Ganze Wirtschaftszweige rund um den Globus haben mit der Herausforderung von verschmutztem Wasser aufgrund unzureichender Filterung zu kämpfen. Unbehandeltes Wasser kann das gesamte Equipment einer Prozessanlage beeinträchtigen und stellt bei Systemprozessen mit Wasser zudem eine der größten Herausforderungen für jede einzelne Komponenten dar – so auch für Wärmetauscher.
Bewuchs: ein bedeutendes Problem
In den allermeisten Fällen enthält die Flüssigkeit, die durch einen Wärmetauscher fließt, Spuren von Schmutz, Öl, Fett, Chemikalien oder biologischen Rückständen. Dies kann zur Ansammlung von Ablagerungen an der Wärmeübertragungsfläche führen und somit den Wärmeübertragungskoeffizienten verringern. Mandar Rajwade, Business Engineer bei SWEP in Indien mit Schwerpunkt auf den südasiatischen Markt, kennt dieses Problem nur zu gut. „Die Herausforderung besteht darin, Verkrustungen und Betriebsstörungen aufgrund von Bewuchs zu verhindern.“ Bewuchs und Verkrustungen können das jeweilige Equipment beschädigen und Verstopfungen verursachen. Im Umkehrschluss heißt das: gesteigerte Wartungskosten und geringere Leistungsfähigkeit. Bewuchs kann die Wärmeeffizienz des Wärmetauschers beeinträchtigen und die Eigenschaften des Druckabfalls verändern.
Traditionell bevorzugt der indische Markt Plattenwärmetauscher mit Kunststoffdichtungen, da diese Geräte zur Reinigung mühelos demontiert werden können. „Hierzulande sind insbesondere Geräte mit einem offenen Kühlturmkreislauf oder Systeme mit Zusatzwasser sehr beliebt“, erklärt Mandar Rajwade. „Im Laufe der Zeit hat es sich in den Köpfen der Menschen fest verankert, dass gelötete Plattenwärmetauscher hier einfach nicht funktionieren.“
Die Antwort: selbstreinigende BPHEs
Im Gegensatz zu herkömmlichen Wärmetauschern können BPHEs nicht demontiert werden, da die einzelnen Platten miteinander verlötet sind. Wie können diese Geräte also in einem Gebiet verwendet werden, in dem unbehandeltes Wasser regelmäßig gereinigt werden muss? Die Antwort lautet „selbstreinigend“. Hochturbulente Strömungen verhindern Bewuchs und Verkrustungen. Diese Strömungen sorgen dafür, dass die Partikel in der jeweiligen Flüssigkeit weiterhin in Suspension bleiben; sprich: sie verhindern, dass die Partikel sich an den Oberflächen absetzen und Bewuchs entstehen kann.
Eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit in dem Wärmetauscher ist ebenfalls von großer Bedeutung. Dieser Punkt hängt vor allen Dingen mit dem Muster der Platten zusammen. BPHEs von SWEP verfügen über ein spezielles Muster in den Bereichen rundum die Anschlüsse, damit eine ordentlich verteilte Strömung gewährleistet werden kann. Andere Wärmetauscher verfügen oftmals über Bereiche, die aufgrund einer geringen Strömungsgeschwindigkeit sehr anfällig für Bewuchs sind – darunter die Bereiche rund um Dichtungen –, wodurch eine laminare Strömung entstehen kann. Der Bewuchs würde genau hier beginnen und sich auf die Wärmeübertragungsfläche ausbreiten. BPHEs von SWEP erfordern keinerlei Reinigung – trotz mangelhafter Wasserqualität.
Wenn es hart auf hart kommt, hilft nur eins: CIP
Unter schwierigen Bedingungen, beispielsweise bei Anwendungen mit sehr warmem Wasser, Wasser mit hohem Partikelgehalt, hartem Wasser oder Wasser mit hohem PH-Wert, besteht selbst bei einem BPHE die Gefahr von Bewuchs oder Verkrustung. Unter solchen Umständen kann die Reinigung des Geräts durchaus empfehlenswert sein, entweder als vorbeugende Maßnahme oder um schlichtweg die Effizienz des Geräts aufrecht zu halten. Ab sofort gibt es jedoch auch hierfür eine einfache Lösung – ganz ohne Demontagearbeiten.
Cleaning in Place (CIP) ist eine bewährte Methode zur Reinigung der Innenflächen geschlossener Systeme durch die Zirkulation einer chemischen Flüssigkeit. Dabei lösen die Chemikalien Ablagerungen an dem Equipment, beispielsweise an Rohren, Behältern und Filtern, mitunter vollständig auf. BPHEs von SWEP können mit individualisierten CIP-Anschlüssen für einen noch müheloseren, schnelleren und preiswerteren Reinigungsvorgang ausgestattet werden. Da ein BPHE zur Reinigung nicht demontiert werden muss, können Systementwickler mit höherer Energieeffizienz und geringeren Kosten für Wartungsarbeiten und Stillstandzeiten rechnen.
Cristopia Energy Systems – immer an erster Stelle
Cristopia Energy Systems (I) Pvt. Ltd. ist eine Specialist Engineering Group mit Sitz in Indien und entwickelt Lösungen zur Kühlung, Heizung und Energieverwaltung in großem wie in kleinem Maßstab. Das Unternehmen hat sich insbesondere als Indiens führender Anbieter kostensparender Energiesysteme einen Namen gemacht. Kshama Jain, CEO von Cristopia, kennt ihren Markt aus dem Effeff. „Die Wasserqualität variiert von Anlage zu Anlage, selbst in ein und derselben Stadt. Deshalb müssen wir sehr vorsichtig vorgehen, wenn wir Systeme mit BPHEs entwerfen – vor allem, wenn hohe Temperaturen im Spiel sind.“
In dem Auftrag zur Erschaffung von Lösungen höchster Qualität, Effizienz und Zuverlässigkeit integriert Cristopia Energy Systems bereits seit einigen Jahren BPHEs in seine Wärmepumpen und Kühlaggregate. „SWEP arbeitet bereits seit langer Zeit mit Cristopia zusammen. Dabei ist Cristopia unser erster Kunde in Indien, der einen BPHE in Klimaanlagen einsetzt“, so Mandar Rajwade von SWEP. „Cristopia bestellt regelmäßig BPHEs von SWEP für Verdampfer von Kühlaggregaten in Klimaanlagen sowie für Wärmepumpen in industriellen Anwendungen. Wir unterstützen ihre Systeme mit ausgereifter und preiswerter Technologie.“
Zuverlässige Kühlung
Eines der Kühlaggregate von Cristopia, der Kriscool Mini, ist ein einzigartiges Klimaanlagensystem. Dank der Cristopias TES Technologie, die dem System die Speicherung von „Kühlenergie“ ermöglicht, bietet das Aggregat selbst im Falle von Stromausfällen oder sonstigen Störungen eine fortlaufende Kühlung. Hinzu kommt, dass es sogar Warmwasser ohne zusätzlichen Energieverbrauch und den damit verbundenen Kosten bereitstellen kann.
Damit der Kriscool Mini zu einem derart zuverlässigen System werden kann, muss er aus zuverlässigen Teilen bestehen. SWEP verfügt über ein Portfolio an höchst effizienten Verdampfern und Kondensatoren für R410A, R134a und R407C. „Der Kriscool Mini vereint sorgenfreies Design mit einwandfreier Funktion. Aufgrund der niedrigen Betriebstemperaturen der BPHE Verdampfer und der integrierten Spezialfiltersysteme verfügt dieses Modell nicht über CIP. Der Kriscool Mini ist jedoch auch mit einer Option für warmes Wasser erhältlich, bei der ein integriertes CIP-System die Effizienz aufrecht hält und Bewuchs verhindert", fügt Kshama Jain hinzu. Für Cristopia ist dies eine sehr zuverlässige und zugleich preiswerte Lösung, mit der in den eineinhalb Jahren seit der ersten Installation keinerlei Probleme mit Bewuchs aufgetreten sind.
Zuverlässig heizen
Mit ihrem speziell von Cristopia entwickelten Mikroprozessor kann die Wärmepumpe Kriscool für Warmwasser und/oder zum Beheizen eines Raumes verwendet werden. Das Gerät greift die Wärmeenergie aus der Umgebung mit geringer Temperatur auf und erzeugt somit das Warmwasser bzw. die Heizenergie. Die Folge: Stromkosten zur Erwärmung beispielsweise von Wasser in Hotels oder für Swimming-Pools können um bis zu 70 % gesenkt werden.
In der von hohen Temperaturen geprägten Arbeitsumgebung von Wärmepumpen ist die häufige Reinigung des BPHE oftmals als vorbeugende Maßnahme erforderlich. Das integrierte CIP-System löst dieses Problem. Dank der wirkungsvollen Zirkulation ungiftiger Flüssigkeiten werden die Oberflächen sauber gehalten und die Leistungsfähigkeit der Maschine bleibt erhalten. „Das CIP-System wurde vollständig von uns konstruiert und entwickelt. Mit seinem halbautomatischen Reinigungsprozess sorgt unser System für gleichbleibende Effizienz und verlängert gleichzeitig die Lebenserwartung der BPHEs“, erklärt Kshama Jain von Cristopia. „Der Betrieb wird manuell gestartet, der CIP-Prozess wird dann jedoch von einem Mikroprozessor übernommen.“ Das System wird dabei als integraler Bestandteil der Wärmepumpe installiert. „Die Tatsache, dass das Equipment nicht geöffnet werden muss, bietet zahlreiche Vorteile“, so Kshama Jain weiter. „Die Folgen sind sicheres Reinigen, niedrigere Betriebskosten, ein geringerer Bedarf an Ersatzteilen und weniger Arbeitszeit für Reinigungsarbeiten. Das CIP-System zahlt sich bereits nach sehr kurzer Zeit aus.“
Blick nach vorn
Ganze Wirtschaftszweige rund um den Globus werden auch in den kommenden Jahren noch mit der Herausforderung unbehandelten Wassers zu kämpfen haben. Genauso lange muss ihr Equipment vor dem Gebrauch von Wasser mit unzureichender Qualität geschützt werden. „Unser CIP-Design kümmert sich um dieses Problem“, sagt Kshama Jain von Cristopia. „Im Moment konzentrieren wir uns noch auf das Sammeln von Erfahrungen und werten hierfür Daten von all unseren Anlagen aus. Unser Plan ist es, den Betrieb von CIP weiter zu vereinfachen und ihn bis Jahresende vollautomatisch zu gestalten. Bisher sind wir mit unseren Ergebnissen sehr zufrieden. SWEP ist ein hervorragender Partner und hat uns stets zur Seite gestanden, wenn wir ihr Fachwissen gebraucht haben.“
