vermeidung von Steinbildung
- Flexible Anpassung an neue Wasserqualitätsanforderungen
- Wartungsarm und langlebig durch robuste und hochwertige Bauweise
- Keine Betriebsunterbrechung durch Nachrüstung im Bypass ohne Austausch des Kreislaufwassers
- Digitales Anlagenbuch und Fernüberwachung durch optionale drahtlose Datenübertragung
- Analoge und digitale Ausgänge zur Einbindung in die Gebäudeleittechnik
Sieb- und Tiefenfiltration
Je nach Anwendung kann es im laufenden Betrieb zu Verunreinigungen des Kühlwassers kommen. Reicht die normale Filtration mit einer BerkeSELECT-Anlage nicht aus, um die Verunreinigungen aus dem Kühlwasserkreislauf zu entfernen, empfiehlt sich der Einsatz eines Berkal™ Scheibenfiltersystems. Die kompakten Berkal™ Filtersysteme verfügen über hohe Durchfluss- und Rückhaltekapazitäten und kombinieren Siebfiltration und Tiefenfiltration, um hohe Schmutzentfernungsraten zu gewährleisten. Möglich sind Filtrationsgrade von 20 bis 400 μm. Die Rückspülung erfolgt luftunterstützt. Der Spülwasserverbrauch beträgt dabei nur 0,5 Prozent der Filtratkapazität. Das System verfügt über korrosionsbeständige Polypropylen-Rohrleitungen. Weitere Vorteile: niedrige Betriebskosten und minimaler Wartungsaufwand. Verbrauchsmaterialien sind nicht erforderlich.
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