Dec 12, 2023

Von Herrn Ian BUTLER, Leiter des Programms zur Zertifizierung von Drift-Eliminatoren und Kühltürmen
    
Eurovent Certita Certification freut sich, die Änderung der Schwellenwerte für die Driftratenzertifizierung bekannt zu geben. Dies geschieht in Anerkennung der weltweiten Industriestandards und Anreizsysteme für die Driftrate, d.h. LEED-Bewertungssystem für grüne Gebäude, spanische UNE100030:2017, französische Norm NF E 38-424 und mehrere andere geografische Regionen weltweit für Gegenstrom-, Kreuzstrom-, integrierte und nicht-integrierte Tropfenabscheidertypen. 

Die Gewährleistung der Wirksamkeitsrate (in Prozent) eines Kühlturms oder Tropfenabscheiders wird nicht nur in Europa, sondern auch weltweit immer wichtiger. Vor dieser Aktualisierung der Technischen Zertifizierungsregeln (TCR) ECP-14-DE 2023 wurde die zertifizierte Driftleistung mit einer Driftrate von 0,01 % bei einem durchschnittlichen Luftstrom von 3,0 bis 3,5 m/s angegeben. Jetzt hat Eurovent jedoch gemeinsam mit Branchenexperten die Bedeutung der Zertifizierung von reduzierten Driftraten mit Sicherheit überprüft und seine Zertifizierungsnorm überarbeitet, um die steigende Nachfrage der Branche nach einer Driftrate von 0,002 % bei deklarierten Bedingungen der durchschnittlichen Luftgeschwindigkeit zu berücksichtigen (siehe Diagramm 2).

Kontrollierte Labortests werden in einer neu entwickelten 4JTECH-Testlaboreinrichtung in Prag, Tschechische Republik, zusammen mit der in den USA ansässigen McHale Associates Inc. durchgeführt, einer vom Cooling Technology Institute (CTI) lizenzierten Prüfstelle für Drifteliminator-Tests. Bei den Tests wird die von Eurovent zertifizierte Leistungsprüfungsnorm ECP-14-DE für Labordrifttests verwendet, wobei der isokinetische Drifttestcode ATC-140 zum Einsatz kommt.

Was also ist Drift?

Unter Drift versteht man den unerwünschten Verlust von flüssigem Wasser an die Umgebung durch kleine Tröpfchen, die in den Abluftstrom eines Verdunstungswärmerückgewinnungsprodukts, z. B. eines Kühlturms, gelangen. Die Wassertröpfchen tragen dabei Chemikalien und Mineralien mit sich und belasten so die Umgebung.

Die Abdrift ist nicht zu verwechseln mit der Abluftfahne, die das wolken- oder nebelartige Ergebnis des Verdampfungsprozesses ist und üblicherweise von solchen Kühltürmen ausgestoßen wird. Während es sich bei der Abluftfahne um kondensierenden Wasserdampf aus der Verdunstung handelt, sind es bei der Abdrift tatsächliche Tröpfchen, und diese Tröpfchen enthalten die Chemikalien und Feststoffe, die im zirkulierenden Wasser enthalten sind.

Was ist die Definition der Abtriftrate?  

Die Driftrate ist das Verhältnis des Drift-Volumenstroms zum Durchfluss des zirkulierenden Wassers, das vom Luftstrom mitgerissen wird und am Auslass des Abscheiders austritt, ausgedrückt in Prozent.

Wie wird dieser Wert auf der Grundlage bekannter Durchflussmengen im Kreislauf und der veröffentlichten Driftrate berechnet?

Hier ist ein Kühlturm (Beispiel) mit der veröffentlichten Driftrate des Tropfenabscheiders von 0,002% und dem zirkulierenden Wasserdurchfluss: 3,790Liter/Min. (l/min.). 

Da wir wissen, dass dieser Prozentsatz im Verhältnis zum zirkulierenden Wasserdurchfluss steht, können wir das Wasservolumen berechnen, das in Form von Drifttropfen aus dem Turm austritt, oder den Driftverlust:

• Driftverlust (l/min.) = 3.790 l/min. x (0,002/100) = 0,0758 l/min.
• Ausgedrückt über einen Zeitraum von einer Stunde: 0,0758 l/min x 60 Min./h = 4,548 l/h

Wenn wir die Driftrate eines anderen Produkts von 0,01 % ersetzen, erhalten wir einen Driftverlust von 22,74 l/h oder einen mehr als 4 MAL GRÖßEREN Driftverlust.   

Wie funktioniert ein Driftabscheider? 

Tropfenabscheider helfen bei der Entfernung von Wassertröpfchen aus einem Luftstrom in einem Kühlturm. Sie funktionieren, indem sie die Richtung des Luftstroms ändern und die mitgerissenen Wassertröpfchen gegen die Wände des Abscheiders prallen lassen (Trägheitsaufprall). Dabei werden die Tropfen aus dem Luftstrom entfernt und laufen an den Wänden entlang, um in den feuchten Teil des Kühlturms zurückzufließen.

Je nach gewünschter Abtriftrate gibt es in der Regel eine Art gewundenen Pfadmechanismus.  Es sollte beachtet werden, dass ein gewundener Weg zu höheren Druckverlusten durch den Tropfenabscheider und damit zu einer höheren Motorleistung des Luftbewegungsgebläses führen kann. 

Diagramm 2 - Der Betriebsbereich, den Sie im obigen Diagramm sehen, ist der Bereich, in dem der Tropfenabscheider am effektivsten arbeiten sollte, damit er die angegebene Abtriftrate erreicht.  Für das Eurovent-Zertifizierungsprogramm werden bei Gegenströmung der Durchschnitt von 2 Tests bei 3,5 m/s Luftstrom und bei Querströmung 2 Tests x 3,0 m/s für die Zertifizierung der Driftprozentwerte berücksichtigt.  Eurovent veröffentlicht auch die Luftgeschwindigkeit, bei der der Durchbruch unter Testbedingungen festgestellt wird.  

Definition der Durchbruchsluftgeschwindigkeit: Es können drei Phasen beobachtet werden: Erstens verlassen kleine Tröpfchen den DE und fallen dann fast sofort wieder nach unten; zweitens schweben die kleinen Tröpfchen über dem DE, ohne diesen zu verlassen, und drittens werden die Tröpfchen vom Luftstrom mitgerissen und verlassen den DE. Die Durchbruchgeschwindigkeit entspricht dem Beginn der dritten Stufe und wird in m/s angegeben.

Warum sollte die Abdrift beseitigt werden?

Es gibt mehrere Gründe, warum die Beseitigung der Abdrift wichtig ist:

• Gesundheit und Sicherheit: Das zirkulierende Wasser eines Kühlturms kann durch die Abdrift ausgetrieben werden, so dass Schmutz, Ablagerungen oder Bakterien, die sich im Wasser befinden, ebenfalls mit der Abdrift verteilt werden. An vorderster Front dieser gesundheitlichen Bedenken stehen Legionellen, eine Atemwegsinfektion, die bei Personen auftritt, die den Legionellen ausgesetzt sind. Eine Person kann Tröpfchen einatmen, die die Bakterien enthalten und die klein genug sind, um sich tief in der Lunge abzusetzen. Dies ist vor allem in Großstädten ein Problem, in denen die Türme oft auf den Gebäuden installiert sind.
• Erosion der Ventilatorflügel und Korrosion im Inneren des Geräts: Die Ventilatorspitzen können Geschwindigkeiten von bis zu 56 Metern pro Sekunde erreichen, und der Aufprall der Wassertropfen auf die Vorderkante der Ventilatoren kann sich nachteilig auf die Leistung und die Lebensdauer des Ventilators auswirken. Die Erosion des Ventilatorschornsteins würde die Effizienz der Ventilatorbaugruppe stark beeinträchtigen, und die Stützstrukturen der Ventilatoren könnten erodieren (unsicher werden), wie in Abbildung 3 zu sehen, und im Kühlturm zusammenbrechen.    

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Die obigen Bilder zeigen erhebliche Erosion und Korrosion innerhalb eines Kühlturms oberhalb des Tropfenabscheiders, insbesondere dann, wenn ein Tropfenabscheider mit einem sehr schlechten Nennwert installiert wurde oder der Tropfenabscheider beschädigt wurde.

• Auswirkungen auf nahe gelegene Anlagen: Die Drift kann für die umliegenden Bereiche im Sprühradius der Drift ein Ärgernis darstellen. Dies kann zu einer beschleunigten Korrosion von Geräten in der Nähe sowie zu Fleckenbildung auf Autos, Fenstern und Gebäuden führen.

Die Bilder oben zeigen Beispiele für störende Abdriftkorrosion. Würden Sie Ihr schönes neues Auto in der Nähe eines Kühlturms mit sehr schlechten Driftprozentsätzen stehen lassen wollen?

• Wasserverlust: Wie wir in dem Beispiel in diesem Artikel gesehen haben, trägt die Verringerung der Drift auch dazu bei, unnötige Wasserverluste aus einem Kühlsystem zu reduzieren. Die erforderliche Nachspeisung für einen Kühlturm setzt sich aus dem Wasserverlust durch Verdunstung, Abblasen und Abdrift zusammen. Die Verringerung der Abdrift trägt also auch zur Verringerung des Nachspeisebedarfs bei.
• PM10-Emissionen: Die in einem Drifttropfen enthaltenen Partikel bleiben zurück, wenn das Wasser, das den Tropfen bildet, verdunstet, und können als PM10-Emissionen eingestuft werden. Die Verringerung der Abdriftrate ist zwar nur ein Faktor in einer komplexen Gleichung, kann aber auch dazu beitragen, die regulierten Emissionen Ihres Turms zu reduzieren.

Eurovent Certita Certification ist ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich der Zertifizierung durch Dritte, das in den Bereichen Heizung, Lüftung, Klimatisierung und Kühlung (HVAC&R) tätig ist und die Bedürfnisse und Anforderungen einer sich entwickelnden Industrie im privaten, gewerblichen und industriellen Bereich erfüllt. Sein historisches Zertifizierungszeichen, Eurovent Certified Performance, ist auf der ganzen Welt anerkannt, mit einer internationalen Akkreditierung nach ISO17065, dem Standard für Zertifizierungsstellen.

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