Als die University of Massachusetts Medical School im Frühjahr 2013 ihr 400 Millionen Dollar teures, hochmoderne Albert Sherman Center auf ihrem Campus in Worcester, MA (USA), enthüllte, wurde verkündet, dass dies für die Fakultät „eine neue Ära der biomedizinischen Forschung, der medizinischen Bildung und der Campus-Kooperation einläutet“. Eine enge und gute Zusammenarbeit spielte auch eine wichtige Rolle, um die Frage zu klären, wie das 11-stöckige, 47.566 Quadratmeter große Gebäude während der in der Region üblichen warmen und feuchten Sommer gekühlt werden soll.
Diese gemeinsame Anstrengung wurde von den Anforderungen der Baubehörde der University of Massachusetts angetrieben, die für den Betrieb des Kühlsystems des Gebäudes verantwortlich war, sowie der Fähigkeit der Konvekta AG in St. Gallen, einer in der Schweiz ansässigen Entwicklungs- und Dienstleistungsfirma für Hochleistungs-Wärmerückgewinnungssysteme, diesen Anforderungen gerecht zu werden.
„Als wir das Sherman Center eröffnet haben, wussten wird, dass wir zusätzliche Kühlkapazitäten hinzufügen müssen. Hierfür wurde uns Konvekta empfohlen“, so David MacNeil, Senior Mechanical Project Manager für das Department of Facilities Management an der medizinischen Fakultät der UMass. „Wir haben uns ihr System genauer angeschaut und waren von der Lösung überzeugt.“
Der nächste Schritt
Konvekta berechnete, dass das Sherman Center zwei Lüftungsanlagen benötigt, um eine ausreichende Kühlung im Hochsommer gewährleisten zu können. Danach wurde ermittelt, welche Art von Wärmetauschern die beim Betrieb der Lüftungsanlage erzeugte Wärme effizient rückgewinnen kann. Hier wählte Konvekta die gelöteten Plattenwärmetauscher von SWEP.
Der Aufbau und die Leistung der SWEP-Tauscher setzen sich deutlich von konkurrierenden Technologien wie den herkömmlich gedichteten Plattenwärmetauschern ab. Auch bei großen Tauschern nutzt SWEP das Lotverfahren, bei dem die Kanlaplatten zu einer druckdichten Einheit verbunden werden. Während des Vakuum-Prozesses formt das Lötmaterial eine Verbindung an jedem Kontaktpunkt zwischen den Platten und erzeugt so Kanäle, durch die die Medien fließen. Dadurch wird ein enger Kontakt der Medien sichergestellt, so dass die Wärme-Energie effizient von einem Medium zum anderen übertragen werden kann.
Dieses Konzept ähnelt anderen Platten- und Rahmenwärmetauschern, ist jedoch nicht auf Dichtungen und Rahmenteile angewiesen, die ausfallen, lecken und hohe Reinigungs-, Wartungs- und Austauschkosten verursachen können.
Herkömmlich gedichtete Plattenwärmetauscher (GPHEs, links) stehen stellvertretend für frühere Wärmetauschtechnologien und sind erheblich größer als die kompakten, neuen gelöteten Plattenwärmetauscher (BPHEs, rechts).
Weitere Vorteile der BPHEs in Klimatisierungsanwendungen sind neben ihrer kompakten Größe der effizienterer Betrieb, die flexible Installation, die selbstreinigenden Eigenschaften, niedrigere Lebenszykluskosten sowie die individuelle Anpassung und Auslegung.
Simon Buehler, Sales Manager für Konvekta, empfiehlt für Lüftungsanlagen nicht nur gelötete Wäremtauscher im Allgemeinen, sondern ganz gezielt Tauscher von SWEP, seit 1983 einer der weltweit führenden Anbieter von Tauschern für den Wärme-, Kälte- und Industriemarkt.
„Unsere geschäftlichen Beziehungen mit SWEP begannen vor vielen Jahren in Deutschland“, so Buehler. „Mittlerweile ist SWEP unser Hauptlieferant für gelötete Tauscher. Die ausgezeichnete SSP-Auslegungssoftware von SWEP macht unseren Ingenieuren die Auswahl eines geeigneten Tauschers für unsere Projekte leicht.“
SSP ist eine kostenlose, webbasierte Anwendung, die Bediener zur Bewältigung komplexer Wärmeaustauschberechnungen nutzen können. Dazu müssen lediglich die erwarteten Betriebsparameter eingegeben werden (Flüssigkeitstemperaturen, Druckverlust und gewünschte Flussraten) und SSP listet sofort das SWEP-Modell auf, das diese Anforderungen am besten erfüllt.
Für die Lüftungsanlagen im Sherman Center empfahlen Buehler und Konvekta die Installation eines B50H-Paares. Das Modell B50H war in diesem Fall die beste Wahl, da es von SWEP speziell für den Einsatz Kälte-Anwendungen entwickelt wurde. Mit drei unterschiedlichen Plattenkombinationen und 63,5 mm breiten Anschlüssen ist es auf hochvolumige Anwendungen ausgelegt und bietet einen Volumenstrom von bis zu 56 m³/h.
„Die Wärmeaustauscher der Typs B von SWEP senken den Verbrauch von Energie, Material und brauchen weniger Platz“, so Buehler weiter. „Sie sind kompakt, preisgünstiger als andere Anwendungen, robust und bieten eine hohe Wärmeaustauschleistung. Das Modell B50H ist ebenfalls bestens für den Betrieb bei niedrigem Druckverlust und hohen Durchflussraten geeignet, und immer dort, wo hohe Anforderungen an die Grädigkeit gestellt werden. So beträgt der Temperaturunterschied zwischen dem Kühlwassereingang und dem Wasser-/Glykolausgang im Sherman Center lediglich 4 ºF.“
Fazit
Die Tauscher von SWEP wurden zusammen mit den Lüftungsanlagen Mitte 2015 in Betrieb genommen und laufen seit dem laut MacNeil störungsfrei.
„Wir setzen Sie nur an besonders heißen und feuchten Tagen mit mehr als 36 ºC ein. Dabei erhalten wir genau die Kühlungleistung von den Tauschern, die wir berechnet haben und benötigen“, so MacNeil weiter. Sie sind besonders einfach in der Anwendung und funktionieren einwandfrei– nach der Installation kam es so gut wie nie zu Störungen. Genau das haben wir uns gewünscht.“