Freikühlung – ein Muss!
Energieeffizienz im Fokus
In Zeiten knapper und teurer Energie sollte jede Kälteanlage, die nicht ausschließlich tagsüber in
den Sommermonaten benötigt wird, mit Freikühlung installiert werden. Denn mittels Freikühlung kann man den Kühlbedarf decken, ohne für die Kühlung zahlen zu müssen.
Daher bieten Kaltwassererzeuger mit integrierter, gleitender Freikühlung ein Energieeinsparpotential von über 50 % gegenüber herkömmlichen Kältemaschinen.
Die Idee der freien Kühlung
Energie sparen bei höchster Effizienz – ein Anspruch, dem Kältemaschinen mit freier Kühlung gerecht werden.
Dabei nutzt das Freikühlsystems die niedrigen Außentemperaturen direkt zur Kühlung des Mediums. Das funktioniert, sobald die Außentemperatur 3 K niedriger als die Rücklauftemperatur des Kühlmediums ist.
Durch den Einsatz eines Freikühlplattenwärmetauschers, einer frequenzgeregelten Kühlwasserpumpe sowie der entsprechenden Regelung der Verdichter in Abhängigkeit der erreichbaren Freikühlleistung, ist eine Energieersparnis von bis zu 80 % möglich. Und das bereits ab 1 °C Außentemperatur.
Das Diagramm gibt einen ersten Überblick über die Reduzierung des Stromverbrauchs in Abhängigkeit von der Außentemperatur.
Betriebsarten der freien Kühlung
Sommerbetrieb (100 % mechanische Kühlung)
Im Fall der rein mechanischen Kühlung, wenn die Außentemperaturen zu hoch sind, um mit der Freikühlung zu beginnen, arbeitet der Kaltwassererzeuger mit mechanischer Verdichter-Kühlung. Das 3-Wege-Ventil zum Verflüssiger ist vollständig geöffnet und zum Freikühlplattenwärmetauscher vollständig geschlossen. Eine möglicherweise bereits notwendige Verflüssigungsdruckregelung wird mit dem eingebauten Frequenzumformer für die Kühlwasserpumpe erreicht. Beim 3-Wege-Ventil ist der Weg A-AB geöffnet. Der Rückkühler arbeitet in der Betriebsart Rückkühlung und der Sollwert liegt bei 40 °C.
Mischbetrieb (mechanische und Freikühlung)
Bereits wenn die Außentemperatur um 3 – 4 K niedriger als die Rücklauftemperatur ist, schaltet die Freikühlung zu. Das Gerät arbeitet im Übergangsbetrieb. Hierzu wird der Sollwert am externen Rückkühler von 40 °C auf 7 °C umgeschaltet. Die Kühlwasserpumpe arbeitet auf 100 %, um die volle Freikühlleistung zu nutzen. Um einen stabilen Betrieb der Verdichter zu gewährleisten, wird das 3-Wege-Ventil in Abhängigkeit des Verflüssigungsdrucks stetig geregelt.
Winterbetrieb (100 % Freikühlung)
Vollständige Kälteleistung über Freikühlung:
Erreicht die Außentemperatur ein Niveau, welches es erlaubt, die benötigte Kälteleistung vollständig über die Rückkühler zu erreichen, wird das 3-Wege-Ventil komplett zum Freikühlplattenwärmetauscher geöffnet, der Verdichterbetrieb wird gestoppt. Um bei sehr niedrigen Außentemperaturen die Vorlauftemperatur des Kaltwassererzeugers nicht zu niedrig werden zu lassen, wird bei Bedarf die Luftmenge am Rückkühler
über einen Drehzahlregler reguliert.
