REPORTAGE
Cool and Comfort 83 – november 2019
Teamspelers voor efficiënte koeltorens
Figuur 1: in koeltorens zijn ventilatoren verantwoordelijk voor het efficiënt afvoeren van warmte naar de omgeving; in het bijzonder warmte die wordt gegenereerd wanneer een proces, systeem of gebouw wordt gekoeld met water.
Figuur 2: verschillende kleinere ventilatoren bieden voordelen: ze kunnen naast elkaar worden geplaatst en de totale hoogte wordt verminderd, waardoor een compacter ontwerp mogelijk is.
Figuur 3: vergelijking van de luchtstroom: de luchtverdeling in een FanGrid (rechts) is veel gelijkmatiger; alle componenten krijgen een meer uniforme doorstroming.
Energie-efficiëntievereisten van koeltorens voor onder andere datacenters, ziekenhuizen, hotels, kantoorcomplexen en andere industriële gebouwen zijn strenger geworden. Hierbij spelen de ventilatoren die in de torens worden gebruikt een grote rol. Als moderne EC-motoren worden gebruikt in plaats van conventionele AC-technologie, kunnen het energieverbruik en de onderhoudskosten aanzienlijk worden verminderd. De EC-ventilatoren van ebm-papst hebben een geïntegreerde traploze toerenregeling, kunnen onderling worden verbonden en zijn bestand tegen zware omgevingscondities.
Door Tijs de Bruin, Product Manager bij ebm-papst Benelux B.V.
Ventilatoren in koeltorens zijn verantwoordelijk voor het efficiënt afvoeren van warmte naar de omgeving; in het bijzonder warmte die wordt gegenereerd wanneer een proces, systeem of gebouw wordt gekoeld met water (figuur 1). Tegelijkertijd moeten de ventilatoren die worden gebruikt extreem robuust zijn, omdat ze bestand moeten zijn tegen hoge luchtvochtigheid, chemicaliën en snelle temperatuurschommelingen. Niet geheel onbelangrijk: ze moeten zo stil mogelijk zijn – vooral als de koeltorens zich in de buurt van woonwijken bevinden.
Meer ventilatoren, meer voordelen
Met conventionele koeltorens wordt het steeds moeilijker om aan de energie-efficiëntievereisten te voldoen. Om een grote luchtstroom te genereren, wordt traditioneel meestal één grote ventilator gebruikt. Deze kan niet vooraf worden geïnstalleerd. Dit maakt het soms lastig om de bladen of waaier perfect nauwkeurig te balanceren, wat vaak de levensduur nadelig kan beïnvloeden. Bovendien is het nadeel van een enkele ventilator dat er bij de hoeken van de koeltoren geen gelijkmatige doorstroming is. Om toch een gelijkmatige doorstroming te bereiken is er een grote ruimte tussen de ventilator en de warmtewisselaar nodig. De nieuwste meest-vooruitstrevende aanpak omvat meerdere kleinere ventilatoren die parallel werken (een FanGrid), in plaats van één grote, wat zich in de praktijk vertaalt in verschillende voordelen.
De individuele ventilatoren kunnen worden gepositioneerd om de beschikbare ruimte maximaal te benutten (figuur 2) . Dankzij de kleine diameters van de ventilatoren kunnen koeltorens compacter worden gebouwd en hebben ze, afhankelijk van de vloeroppervlakte, een rechthoekige of vierkante doorsnede. Kleinere fans zijn gemakkelijker te hanteren dan één grote ventilator. En het transport en de installatie worden eenvoudiger. Bovendien kan de koeltoren tijdens het vervangen van ventilatoren normaal blijven functioneren. De snelheid van de andere ventilatoren kan namelijk automatisch worden aangepast om constante luchtprestaties te behouden. Tijdens het ontwerpproces kan ook rekening worden gehouden met redundantie-eisen. Het laatste voordeel is dat de luchtverdeling en doorstroming veel gelijkmatiger is wanneer er meerdere ventilatoren worden gebruikt (figuur 3). Hierdoor kan de warmtewisselaar een hoger rendement halen.