Druckluft-Fachbuch › Kapitel 6: Kompressorraum & Installation › Glykol im Kühlkreislauf
Kapitel 6 · Thema 6.5
Glykol im Kühlkreislauf: Frostschutz richtig auslegen
Wo Kühlwasser im Winter einfrieren kann, zum Beispiel im Freikühler auf dem Dach, gehört Frostschutz ins System. Meist ist das Glykol. Es hat zwei Seiten: Wasser-Glykol nimmt weniger Wärme auf als reines Wasser, deshalb muss mehr Flüssigkeit umgepumpt werden. Und Glykol ist ein wassergefährdender Stoff, der nicht ins Abwasser gelangen darf.
Die Richtwerte auf einen Blick
| Anteil Glykol | Frostschutz bis ca. | cp ca. |
|---|---|---|
| 0 % (reines Wasser) | 0 °C | 4,19 kJ/(kg·K) |
| 20 % | −9 °C | 3,9 kJ/(kg·K) |
| 30 % | −15 °C | 3,7 kJ/(kg·K) |
| 40 % | −24 °C | 3,5 kJ/(kg·K) |
| Punkt | Empfehlung | Warum? |
|---|---|---|
| Frostsicherheit | regional festlegen | In den Bergen wird es oft deutlich kälter als in tieferen, milderen Regionen. Die Tiefsttemperaturen deines Standorts findest du in den Wetter- und Klimadaten, die für alle Regionen meist kostenlos online abrufbar sind, zum Beispiel beim Deutschen Wetterdienst. |
| Glykol im Sommer | bleibt drin | Die Verbraucher sind über Strangregulierventile eingeregelt. Bei jedem Wechsel müsste neu eingeregelt werden, und das Gemisch im Frühjahr abzulassen und mit Frischwasser zu füllen, ergibt keinen Sinn. |
| Pumpen, Rohre, Kühler | für Glykol auslegen | Wasser-Glykol braucht für dieselbe Wärmemenge mehr Durchfluss. Das muss von Anfang an eingeplant sein. |
| Nachspeisebehälter und Ausdehnungsgefäß | in Auffangwannen | Glykol ist wassergefährdend und darf nicht ins Abwasser gelangen. |
Warum Glykol den Durchfluss erhöht
Die Wärme, die das Kühlwasser abführt, berechnet sich mit Q = ṁ × cp × ΔT. Sinkt cp, muss bei gleicher Wärmeleistung und gleicher Erwärmung die Menge ṁ steigen. Bei 30 % Glykol sind das rund 13 % mehr Durchfluss als mit reinem Wasser. Pumpen, Rohrquerschnitte und Kühler müssen das schaffen, sonst wird der Kompressor im Winter zu warm.
Was passiert, wenn …?
- … der Frostschutz nicht reicht? Das Wasser friert im Freikühler oder in Außenleitungen ein. Eis dehnt sich aus und kann Kühler und Rohre zerstören.
- … Pumpen und Rohre nur für Wasser ausgelegt sind? Es fließt zu wenig Kühlmittel, die Kühlleistung reicht nicht.
- … beim Befüllen Luft ins Netz kommt? Beim Abschalten der Pumpen dehnt sich die Luft aus und drückt das Gemisch in den Ausgleichsbehälter. Bei viel Luft läuft er über.
- … Wasser-Glykol austritt? Ohne Auffangwanne gelangt es ins Abwasser. Das ist ein Umweltschaden.
- … ein Kühler undicht wird? Kühlwasser sollte nie mit Produkten in Berührung kommen. Ganz ausschließen lässt sich das bei einem Kühlerschaden aber nicht.
So rechnest du den Durchfluss mit Glykol aus
Beispiel: 180 kW Wärmeleistung, Erwärmung 20 K. Mit reinem Wasser: 180 ÷ (4,19 × 20) = 2,15 l/s. Mit 30 % Glykol: 180 ÷ (3,7 × 20) = 2,43 l/s, also rund 13 % mehr.
Worauf du außerdem achten solltest
Freikühler auf dem Dach
Theoretisch muss auch ein Freikühler so abgesichert sein, dass austretendes Wasser-Glykol nicht über die Regenrinne ins Abwasser gelangt. Technisch ist das nicht einfach: Eine Auffangwanne unter dem Kühler kann schon mit Regenwasser gefüllt sein und erfüllt dann ihre Aufgabe nicht mehr. Hersteller von Rückkühlsystemen bieten je nach Anforderung geeignete Lösungen.
→ Ölwannen und Auffangräume (folgt)Ethylen- oder Propylenglykol?
Ethylenglykol ist gesundheitsschädlich. Wo ein Kontakt mit Lebensmitteln oder Getränken nicht sicher auszuschließen ist, wird meist das weniger giftige Propylenglykol eingesetzt. Auch Propylenglykol ist wassergefährdend und gehört nicht ins Abwasser.
→ Druckluft in der Lebensmittelindustrie (folgt)Das ganze Kühlsystem
Offen oder geschlossen, Freikühler oder Kühlturm, Wasserqualität und hydraulischer Abgleich.
→ KühlwassersystemeFrostschutz regelmäßig prüfen
Prüf vor jedem Winter, ob der Frostschutz noch reicht, zum Beispiel mit einem Refraktometer. Verluste durch Nachfüllen mit reinem Wasser verdünnen das Gemisch.
→ Wartungsplan für Kompressoren (folgt)Praxistipp
Stell Nachspeisebehälter und Ausdehnungsgefäß von Anfang an in Auffangwannen. Glykol ist ein wassergefährdender Stoff, und ein kleiner Schaden wird sonst schnell zum Umweltproblem. Das kostet bei der Montage wenig, nachträglich aber viel Ärger.
Häufige Fragen
Wie viel Glykol brauche ich im Kühlwasser?
Das hängt von der tiefsten Temperatur an deinem Standort ab. Als Richtwert schützen 20 % Glykol bis etwa −9 °C, 30 % bis etwa −15 °C und 40 % bis etwa −24 °C. Die genauen Werte gibt der Hersteller des Frostschutzmittels an.
Warum muss mit Glykol mehr Wasser umgepumpt werden?
Wasser-Glykol hat eine geringere spezifische Wärmekapazität als reines Wasser. Bei 30 % Glykol sinkt sie von 4,19 auf etwa 3,7 kJ/(kg·K). Für dieselbe Wärmemenge braucht es deshalb rund 13 % mehr Durchfluss.
Kann ich im Sommer ohne Glykol fahren?
Das ist nicht sinnvoll. Die Anlage ist über Strangregulierventile eingeregelt, und jeder Wechsel zwischen Wasser und Wasser-Glykol würde ein neues Einregeln und das Ablassen des Gemischs bedeuten. Wenn Frostschutz nötig ist, bleibt er ganzjährig drin.