KLIMATECHNIKPRODUKTE VON YORK ®
Rohrnetz und Wasserkreislauf
Auslegung des Kaltwassernetzes
Kaltwasserkreislauf
Anschluss des Flüssigkeitskühlers
an den Kühlwasserkreislauf
Um gleichmäßige Durchflussmengen in den einzelnen Verbrauchersträn-
gen zu gewährleisten, wird bei größeren Klimaanlagen empfohlen, die
Verbraucher in umgekehrter Reihenfolge an den Rücklauf anzuschließen
als im Vorlauf.
Leistungskurve Flk
Klimaanlagen sind im allgemeinen für Kaltwassertemperaturen von
5 °C bis 8 °C ausgelegt.
Victaulic oder
Flanschanschluss
Manometer
Einige Anlagen mit z.B. Kühldecken können bei höheren Temperaturen
bis 14 °C oder 15 °C betrieben werden.
Bei Kaltwasseraustrittstemperaturen unter 4 °C bis 6 °C muss Gly-
kol-Wasser-Gemisch (Sole) eingesetzt werden, um ein Gefrieren des
Wassers zu verhindern. Insbesondere bei Eisspeicher-Systemen, die
Wassertemperaturen bis unter -7 °C fordern, muss Sole eingesetzt
werden. Die Kühlleistung eines Flüssigkeitskühlers nimmt mit steigender
Kaltwasseraustrittstemperatur zu. Die Kaltwassertemperaturdifferenz
zwischen Ein- und Austritt ist in der Regel 5 °C bis 8 °C.
Verdampfer
Entlüftung
Betriebspunkt
4
Die Wasserdurchflussmenge ist von der Kaltwassertemperatur-
differenz abhängig und berechnet sich nach folgender Formel:
4
6
8
10
12
14
Kühlleistung (kW)
Wasserdurch-
fluss (l/s) = Dichte (kg/m 3 ) x spez. Wärme (k J/kg °C) x Temp.differenz (K)
Ausgehend von der Berechnung der Kühllast des Gebäudes können über
eine Sollwertverstellung in einem angemessenen Bereich Energie- und
Betriebskosten gespart werden. Investitionskosten lassen sich bei einer
abgestimmten Auslegung von Flüssigkeitskühlern, Klimageräten, Luft-
kanälen etc. reduzieren. Wichtig ist dabei die Bestimmung des optimalen
Betriebspunktes zwischen der Kaltwasseraustrittstemperatur des Flüssig-
keitskühlers und dem Klimagerät. Eine Temperaturerhöhung um 1K hat
eine Leistungssteigerung des Flüssigkeitskühlers von ca. 3 % zur Folge.
Die Kühlleistung der Klimageräte sinkt jedoch bei Anstieg der Temperatur
und erfordert größere Oberflächen der Wärmetauscher (mehr Rohrreihen
und/oder kleinerer Lamellenabstand). Wird die Kaltwasseraustrittstem-
peratur erhöht, kann unter Umständen ein kleinerer Flüssigkeitskühlertyp
gewählt werden. Die Investitionskosten für größere Klimageräte oder
Ventilatorkonvektoren sind gegenüber kleineren Flüssigkeitskühlertypen
vergleichsweise gering. Die Erhöhung der Kaltwasseraustrittstemperatur
hat eine Erhöhung der Wärmetauscher-Austrittstemperatur der Klima-
geräte und damit eine Verringerung der Temperaturdifferenz von Luftein-
und -austritt zur Folge. Der Luftvolumenstrom wird durch folgende
Formel bestimmt:
Die berechnete Wasserdurchflussmenge muss innerhalb der Grenzwerte
des Flüssigkeitskühlers liegen, die in den Tabellen „Einsatzgrenzen” für
jeden Flüssigkeitskühler oder für jede Wärmepumpe aufgeführt sind.
Eine geringe Temperaturdifferenz ergibt eine niedrige MITTLERE WAS-
SERTEMPERATUR, die im allgemeinen den Einsatz kleinerer Wärmetau-
scher in Klimageräten und Ventilatorkonvektoren etc. ermöglicht. Bei
einer hohen Wasserdurchflussmenge muss jedoch die Kaltwasserpumpe
größer dimensioniert werden, der Druckabfall im Flüssigkeitskühler er-
höht sich, höhere Betriebskosten sind die Folge.
Der Druckabfall ändert sich quadratisch mit der Durchflussmenge
und ist durch folgende Formel definiert:
dp2/dp1 = (m /m¹)
dp1 = Druckabfall in kPA im Endzustand
dp2 = Druckabfall in kPa im Ausgangszustand
m2 = Durchflussmenge in l/s im Endzustand
m1 = Durchflussmenge in l/s im Ausgangszustand
2
Luftvolumen
(m 3 /s) =
Die Wahl der optimalen Temperaturdifferenz ist immer ein Kompromiss
zwischen Anlagengröße und Betriebs- sowie Investitionskosten. Die Kalt-
wassertemperaturdifferenz liegt in der Regel zwischen 5 °C und 6 °C, und
eine niedrige Wasserdurchflussmenge führt im allgemeinen zu geringeren
Betriebs- und Investitionskosten. Eine Klimaanlage in Gebäuden besteht
aus einer Vielzahl von Komponenten wie Flüssigkeitskühler, Klimageräte,
Luftkanäle, Rohrleitungen, Regelkreis, Elektroinstallation etc..
Absperrventil mit
Druckanschluss
Schmutzfänger
6
8
Rohrreihen
Leistungskurve Wärmetauscher
Wasser- oder Verdampfungstemperatur Kältemittel
2
Strömungswächter
Anschluss
Entleerung
Absperrventil
Kühllast (kW)
Um einen störungsfreien Betrieb der Kühlwasserpumpe beim Anlauf der
Anlage zu gewährleisten, sollte möglichst die gesamte Kühlwasserver-
rohrung unter dem Betriebsniveau des Kühlturmes liegen. Dadurch wird
ein Leerlaufen der Kühlwasserleitungen in die Kühlturmwanne verhindert.
Werden mehrere Kühltürme in einem gemeinsamen Kühlwasserkreis
eingesetzt, sind zwischen den Kühlturmwannen Ausgleichsleitungen zu
installieren, um das Kühlwasser in allen Kühltürmen auf gleichem Niveau
zu halten. Wenn mehr als ein Wassereintritt in den Kühlturm notwendig
ist, sind Drosselventile einzubauen, um den Durchfluss zwischen den
Kreisläufen abzugleichen. Überprüfen Sie, ob der Druck der Sprühdüsen
und der Druck des Zusatzwassers nicht überschritten wird.
Mindestwasserinhalt im Kaltwassernetz
Im Kaltwassernetz ist ein Mindestwasserinhalt erforderlich, um bei gerin-
ger Kälteabnahme im unteren Teillastbereich einen störungsfreien Betrieb
des Flüssigkeitskühlers aufrechtzuhalten. Der Wasserinhalt sollte ausrei-
chend sein, um die Mindestlaufzeit (5 min.) der Aggregate zu gewähr-
leisten. Damit werden bei geringen Lastzuständen ständiges Schalten der
Aggregate und unnötiger Verschleiß vermieden. Der Mindestinhalt des
Kaltwassernetzes wird durch folgende Formel bestimmt:
Volumen (L) =
V = (N x 60 x Z)
4.18 x dt
V = Wasserinhalt im Primärkreislauf (Liter)
N = Kälteleistung der Grundlaststufe (kW)
Z = Mindestlaufzeit (Minimum: 5 min)
dt = Temperaturspreizung in Grundlaststufe (ca. 2 K)
KÜHLWASSERANSCHLUSS
Victaulic oder
Flanschanschluss
Manometer
Strömungswächter
oder nach folgender Faustformel:
Anschluss Entleerung
Absperrventil
Entlüftung
V = 35,8 x S x Q
S = Kleinste Leistungsstufe (in der Regel = 0,25)
Q = Gesamtleistung bei Auslegungsbedingungen (kW).
Absperrventil mit
Druckanschluss
Schmutzfänger
Dichte (kg/m 3 ) x spez. Wärme (kJ/kg °C) x Temp.differenz (K)
Auslegung von Pumpen
Eine geringere Temperaturdifferenz wird den Luftvolumenstrom erhöhen,
die Kosten für größere Luftkanäle und Installation werden steigen. Aus
diesem Grund ist es wichtig, den Einfluss aller Komponenten der Klima-
anlage zu berücksichtigen.
Pumpen sollten eine flache Kennlinie haben und ihr Betriebspunkt im
Auslegungszustand links vom maximalen Wirkungsgrad auf der Kenn-
linie liegen. Dadurch kann der reale Betriebspunkt, in Abhängigkeit der
Anlagenkurve, noch vom Auslegungszustand abweichen, ein sicherer
Pumpenbetrieb ohne überhöhte Födermenge oder reduzierte Förderhöhe
wird gewährleistet.
Niedrigere Zulufttemperaturen verringern sowohl die Größe der Luftkanä-
le als auch der Klimageräte; um negative Auswirkungen auf die Personen
in den Gebäuden zu vermeiden, können spezielle Zuluftauslässe mit
Diffusorwirkung eingesetzt werden.
Zur Optimierung der Investition und der Anlagenfunktion müssen alle
Anlagenkomponenten berücksichtigt werden.
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