Pumpentechnologie Nachhaltig kühlen mit kluger Technik

Mit einer neuartigen Kältetechnologie, die Wasser als Kältemittel nutzbar macht, setzt die Efficient Energy GmbH auf eine nachhaltige Temperaturregulierung. KNF unterstützt mit seiner Pumpentechnologie.

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Für Serverräume und viele andere Anwendungsfälle hat die Efficient Energy GmbH aus Feldkirchen einen neuen Weg hin zu mehr Klimaschutz bereitet: eine Kühlung mit reinem Wasser als Kältemittel.
Für Serverräume und viele andere Anwendungsfälle hat die Efficient Energy GmbH aus Feldkirchen einen neuen Weg hin zu mehr Klimaschutz bereitet: eine Kühlung mit reinem Wasser als Kältemittel.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Um das große Ziel der Klimaneutralität zu erreichen, braucht es neben großen Würfen auch viele kleine Schritte. Beispiel Kälteanlagen: Viele industrielle Prozesse sind auf eine Temperaturregulierung angewiesen, Server müssen rund um die Uhr gekühlt werden. Auch bei Gebäuden setzt man zunehmend auf intelligente Steuerung der Temperatur. Der Bedarf an Kühlung ist immens und wird wohl weiter wachsen. Oft kommen in Kälteanlagen allerdings noch immer die problematischen fluorierten Gase wie FKW und HFKW zum Einsatz, die die Atmosphäre belasten. Das Ergebnis verhagelt so mancher Stadt die Bilanz: Mehr als 40 internationale Rechenzentrumsbetreiber haben sich zum Beispiel in Frankfurt am Main niedergelassen, wo sie sich im Jahr 2019 für die Emission von 575.000 Tonnen CO2 verantwortlich zeichneten, so heißt es in einem Artikel der Frankfurter Allgemeinen Zeitung (FAZ) vom 29.11.2019.

E-Chiller von Efficient Energy
E-Chiller von Efficient Energy
(Bild: Efficient Energy GmbH)

Für Server und viele andere Anwendungsfälle hat die Efficient Energy GmbH aus Feldkirchen einen neuen Weg hin zu mehr Klimaschutz bereitet: 0 Emissionen und bis zu 80 Prozent Stromersparnis gegenüber dem Stand der Technik sind beeindruckende Kennwerte, mit denen die Produktserie E-Chiller aufwartet. Als einzige serienreif verfügbare Kältemaschine läuft diese mit reinem Wasser (R718). Damit fällt der E-Chiller aus allen kältemittelrelevanten Umwelt- und Sicherheitsvorschriften. Das Recycling des Kältemittels und die Wartung der Anlagen sind mit frei verfügbaren Mitteln schnell, umweltverträglich und kostensparend abgedeckt.

Nutzung des Kältemittels nur im Vakuum möglich

Die physikalischen Eigenschaften von Wasser machen die Nutzung als Kältemittel nur im Vakuum möglich. Im Kältekreislauf/Kühlmittelkreislauf wird das Wasser zunächst einem Grob­vakuum ausgesetzt. Damit sinkt die Siedetemperatur des Wassers, das schon bei geringeren Temperaturen verdampft. In diesem geschlossenen Kreislauf aus Direktverdampfung, Verdichtung, Kondensation und der Entspannung von Wasser erreicht der E-Chiller seine Wirksamkeit.

Ein bestimmtes Vakuum konstant und zuverlässig zu halten – das ist entscheidend für die Nutzung von Wasser als umweltfreundliches Kältemittel.

Philipp Funk, technischer Vertrieb bei KNF

Das Vakuum muss während des gesamten Betriebs konstant aufrechterhalten werden. „Ein bestimmtes Vakuum konstant und zuverlässig zu halten – das ist entscheidend für die Nutzung von Wasser als umweltfreundliches Kältemittel. Technisch gesehen bewirken Dichtstellen in einem geschlossenen System immer Lecks. Mit unserer Vakuumtechnik werden diese ausgeglichen“, erläutert Philipp Funk. Er ist im technischen Vertrieb bei KNF tätig. Mit der KNF Pumpe N 813.3 stellte sich das Unternehmen dieser Herausforderung: Bei niedrigen Drücken zwischen 10 mbar und 100 mbar stellt sie in einem Temperaturbereich zwischen ca. 5 °C und 45 °C ihre Langlebigkeit unter Beweis. Dabei arbeitet sie komplett wartungsfrei, denn: „Unsere Pumpen benötigen kein Öl als Betriebsmittel und haben keine dynamische Dichtung“, erklärt Manfred Gut, Produktmanager Gaspumpen bei KNF.

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Pumpe gemäß Kundenbedürfnissen modifiziert

Im KNF-Baukastensystem wurde die Serienausführung der N 813.3 gemäß den Kundenbedürfnissen modifiziert: Die Membran-Gaspumpe wurde saugseitig mit einem Kopfdeckel mit ständig offenem Gasballast sowie mit Filter und Düse ausgestattet. Der bürstenlose Gleichstrommotor, eine Eigenentwicklung von KNF, ist digital parametriert für eine erhöhte Drehzahl. Im Betrieb erweist sich die Pumpe trotz ihrer starken Leistung als extrem leise und vibrationsarm – ein weiteres Plus für viele Anwendungen in der Industrie, aber auch bei der Kühlung von Wohn- und Gewerbegebäuden.

Die Serienausführung 
der N 813 wurde gemäß den Kundenbedürfnissen modifiziert.
Die Serienausführung 
der N 813 wurde gemäß den Kundenbedürfnissen modifiziert.
(Bild: KNF)

2012 kontaktierte Efficient Energy erstmals den Pumpenhersteller KNF. Damals entstanden die ersten Prototypen der heutigen E-Chiller-Kältemaschinen. Mittlerweile werden diese in Serie gefertigt, die Produktpalette wird kontinuierlich erweitert und die Efficient Energy setzt weiterhin auf Pumpen aus dem Portfolio von KNF. „In unseren E-Chillern herrscht eine anspruchsvolle Wasserdampfatmosphäre, die den Einsatz einer kompakten, wartungsfreien und robusten Pumpe erfordert. Unsere Wahl ist hier auf die Membranpumpe von KNF gefallen. In gemeinsamer Entwicklung wurde eine Serienpumpe abgeändert und nach unseren Wünschen konfiguriert, sodass diese all unsere Anforderungen erfüllt. Die Pumpen bewähren sich unter herausfordernden Betriebsbedingungen und laufen sehr zuverlässig“, bestätigt Julius Rümelin, Entwicklungsingenieur Anlagentechnik bei Efficient Energy.

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