Der Kühler arbeitet nach dem Kältekreislauf. Der Kompressor verdichtet das Kältemittel und erhöht so dessen Temperatur und Druck. Das heiße und unter hohem Druck stehende Kältemittelgas tritt anschließend in den luftgekühlten Kondensator ein, wo es Wärme an die Umgebungsluft abgibt und zu einer Flüssigkeit kondensiert. Das flüssige Kältemittel durchströmt das Expansionsventil, wodurch Druck und Temperatur sinken, und gelangt dann in den Verdampfer. Im Verdampfer entzieht das Kältemittel der Glykol-Wasser-Lösung Wärme und kühlt diese ab. Die abgekühlte Glykol-Wasser-Lösung wird dann zu den Seifenformen gepumpt, um die während des Seifenverfestigungsprozesses entstehende Wärme aufzunehmen.
Merkmale und Vorteile eines luftgekühlten Glykolkühlers für Seifenformen
Frostschutz: Durch die Zugabe von Glykol zum Wasser wird ein Einfrieren verhindert. So kann der Kühler auch bei niedrigen Temperaturen ohne Vereisungsgefahr der Rohrleitungen betrieben werden. Dies ist entscheidend für eine stabile Kühlung in Seifenformensystemen.
Einfache Installation: Im Gegensatz zu wassergekühlten Kühlern benötigen luftgekühlte Glykolkühler keinen Kühlturm und die dazugehörigen Wasserkreislaufsysteme. Dadurch sind sie einfach zu installieren und zu transportieren und eignen sich besonders für Standorte mit begrenzten Wasserressourcen oder beengten Platzverhältnissen.
Breiter Temperaturregelbereich: Der Temperaturregelbereich liegt in der Regel zwischen +5 °C und +35 °C und deckt somit die unterschiedlichen Kühlanforderungen von Seifenformen in verschiedenen Produktionsprozessen ab.
Mehrfacher Schutz: Ausgestattet mit Kompressor-, Hoch- und Niederspannungs- sowie Pumpenüberlastschutz gewährleisten der Kühler einen sicheren und stabilen Betrieb und verlängern seine Lebensdauer.
Die Wahl der richtigen Größe eines industriellen, luftgekühlten Glykolkühlers hängt von der Berechnung der Gesamtwärmelast und deren Abstimmung auf die Kühlleistung des Kühlers ab. Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung:
1. Grundprinzip: Kühlleistung an Wärmelast anpassen
Entscheidend ist, die vom Kühler abzuführende Wärmemenge (Wärmelast in kW oder RT) zu berechnen und einen Kühler mit einer Kühlleistung ≥ diesem Wert auszuwählen (plus 10–20 % Sicherheitszuschlag).
2. Gesamtwärmelast berechnen (3 Schlüsselfaktoren)
Wärme aus der Seifenherstellung: Die Hauptwärmequelle ist die exotherme Reaktion während der Seifenverfestigung. Schätzung über:
Wärmelast (kW) = Masse der Seife pro Charge (kg) × Spezifische Wärmekapazität der Seife (≈2,1 kJ/kg·°C) × Erforderlicher Temperaturabfall (°C) ÷ Kühlzeit (Sekunden).
Beispiel: 100 kg Seife, Abkühlung von 60 °C auf 30 °C in 1 Stunde → (100 × 2,1 × 30) ÷ 3600 = 1,75 kW.
Wärme aus Form und Umgebung: Hinzu kommt die Wärme des Formmaterials (z. B. hat Stahl eine höhere Wärmekapazität als Aluminium), die Umgebungstemperatur (heiße Werkstätten erhöhen die Wärmelast) und die Wärmezufuhr durch Rohrleitungen/Pumpen (ca. 5–10 % der Grundlast).
Produktionsgeschwindigkeit: Bei kontinuierlicher Chargenproduktion (z. B. 2 Chargen/Stunde) multiplizieren Sie die Wärmelast einer einzelnen Charge mit der Chargenfrequenz.
3. Umrechnung in Kühlleistung des Kältemittels
Einheit der Kühlleistung: 1 RT (Kältetonne) = 3,517 kW; 1 kW = 860 kcal/h.
Planen Sie eine Sicherheitsmarge von 10–20 % ein, um unvorhergesehene Wärmeverluste (z. B. durch mangelhafte Isolierung oder Produktionsspitzen) zu berücksichtigen und eine Überlastung des Kältemaschinenaggregats zu vermeiden.
Beispiel: Berechnete Gesamtwärmelast = 10 kW → Wählen Sie eine Kältemaschine mit einer Kühlleistung von 11–12 kW (3,1–3,4 RT).
4. Weitere Dimensionierungsprüfungen
Glykollösung-Durchflussrate: Stellen Sie sicher, dass die eingebaute Pumpe der Kältemaschine ausreichend Durchfluss (l/min) liefert, um alle Formen zu durchströmen. Formen mit engen Kanälen benötigen einen höheren Durchfluss für eine effiziente Wärmeübertragung.
Temperaturregelbereich: Prüfen Sie, ob die Kältemaschine den gewünschten Sollwert erreichen kann (die Kühlung von Seifenformen erfordert typischerweise 10–25 °C; wählen Sie eine Kältemaschine, die für diesen Bereich ausgelegt ist).
Umgebungsbedingungen: Luftgekühlte Kältemaschinen nutzen die Umgebungsluft zur Wärmeabfuhr. Bei Installation in Hochtemperaturbereichen (≥ 35 °C) gleicht eine Dimensionierung um 5–10 % den Effizienzverlust aus.
