Wasseranalyse in Kühltürmen: vollständiger Leitfaden
Die Wasseranalyse in Kühltürmen ist ein wesentlicher Schritt, um die Leistungsfähigkeit der Anlagen zu erhalten und physikalisch-chemische oder biologische Abweichungen zu vermeiden. Kühltürme spielen eine zentrale Rolle bei der industriellen Wärmeabfuhr, ihr Betrieb hängt jedoch direkt von der Stabilität des zirkulierenden Wassers ab.
Dieser Artikel stellt die wichtigsten Parameter, Analysemethoden und Werkzeuge vor, mit denen interne Kontrollen optimiert werden können.
Warum sollte das Wasser eines Kühlturms regelmäßig analysiert werden?
Kühltürme kühlen industrielle Anlagen, indem sie Wärme an die Umgebungsluft abgeben. Ihr Betrieb beruht auf einem empfindlichen Gleichgewicht zwischen Wasserqualität, thermischem Wirkungsgrad und biologischer Stabilität.
Eine regelmäßige Wasseranalyse im Kühlturm ist erforderlich, um regulatorische Anforderungen zu erfüllen, gesundheitliche Risiken – insbesondere im Zusammenhang mit Legionellen – zu begrenzen und die Gesamteffizienz der Anlage zu erhalten.
Die analytische Überwachung ermöglicht es, dieses Gleichgewicht zu überprüfen und Abweichungen in der Wasseraufbereitung frühzeitig zu erkennen.
Schema des Kühlkreislaufs
Ein Kühlturm arbeitet nach dem Prinzip der Rezirkulation: Das aus dem industriellen Prozess stammende warme Wasser wird dem Turm zugeführt, dort versprüht und durch Kontakt mit der Umgebungsluft abgekühlt, bevor es in den Kreislauf zurückgeführt wird.
Das Verständnis dieses Kreislaufs hilft, Bereiche zu identifizieren, in denen Verluste, Verdunstung, Ablagerungen oder Korrosionserscheinungen auftreten, und unterstützt die Festlegung geeigneter Kontrollintervalle.
(Schema der Wasseranalyse im Kühlturm | AQUALABO)
Verständnis des Wirkungsgrads eines Kühlturms
Der thermische Wirkungsgrad eines Kühlturms wird anhand der zwischen Ein- und Austritt erzielten Abkühlung berechnet:
(Eintrittstemperatur – Austrittstemperatur = ΔT)
- Berechnung des Wirkungsgrads (ΔT) = (Verdunstung × 660) / (Umlaufvolumenstrom)
• Verdunstung = Ergänzungswasser – Abschlämmung
• Abschlämmung = Ergänzungswasser / Konzentrationsfaktor
Erforderlich sind die Kenntnis des Ergänzungswassers (Zählerstand), des Konzentrationsfaktors (über die Chloridanalyse, sofern die Chlordosierung nicht zu hoch ist) sowie des Umlaufvolumenstroms (Pumpendaten).
Der durchschnittliche thermische Wirkungsgrad von Kühltürmen beträgt etwa 5 °C. Auf dieser Basis lassen sich die Verdunstung abschätzen und die erforderliche Abschlämmung ableiten.
Zentrale Risiken in Kühltürmen
Kühltürme setzen das Wasser Bedingungen aus, die gleichzeitig drei wesentliche Risiken begünstigen: Korrosion, Ablagerungen und mikrobiologisches Wachstum. Diese Risiken können nicht unabhängig voneinander überwacht werden, da sie sich gegenseitig beeinflussen.
Aus diesem Grund schreiben Regelwerke zum Legionellenrisiko eine umfassende physikalisch-chemische Überwachung vor.
Legionellen sind Bakterien, die natürlicherweise in aquatischen Umgebungen vorkommen und sich in warmem Wasser unter günstigen Bedingungen vermehren können. In einem Kühlturm können sie sich entwickeln, wenn die Wasserführung nicht ausreichend kontrolliert wird, und während des Betriebs als Aerosole in die Luft gelangen.
Zur Begrenzung dieses Gesundheitsrisikos ist neben der mikrobiologischen Überwachung eine regelmäßige physikalisch-chemische Analyse des Wassers erforderlich.
Die Kontrolle zentraler Parameter ermöglicht es, Bedingungen zu schaffen, die das Wachstum von Legionellen hemmen, die Wirksamkeit der eingesetzten Behandlungen zu überprüfen und die hygienische Konformität der Anlagen sicherzustellen.
Welche Parameter sollten bei der Wasseranalyse eines Kühlturms überwacht werden?
Die analytische Überwachung eines Kühlturms basiert auf einer Reihe sich ergänzender physikalisch-chemischer Parameter. Jeder Parameter liefert spezifische Informationen über den Zustand des Wassers, das Verhalten der eingesetzten Behandlungen und das Gesamtgleichgewicht des Kreislaufs.
Die nachfolgend beschriebenen Parameter bilden die Grundlage einer regelmäßigen Kontrolle und sind direkt von Betreibern und Technikern nutzbar. Je nach Konfiguration des Kühlturms oder den Anforderungen der Wasseraufbereitung können weitere Parameter berücksichtigt werden.
Gesamthärte
Eine hohe Gesamthärte begünstigt die Bildung von Kalkablagerungen in Wärmetauschern. Dadurch sinkt der thermische Wirkungsgrad, und bestimmte chemische Behandlungen können beeinträchtigt werden.
Die Entwicklung der Gesamthärte gibt direkten Aufschluss über die salzbedingte Anreicherung infolge der Verdunstung sowie über das Verkalkungsrisiko der Wärmeübertragungsflächen.
Eine regelmäßige Überwachung der Gesamthärte ermöglicht die Anpassung der Abschlämmung und die Bewertung, ob die eingesetzten Antiscalant-Behandlungen den tatsächlichen Betriebsbedingungen entsprechen.
Messen Sie die Wasserhärte schnell und einfach, um Ihre Anlagen einzustellen oder Vor-Ort-Kontrollen durchzuführen.
p-Alkalität und m-Alkalität (teilweise oder vollständig)
Die Messung der Alkalinität hilft, pH-Schwankungen vorherzusehen und Ungleichgewichte zu erkennen, die entweder zu Korrosion oder zur Ausfällung von Salzen führen können.
Dieser Parameter ist entscheidend für die korrekte Interpretation der pH-Entwicklung und die Anpassung der Wasseraufbereitung.
pH-Wert
Der pH-Wert spielt eine zentrale Rolle im chemischen Gleichgewicht eines Kühlturms. Er beeinflusst die Wirksamkeit von Inhibitoren, Bioziden und Dispergiermitteln und wirkt sich direkt auf Korrosion und Ablagerungen aus.
Seine Überwachung ermöglicht es, die Konsistenz der Wasseraufbereitung zu überprüfen und chemische Abweichungen frühzeitig zu erkennen, bevor Anlagenteile beeinträchtigt werden.
Eisen
Das Vorhandensein von Eisen ist ein häufiger Indikator für interne Korrosionsprozesse.
Die Überwachung ermöglicht es, durch andere Parameter gestützte Diagnosen (pH-Wert, Alkalinität) zu bestätigen und eine vorzeitige Materialschädigung oder eine unzureichende Korrosionshemmung zu erkennen, bevor das Problem sichtbar oder kritisch wird.
Chloride
Chloride dienen als Referenzparameter zur Berechnung der Konzentrationszyklen.
Ihre Messung ermöglicht die Steuerung der Abschlämmung und die Kontrolle der Salzkonzentration im Kreislauf.
Bei zu hohen Werten stellen sie zudem ein Warnsignal für Korrosionsrisiken dar, insbesondere bei empfindlichen Werkstoffen.
Wasseranalyse im Kühlturm: empfohlene Überwachungsfrequenzen
Jeder Parameter erfordert eine regelmäßige Überwachung entsprechend seiner Rolle im Kreislauf.
Parameter | Rohwasser | Zusatzwasser | Kühlturm | Geschlossener Kreislauf |
Ca++ | M | T | T | |
Gesamthärte | W | T | T | W |
p-Alkalität | T | W | ||
m-Alkalität | W | T | T | W |
Cl- | W | T | T | |
Eisen | W | T | T | W |
Cu++ | W | W | ||
Chlor | W | T | T | |
Triazol | W | W | ||
Phosphonate / Polyacrylate | T | |||
pH-Wert | W | T | T | W |
Leitf. µS/cm | W | T | T | W |
Temp. °C | W | T | T | W |
W = wöchentlich · T = täglich · M = monatlich
Weitere mögliche Parameter: NO₂, Molybdän, Glykol
Interne Analysen durchführen: Geräte und Methoden
Für den Aufbau eines vollständigen Analysesets bietet Aqualabo Methoden an, die das erforderliche Equipment detailliert aufführen: Messkolben, Erlenmeyerkolben, Messzylinder, automatische Büretten, Titrationslösungen, Farbindikatoren sowie auf jeden Parameter abgestimmte Reagenzien.
Diese Lösungen gewährleisten eine zuverlässige, reproduzierbare Überwachung, die den Anforderungen im Feld entspricht.
Material | Ca++ | Gesamthärte* | p- Alkalität | m- Alkalität | Freie Mineralsäure (FMA) | Cl⁻ | CO₂ |
Titrationslösung | 1LC009 | 1LC009 | 1LA026 | 1LA026 | 1LA008 | 1AN031 | 1LA026 |
Farbindikator | 1IE001 | 1IN000 | 1PT001 | 1RT004 | 1H0001 | 1PC005 | 1PT001 |
Vorbereitungsreagenzien | 1RA001 | 1TK004 | 1A0001 | 1LA008 | |||
Methoden-Nr. | 303B | 302B | 305 | 306B | 309 | 314AG | 301 |
*Methoden zur Analyse der Gesamthärte in deutschen Härtegraden (°dH) sind verfügbar. Kontaktieren Sie uns für weitere Informationen.
- Erlenmeyerkolben 100 ml – 1FE003
- Erlenmeyerkolben 250 ml – 1FE004
- Messkolben 50 ml – 1FJ001
- Messkolben 100 ml – 1FJ002
- Kunststoff-Messzylinder 25 ml – 1EG001
Für jede Titrationslösung eine separate Bürette verwenden
- Automatische Bürette mit Direktablesung 0–30 °f – 1BZ001
- Automatische Bürette in ml 0–15 ml – 1BZ000
- Schilling-Bürette 0–25 ml – 1BS012
Material für die kolorimetrische Analyse
Parameter | Kits | Teststreifen |
Chlor | 1KC001 | |
Sulfate | FMN931092 (Trübung) | FMN91320 |
Quartäres Ammonium | 1KA018 | |
Molybdate | 1PI325 | |
Nitrite | 1PI322 | |
ORCHIDIS-Komparator – 1CH003
1 Paar A/B-Küvetten – 1CA005
Analysieren Sie Ihren Kühlturm mit Aqualabo, um Ihre Anlage zu optimieren
Die Wasseranalyse ist ein zentrales Instrument, um den ordnungsgemäßen Betrieb eines Kühlturms sicherzustellen und physikalisch-chemische Abweichungen zu kontrollieren.
Aqualabo bietet Betreibern ein umfassendes Sortiment an Kits, Reagenzien und Analysemethoden, die speziell auf die Anforderungen von Kühltürmen zugeschnitten sind. Diese Lösungen ermöglichen eine effektive Überwachung von Ablagerungen, Korrosion und biologischem Wachstum und unterstützen zugleich fundierte Entscheidungen vor Ort.
Die Aqualabo-Teams begleiten Industrieunternehmen bei der Auswahl geeigneter Methoden und Analysegeräte, um eine zuverlässige, konsistente und praxisorientierte Überwachung umzusetzen.
