Ein Kühlturm kann den Auslegungsdurchfluss und die Solltemperatur einhalten und trotzdem mehr Energie verbrauchen als nötig, die eigene warme Abluft wieder ansaugen oder jeden Wartungsstillstand erschweren. Häufig liegt die Ursache in einer Entscheidung, die zu Projektbeginn getroffen wird: die Position des Ventilators.
Bei einem Kühlturm mit Saugzug sitzt der Ventilator oben und saugt die Luft durch die Füllkörper. Bei einem Kühlturm mit Druckzug befindet er sich unten und drückt die Luft in den Turm hinein. Dieser Unterschied bestimmt Energieverbrauch, Rezirkulation, Geräuschentwicklung und die Zugänglichkeit der Mechanik während der gesamten Lebensdauer des Kühlturms.
Bei Torraval fertigen wir beide Bauarten seit mehr als 55 Jahren und wissen, dass keine von beiden grundsätzlich besser ist. Dieser Beitrag erklärt die Unterschiede und zeigt, wie Sie die passende Bauart für Ihren Prozess wählen. Eine vollständige Übersicht finden Sie in unserem Beitrag über Arten von Kühltürmen.
Was ist ein Kühlturm mit Saugzug
Ein Kühlturm mit Saugzug ist ein Kühlturm mit mechanischem Zug, bei dem der Ventilator, meist ein Axialventilator, oben am Luftaustritt installiert ist. Beim Drehen erzeugt er im Inneren des Turms einen Unterdruck, der die Außenluft ansaugt. Die Luft tritt über die seitlichen oder unteren Lufteintrittsöffnungen ein, strömt durch die Füllkörper, in denen das Wasser abgekühlt wird, und wird oben senkrecht ausgeblasen.
Bei dieser Bauart konzentrieren sich die spezifischen Bauteile im oberen Teil des Turms. Dort befinden sich der Ventilator und sein Antrieb, der aus Elektromotor, Getriebe und Antriebswelle bestehen kann. Unmittelbar vor dem Ventilator sitzt der Tropfenabscheider, der das vom Luftstrom mitgerissene Wasser zurückhält. Die übrigen Bauteile beschreiben wir in unserem Beitrag über Bestandteile und Materialien von Kühltürmen.
Saugzug im Gegenstrom und im Kreuzstrom
Ein Kühlturm mit Saugzug kann mit zwei Strömungsarten arbeiten:
- Gegenstrom: Die Luft strömt entgegen dem Wasser nach oben, das aus einem Sprühverteilsystem herabfällt.
- Kreuzstrom: Die Luft durchströmt die Füllkörper waagerecht, während das Wasser senkrecht herabfällt, meist per Schwerkraft aus oberen Verteilbecken verteilt.
Was ist ein Kühlturm mit Druckzug
Ein Kühlturm mit Druckzug ist ein Kühlturm mit mechanischem Zug, bei dem der Ventilator, axial oder radial, unten am Lufteintritt installiert ist. Er drückt die Luft in den Turm, führt sie aufwärts durch die Füllkörper und gibt sie oben ab. Da er trockene Eintrittsluft fördert, bleiben Ventilator und Antrieb außerhalb des warmen, feuchten Luftstroms.
Kühltürme mit Druckzug werden in der Regel im Gegenstrom ausgeführt. Mit Radialventilatoren können sie externen statischen Druck überwinden und daher in Innenräumen oder mit Ansaug- und Ausblaskanälen installiert werden. Torraval entwickelt Kühltürme mit Druckzug seit 1967 für Branchen wie die Stahlindustrie, die Papierindustrie und die Lebensmittelindustrie, wie wir in unserem Beitrag über Gebläsekühltürme erläutern.
Unterschied zwischen Saugzug und Druckzug
Der Unterschied zwischen Saugzug und Druckzug liegt in der Position des Ventilators. Beim Saugzug sitzt der Ventilator oben und saugt die warme, feuchte Luft ab. Beim Druckzug befindet er sich unten und drückt trockene Luft in die Füllkörper. Von dieser Position hängen der Energieverbrauch des Ventilators, das Rezirkulationsrisiko, die Geräuschentwicklung und die Zugänglichkeit der Mechanik ab.
| Kriterium | Saugzug | Druckzug |
|---|---|---|
| Position des Ventilators | Oben, am Luftaustritt | Unten, am Lufteintritt |
| Vom Ventilator geförderte Luft | Warme, gesättigte Luft | Trockene Eintrittsluft |
| Übliche Ventilatoren | Axialventilatoren | Axial- oder Radialventilatoren |
| Strömungsart | Gegenstrom oder Kreuzstrom | In der Regel Gegenstrom |
| Rezirkulationsrisiko | Geringer | Höher, wegen der geringeren Austrittsgeschwindigkeit |
| Energieverbrauch des Ventilators | In der Regel geringer | In der Regel höher, besonders mit Radialventilatoren |
| Geräusch | Wird nach oben abgegeben | In eine Richtung gebündelt, leicht abzuschirmen |
| Zugang zur Mechanik | In der Höhe | Vom Boden aus |
Vor- und Nachteile von Saugzug und Druckzug
Keine der beiden Bauarten ist in jeder Hinsicht überlegen. Der Saugzug punktet beim Energieverbrauch und bei der Begrenzung der Rezirkulation. Der Druckzug punktet beim Schutz der Mechanik, bei der Geräuschminderung und bei der Wartungsfreundlichkeit. Die Wahl hängt davon ab, was in der jeweiligen Anlage am meisten zählt.
Saugzug
Er bietet drei Vorteile:
- Geringerer Energieverbrauch des Ventilators.
- Gleichmäßigere Luftverteilung in den Füllkörpern.
- Geringeres Rezirkulationsrisiko, dank des senkrechten Luftaustritts mit höherer Geschwindigkeit.
Er hat zwei Nachteile. Der Ventilator arbeitet im gesättigten Luftstrom, was korrosionsbeständige Werkstoffe erfordert. Und die Mechanik befindet sich in der Höhe, sodass für jede Inspektion Plattformen und sichere Zugänge nötig sind.
Druckzug
Er bietet vier Vorteile:
- Geringerer Verschleiß der Mechanik, da der Ventilator trockene Luft fördert.
- In eine Richtung gebündelte Geräusche, was die Installation von Schallschutzwänden erleichtert.
- Zugang zu Ventilator und Motor vom Boden aus, ohne Arbeiten in der Höhe.
- Aufstellung in Innenräumen oder mit Kanälen möglich, wenn Radialventilatoren eingesetzt werden.
Er hat zwei Nachteile. Der Ventilator benötigt in der Regel mehr Leistung, vor allem als Radialventilator. Und die geringere Austrittsgeschwindigkeit erhöht das Rezirkulationsrisiko, also die Gefahr, dass warme Abluft wieder über die Lufteintritte angesaugt wird. Deshalb ist der Aufstellungsort besonders wichtig: Der Abstand zu Wänden und Gebäuden sollte mindestens der Breite des Lufteintritts entsprechen, und über dem Luftaustritt darf sich kein Dach oder Hindernis befinden.
Der Unterschied im Energieverbrauch lässt sich durch die Regelung des Ventilators verringern:
- Torraval Control System (TCS): passt die Drehzahl des Ventilators an die Umgebungstemperatur an. Bei der Modernisierung eines Kühlturms mit Druckzug in Kantabrien ermöglicht es bis zu 20 % Energieeinsparung.
- Permanentmagnetmotoren: können den Verbrauch gegenüber herkömmlichen Motoren um bis zu 30 % senken und machen zudem Getriebe und Transmissionen überflüssig.
Wann sich welche Bauart eignet
Ein Kühlturm mit Saugzug eignet sich in der Regel, wenn Energieverbrauch und thermische Leistung im Vordergrund stehen, besonders auf freien Aufstellflächen, auf denen sich der senkrechte Luftaustritt ungehindert verteilt. Der Druckzug ist die naheliegende Wahl in aggressiven Umgebungen, bei Schallschutzauflagen oder wenn die Mechanik vom Boden aus zugänglich sein soll. In beiden Fällen ist die Entscheidung Teil der Auslegung der Anlage.
Die CTFP-Serie von Torraval mit Druckzug ist für anspruchsvolle Branchen wie die Stahl- und Papierindustrie ausgelegt. Elf CTFP-Kühltürme versorgen den Metallurgiekomplex von Atlantic Copper in Huelva. In Kantabrien hat ein Kunde seinen 1993 installierten Kühlturm mit Druckzug durch einen CTFP derselben Technologie ersetzt.
Unabhängig von der Zugart bieten Anlagen mit mehreren Zellen betriebliche Flexibilität:
- Gijón: In einem Stahlwerk ermöglicht die Abschaltung einzelner Zellen, die Produktion während der Wartung aufrechtzuerhalten.
- Sevilla: In einem Olivenverarbeitungsbetrieb kühlt ein Kühlturm mit zwei getrennten Becken, einem pro Zelle, und zwei Frequenzumrichtern zwei unterschiedliche Prozesse unabhängig voneinander.
Die Zugart wird zusammen mit Durchfluss, Wärmelast, Wasserqualität und Feuchtkugeltemperatur festgelegt, wie wir in unserem Beitrag zur Dimensionierung des Kühlturms erläutern.
Häufige Fragen zu Saugzug und Druckzug
Was bedeutet Saugzug?
Saugzug bedeutet, dass der Ventilator des Kühlturms oben am Luftaustritt sitzt und die Luft durch die Füllkörper ansaugt, statt sie vom Eintritt aus hineinzudrücken. Der Ventilator erzeugt im Turm einen Unterdruck, durch den die Außenluft über die seitlichen oder unteren Lufteintritte einströmt. Er ist eine der beiden Bauarten des mechanischen Zugs, neben dem Druckzug, und lässt sich mit Kreuzstrom oder Gegenstrom kombinieren.
Was ist der Unterschied zwischen Saugzug und Druckzug?
Der Unterschied liegt in der Position des Ventilators. Beim Saugzug sitzt er oben und saugt die warme, feuchte Luft ab. Beim Druckzug befindet er sich unten und drückt trockene Luft in die Füllkörper. Der Saugzug verbraucht in der Regel weniger Energie und hat ein geringeres Rezirkulationsrisiko. Der Druckzug schützt die Mechanik besser vor Feuchtigkeit, bündelt das Geräusch in eine Richtung und erleichtert die Wartung vom Boden aus.
Was ist der Unterschied zwischen Druckzug und Naturzug?
Der Druckzug nutzt Ventilatoren, um die Luft durch den Turm zu bewegen. Der Naturzug kommt ohne Ventilatoren aus: Die Luft strömt aufgrund des Dichteunterschieds zwischen der warmen Innenluft und der Außenluft, unterstützt durch einen hohen Kamin. Laut dem technischen Leitfaden des spanischen Gesundheitsministeriums (auf Spanisch) werden Naturzugkühltürme fast ausschließlich in großen Industrieanlagen und Kraftwerken eingesetzt, die sehr große Wassermengen kühlen müssen.
Was ist Rezirkulation bei einem Kühlturm?
Rezirkulation bedeutet, dass warme, feuchte Abluft über die eigenen Lufteintritte des Kühlturms wieder angesaugt wird. Sie erhöht die Temperatur der in die Füllkörper eintretenden Luft und verringert die thermische Leistung. Kühltürme mit Saugzug haben ein geringeres Risiko, weil sie die Luft senkrecht mit höherer Geschwindigkeit ausblasen. Bei jedem Kühlturm ist der Aufstellungsort entscheidend: Der Abstand zu Wänden, Gebäuden und benachbarten Bauwerken muss so gewählt sein, dass sich die Abluft verteilen kann.
Eine Bauart, die sich aus den Prozessdaten ergibt
Die Wahl zwischen einem Kühlturm mit Saugzug und einem mit Druckzug wirkt sich während der gesamten Lebensdauer der Anlage auf Energieverbrauch, Wartung und Integration ins Werk aus. Bei Torraval analysieren wir jeden Prozess und jeden Standort, bevor wir eine Bauart empfehlen.
Wenn Sie eine neue Anlage planen oder einen bestehenden Kühlturm ersetzen möchten, sprechen Sie mit unserem technischen Team.