Die Komponente Trockenkühlturm
Die Komponente Trockenkühlturm repräsentiert ein allgemeingültiges Modell zur Bereitstellung von Kälte durch einen Kühlturm, der mit dem Kühlmittel Luft arbeitet (Rückkühler).
Komponentenvorlage
Die Komponentenvorlage Trockenkühlturm.e-ctpl befindet sich im Komponentenvorlagen-Ordner Kälteversorgung.
Einbindung in ein Schema
Die Abbildung oben zeigt die Einbindung der Kühlturmkomponente in ein Schema aus dem Tutorial 10, die folgende Abbildung aus dem Tutorial 13. Außerdem wird die Verwendung der Komponente noch in den Tutorials 11, 12, 14, 62 und 80 demonstriert.
Funktionsweise
Die Komponente Trockenkühlturm bildet das Abführen der Wärme eines anderen Prozesses durch Konvektion als Hauptkühlprinzip mit Luft als Kühlmedium ohne Wasserverdunstung ab.
Die Komponente Trockenkühlturm kann optional die Umgebungstemperatur berücksichtigen. Wenn diese Option in den Technischen Eingabedaten der Komponente (siehe folgende Abbildung) aktiviert ist, kann ein Kühlgrenzabstand vorgegeben werden. Das ist die Temperaturdifferenz zwischen der Kühlwasser-Austrittstemperatur, die ebenfalls vorzugeben ist, und der Umgebungstemperatur der Luft, die im Formular des eSim-Knotens unter dem Reiter Einstellungen → Referenzzustand eingegeben wird. Der Kühlturm kann nicht unter eine Temperatur kühlen, die niedriger als die Summe aus der Lufttemperatur der Umgebung und dem Kühlgrenzabstand ist.
In den Technischen Eingabedaten müssen die Nennrückkühlleistung \( \dot{Q}_{c\ nenn} \) und entweder die Nennleistung des Ventilators \( P_{el\ nenn} \) oder die Nennkälteleistungszahl (EER) eingegeben werden. EER steht für Energy Efficiency Ratio. Die Leistungszahl wird nach der folgenden Formel berechnet:
\( \begin{equation} \begin{aligned} EER= \dfrac{\dot{Q}_{c\ nenn}}{P_{el\ nenn}} \end{aligned}\end{equation}\\\).
Teillastverhalten
Das Teillastverhalten lässt sich wie bei allen Energiewandlern durch einen konstanten Wirkungsgrad oder Kennlinien vorgeben.
Bei der Auswahl Konstanter Wirkungsgrad in Teillast werden die Nennrückkühlleistung und entweder die Nennleistung des Ventilators oder die Nennkälteleistungszahl (EER) zur Berechnung herangezogen (siehe vorangegangene Abbildung).
Bei der Auswahl Kennlinie eingeben (absolute Werte) wird der Zusammenhang zwischen der Kälteleistung \( \dot{Q}_{c} \) und der elektrischen Leistung \( P_{el} \) über eine Kennlinie \(f_{el\ abs} \) (siehe folgende Abbildung) mit folgender Formel hergestellt:
\( P_{el} = f_{el\ abs}( \dot{Q}_{c})\).
Bei der Auswahl Kennlinie eingeben (relativ zur Nennleistung) wird der Zusammenhang zwischen der Kälteleistung \( \dot{Q}_{c} \) und der elektrischen Leistung \( P_{el} \) über eine Kennlinie \(f_{el\ rel} \) hergestellt.
Zusätzlich zu den Werten in der Tabelle sind die Nennrückkühlleistung \( \dot{Q}_{c\ nenn} \) und entweder die Nennantriebsleistung (Nennleistung des Ventilators) \( P_{el\ nenn} \) oder der Nennumwandlungsgrad (die Nennkälteleistungszahl) \( EER \) vorzugeben (siehe folgende Abbildung).
Zur Berechnung des Teillastverhaltens wird die folgende Formel verwendet:
\( \begin{equation} \begin{aligned} \dfrac{P_{el}}{P_{el\ nenn}} = f_{el\ nenn}\left (\dfrac{\dot{Q}_{c}}{\dot{Q}_{c\ nenn}} \right) \end{aligned}\end{equation}\\\).
