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Ein Kühlsystem auswählen

Umluftkühlsysteme, Rückkühler, Wassertauschsysteme... es gibt so viele verschiedene Kühltechnologien, dass die Auswahl eine schwierige Aufgabe sein kann. In dieser einfachen schrittweisen Anleitung erklären wir die verschiedenen Arten von Kühlsystemen, die erhältlich sind, und zeigen Ihnen, wie Sie das richtige Produkt für Ihre Anwendung auswählen.

Als Erstes müssen Sie sich überlegen, ob Sie eine präzise Temperaturkontrolle brauchen oder ob Sie auf Temperaturen unterhalb der Umgebungs- (Luft-)Temperatur abkühlen müssen. Wenn Sie beide Fragen mit "Nein" beantwortet haben, dann brauchen Sie ein Kühlsystem, das ganz einfach Massenwärme entfernt. Die kostengünstigste Lösung ist ein Umluftkühlsystem.

Umluftkühlsysteme

Ein Umluftkühlsystem ist das einfachste und wirtschaftlichste Kühlsystem. Es besteht aus einem Wärmetauscher, Lüfter, Pumpe und Behälter in einer kompakten Verpackung. Die Pumpe leitet die Flüssigkeit in Ihr System und zurück durch den Wärmetauscher, und der Lüfter bläst Umluft durch den Wärmetauscher, um die Flüssigkeit abzukühlen.

Es gibt keinen Schaltkreis für die Temperaturkontrolle, so dass ein Umluftkühlsystem keine voreingestellte Temperatur einhält. Da die Umluft für Kühlung sorgt, bildet die Lufttemperatur die untere Grenze für die Austrittstemperatur der Flüssigkeit.

Ambient cooling system schematic

Abb. 1 - Schematische Darstellung eines Umluftkühlsystems

Obwohl sie so einfach aussehen, werden Umluftkühlsysteme für Höchstkapazitätsansprüche gebaut. Das umfassende Verständnis des Kühlsystemherstellers für die Leistung von Wärmetauschern ermöglicht es, die Durchflussmenge der Flüssigkeit und die Luftstromgeschwindigkeit perfekt aufeinander abzustimmen, um dem System die höchstmögliche Kühlkapazität abzugewinnen. Die Rohrleitungen sind für höchste Zuverlässigkeit gebaut und die Komponenten werden sorgfältig ausgewählt, um Probleme mit galvanischer Korrosion zu vermeiden. Ein serienmäßiges Umluftkühlsystem ist extrem einfach zu benutzen - schließen Sie einfach die Flüssigkeitszu- und Ablaufanschlüssstücke an Ihr Gerät an, füllen Sie den Tank und schalten Sie es ein!

Was aber, wenn Sie die Temperatur kontrollieren müssen oder unterhalb der Raumtemperatur kühlen müssen? Rückkühler und Wassertauschsysteme sind zwei gute Alternativen.

Rückkühler

Rückkühler ermöglichen eine präzise Temperaturkontrolle (innerhalb 0,1°C) und Kühlung unterhalb der Raumtemperatur. Sie sind leise, für zahlreiche verschiedene Kühlkapazitäten geeignet und mit vielen verschiedenen Optionen und Zusatzfunktionen erhältlich. Rückkühler sind kompakt, leise und einfach zu installieren.

Rückkühler verwenden ein Kühlmittel zum Kühlen. Sie funktionieren so ähnlich wie Ihr Kühlschrank zu Hause, außer dass sie Wasser statt Luft kühlen. Der Wasserkreislauf des Kühlprozesses besteht aus einem Verdampfer, einem Behälter und einer Pumpe. Das Wasser wird durch das Kühlmittel gekühlt, wenn es durch den Verdampfer läuft. Auf der anderen Seite des Verdampfers verdampft das Kühlmittel, um das Wasser zu kühlen, geht anschließend durch einen Kompressor und Kondensator und gibt die Wärme an die Umgebungsluft ab.

Abb. 2 - Schematische Darstellung eines Rückkühlers

Abb. 2 - Schematische Darstellung eines Rückkühlers

Bei hoher Verlustleistung können Kühlgeräte das Raumklimaanlagensystem überlasten, da sie die überschüssige Wärme in die Umgebung entlassen. Eine Möglichkeit besteht darin, einen Kühler mit flüssiggekühltem Kondensator zu verwenden. In diesem Fall wird das Kühlmittel mit Betriebswasser (Zentralklimaanlage, Stadtwasser etc.) anstatt mit Luft gekühlt. Dadurch läuft das Kühlgerät leiser und Probleme durch das Aufwärmen des Raums werden vermieden.

Eine andere Möglichkeit bei hohen Verlustleistungen ist ein Wassertauschsystem.

Wassertauschsysteme (LCS)

Ein Wassertauschsystem kühlt auf Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur ab und bietet eine mit Rückkühlern vergleichbare Temperaturstabilität. Anstatt die überschüssige Wärme an den Raum abzugeben, überträgt es diese über einen Plattenwärmetauscher an gekühltes Betriebswasser.

Der Kreislauf auf der Prozessseite ist vollständig vom Betriebswasser isoliert, so dass Ihr Gerät vor Schwankungen der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit beim Betriebswasser sowie vor eventuellen Schadstoffen geschützt ist. Da das Betriebswasser für die Kühlung sorgt, bildet die Betriebswassertemperatur die untere Grenze für die Austrittstemperatur der Flüssigkeit.

Abb. 3 - Schematische Darstellung eines Wassertauschsystems

Abb. 3 - Schematische Darstellung eines Wassertauschsystems

Wassertauschsysteme werden gerne für Anwendungen mit hoher Verlustleistung verwendet, weil sie kompakt gebaut sind (ca. 1/3 der Größe eines kühlmittelbasierten Kühlgeräts bei vergleichbarer Kapazität). Da sie keinen Kompressor haben, laufen sie außerdem sehr ruhig und energiesparend.

Rückkühler oder Wassertauschsystem?

Für geringe Verlustleistungen sind Rückkühler normalerweise die einfachste Lösung, weil sie einfach zu installieren sind. Bei hohen Verlustleistungen sind die Wassertauschsysteme kostengünstiger. Sie können allerdings nur in Umgebungen eingesetzt werden, in denen gekühltes Betriebswasser verfügbar ist. Die Tatsache, dass sie an das Betriebswasser angeschlossen werden müssen, macht sie nicht für alle Standorte geeignet und schränkt auch die Mobilität dieser Systeme ein.

Wenn Sie hohe Verlustleistungen haben und die Wärme an das Betriebswasser ableiten müssen, hängt die Wahl zwischen einem Wassertauschsystem und einem Rückkühler mit wassergekühltem Kondensator von Ihrer Solltemperatur ab. Ist diese höher als Ihre maximale Betriebswassertemperatur, so ist ein Wassertausch^system kostengünstiger. Wenn sie jedoch auf eine Temperatur abkühlen müssen, die in etwa der Betriebswassertemperatur entspricht oder niedriger als diese ist, dann werden Sie ein kühlmittelbasiertes Kühlgerät mit einem wassergekühlten Kondensator brauchen.

Fazit

Letztendlich hängt die Auswahl des Systems von der nötigen Kühlkapazität, der Temperaturstabilität, der Solltemperatur und der Verfügbarkeit von Betriebswasser als Kühlwasser ab. Wenn Sie weitere Hilfe bei der Auswahl des geeigneten Kühlsystems brauchen, kann Sie das interaktive Auswahltool für Kühlsysteme von Lytron durch die verschiedenen Optionen führen, die bei der Auswahl des Systems eine Rolle spielen. Anhand von Eingaben wie Ihrer Verlustleistung und der erforderlichen Strömungsgeschwindigkeit wird Ihnen das Tool ein geeignetes Produkt empfehlen.