Verfahrenstechnik Kühlen in der 
Forschung

Bild: anyaivanova
11.05.2015

Im Forschungslabor sind viele Anwendungen auf einen zuverlässigen Kühlkreislauf angewiesen. Die Kühlung mit Frischwasser ist nicht mehr zeitgemäß, denn steigende Wasser- und Abwasserkosten machen alternative Kühlmethoden erforderlich. Umwälzkühler sind eine ressourcenschonende Lösung, deren Anschaffung sich nach kurzer Zeit amortisiert.

Umwälzkühler gehören inzwischen in nahezu allen Forschungslabors zur unverzichtbaren Basisausstattung. Ein Blick auf die mögliche Kosteneinsparung zeigt, dass kaum ein Weg am Umwälzkühler vorbeiführt. Eine einfache Beispielkalkulation basierend auf üblichen Wasser- und Abwasserkosten ergibt, dass bereits ein kompaktes Modell wie der Minichiller von Peter Huber in einer Arbeitswoche mit einer täglichen Betriebsdauer von acht Stunden circa 48.000 l Wasser einsparen kann. Aufgrund der niedrigen Anschaffungskosten amortisiert sich die Investition bereits nach wenigen Monaten.

Ein weiterer Pluspunkt ist, dass Umwälzkühler sehr universell für unterschiedliche Applikationen eingesetzt werden können. Typische Laboranwendungen sind zum Beispiel Reaktorblöcke, Autoklaven, Dampfsperren, Vakuumpumpen, Rotationsverdampfer und Wärmetauscher. Umwälzkühler sind allerdings nicht nur hinsichtlich der Kosten- und Wassereinsparung interessant, sondern bieten auch anwendungstechnische Vorteile.

Temperaturschwankungen ausgeschlossen

Mit tiefen Arbeitstemperaturen erzielen Umwälzkühler bessere Wirkungsgrade und höhere Rückgewinnungsmengen bei der Kondensation von Gasen. Im Gegensatz zur Leitungswasserkühlung kann eine gewünschte Solltemperatur im Bereich von -20 °C bis +40 °C eingestellt werden. Temperaturschwankungen sind nicht zu befürchten, da der Umwälzkühler die Kühlwassertemperatur mit hoher Genauigkeit regelt. Des Weiteren wirken sich der konstante Druck und die gleichbleibende Durchflussmenge positiv auf die Reproduzierbarkeit der Forschungsergebnisse aus.

Das Huber-Produktsortiment umfasst eine große Auswahl an Umwälzkühlern in allen Leistungsklassen. Die auf den Namen Minichiller und Unichiller getauften Produktreihen zeichnen sich durch eine flexible, modulare Technik aus. Je nach Bedarf verrichten die Geräte ihren Dienst als einfacher Kühler unter dem Labortisch oder sind, dank professioneller Regelungsfunktionen, aktiv in die Applikationskontrolle eingebunden.

Kälteleistungen bis 100 kW

In der Unichiller-Reihe sind luft- und wassergekühlte Modelle mit Kälteleistungen von 0.3 bis 100 kW erhältlich. Die kleinsten Geräte der Modellreihe, die Minichiller, sind bereits seit vielen Jahren ein Bestseller. Die kompakten Umwälzkühler kommen im Edelstahlgehäuse daher und benötigen eine Stellfläche von nur 225 x 360 mm. Mit Kälteleistungen von 300 Watt und Arbeitstemperaturen von -20 °C bis +40 °C sind die Kühler für viele Anwendungen geeignet. Die technische Ausstattung überzeugt mit leichter Bedienung, LED-Display, beleuchteter Füllstandsanzeige sowie Status-LED’s für Pumpe, Kühlung und Heizung. Optional ist eine ‚Plus‘-Variante mit RS232-Schnittstelle erhältlich. Gegen Aufpreis gibt es zudem eine integrierte Heizung mit 1 kW, welche den Temperaturbereich auf +100 °C erweitert. Minichiller gibt es wasser- und luftgekühlt, alle Modelle arbeiten bereits mit natürlichem Kältemittel.

Fortgesetzt wird die Produktreihe mit weiteren Tischmodellen mit Kälteleistungen bis 2.5 kW. Die Ausstattungsmerkmale sind vergleichbar mit denen der Minichiller. Hinzu kommen ein einstellbarer Übertemperaturwert sowie ein Bypass zur Druckeinstellung und ein Manometer zur Förderdruckanzeige.

Nachträgliche Erweiterung möglich

Den Abschluss der Unichiller-Reihe bilden die leistungsstärkeren Modelle im Towergehäuse. Diese Modelle sind mit dem Touchscreen-Regler Pilot One ausgestattet. Ein Merkmal bei diesem Regler ist die elektronische Upgrade-Funktion E-grade. Damit kann der Funktionsumfang nachträglich erweitert und somit an spezielle Aufgaben angepasst werden. Das Upgrade ist einfach: Der Anwender erwirbt einen Aktivierungscode für das gewünschte Upgrade, dieser wird per E-Mail zugesandt und schaltet die zusätzlichen Funktionen frei. Neben der serienmäßigen Basic-Variante stehen die Varianten Exclusive und Professional zur Auswahl. Mit den Upgrades werden Zusatzfunktionen aktiviert wie zum Beispiel Rampenfunktion, Programmgeber, TAC-Kaskadenregelung, anpassbare Usermenüs, Kalenderstart, 2. Sollwert, grafische Displayanzeige und externe Regelung. Die E-grade-Funktion bietet zusätzliche Investitionssicherheit, weil vorhandene Geräte nachträglich an wachsende Anforderungen angepasst werden können.

Bei allen Thermostaten mit Pilot One-Regler erfolgt die Bedienung über einen farbigen 5.7 Zoll TFT-Touchscreen. Die Anwendermenüs sind in elf Sprachen verfügbar und sorgen mit farbigen Icons im Smartphone-Stil für eine einfache, intuitive Bedienung. Auf dem Hauptscreen werden alle wichtigen Parameter wie Soll- und Istwerte, Pumpendruck und Gerätemeldungen übersichtlich angezeigt. Temperaturverläufe werden grafisch in Echtzeit dargestellt. Mit nur einem Fingerwisch kann die Ansicht umgeschaltet werden, z.B. für eine Großdarstellung von Kurvengrafik oder Temperaturwerten. Serienmäßig an Bord sind Anschlüsse für USB, LAN und RS232 sowie ein Datenrekorder zur Aufzeichnung von Prozessdaten direkt auf einen USB-Stick.

Heizung oder Kühlung?

Mit der optionalen Heizung werden Unichiller zu leistungsfähigen Prozessthermostaten für Temperaturen von -20 °C bis +100 °C. Die moderne Regelungstechnik sorgt dabei für eine Temperaturkonstanz von ±0.1 K und bietet zahlreiche Funktionen, um auch höheren Ansprüchen zu genügen. In dieser Geräteklasse sind Modelle mit Kälteleistungen bis 100 kW erhältlich. Dadurch ergeben sich zahlreiche Einsatzmöglichkeiten, beispielsweise zur Wärmeabführung bei chemischen Prozessen oder zur Kühlung von technischen Anlagen.

Ein intelligentes Energiemanagement sorgt bei Huber-Umwälzkühlern für weniger Abwärme und reduziert die Betriebskosten für Strom und Kühlwasser. Die Kälteleistung wird mit einem schrittmotorgesteuerten Ventil automatisch an den Bedarf angepasst. Bei luftgekühlten Modellen wird zusätzlich die Geräuschentwicklung durch drehzahlgeregelte und besonders laufruhige Lüfter minimiert. Alle Unichiller sind für einen unbeaufsichtigten Dauerbetrieb bei Raumtemperaturen bis +40 °C konzipiert. Mit den Optionen Wetterschutz und Winterbetrieb können Unichiller auch im Außenbereich aufgestellt werden. Über den abnehmbaren Regler ist dann eine Fernsteuerung mittels Datenleitung möglich.

Bildergalerie

  • Über 50 luft- und wassergekühlte Umwälzkühler mit Kälteleistungen von 0.3 bis 100 kW stehen zur Auswahl.

    Über 50 luft- und wassergekühlte Umwälzkühler mit Kälteleistungen von 0.3 bis 100 kW stehen zur Auswahl.

    Bild: Peter Huber Kältemaschinenbau

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