Kühltürme gehören zu den größten Wasserverbrauchern einer zentralen Klimaanlage. Wird das Zusatzwasser zu knapp bemessen, sinkt der Pegel in der Auffangwanne zu stark und die Pumpen können Luft ziehen; wird es zu großzügig bemessen, steigen Wasser- und Chemikalienkosten unnötig. Für Planer, Betreiber und Bauherren lohnt es sich gleichermaßen, diese Rechnung sauber aufzustellen. Das Zusatzwasser besteht aus drei Anteilen: Verdunstungsverlust, Abschlämmverlust und Sprühverlust.
1. Verdunstungsverlust: bestimmt durch Spreizung und Umlaufmenge
Ein Kühlturm führt Wärme vor allem durch Verdunstung ab. Die Verdunstung von 1 kg Wasser nimmt rund 2430 kJ auf, die Abkühlung von 1 kg Umlaufwasser um 1 °C gibt 4,187 kJ ab. Daraus ergibt sich die übliche Näherung:
E = L × Δt × 4,187 ÷ 2430 ≈ 0,0017 × L × Δt
Dabei ist E die Verdunstungsmenge (m³/h), L die Umlaufwassermenge (m³/h) und Δt die Temperaturdifferenz zwischen Turmzulauf und -ablauf (°C). Nach dieser Formel beträgt die Verdunstung bei 5 °C Spreizung etwa 0,85 % der Umlaufmenge.
Der Koeffizient ist jahreszeitlich anzupassen: im Sommer bei Volllast 0,0017; im Winter wird ein Teil der Wärme sensibel abgegeben, der Koeffizient kann dann auf 0,0010–0,0014 sinken. Auch Δt sollte gemessen oder dem Auslegungsfall entnommen werden. Bei Teillast ist die Spreizung kleiner, die 5 °C vom Typenschild dürfen also nicht einfach übernommen werden.
2. Abschlämmung und Sprühverlust: bestimmt durch Eindickungszahl und Tropfenabscheider
Wasser verdunstet laufend, die Salze bleiben jedoch im System. Deshalb muss abgeschlämmt werden, um die Wasserqualität zu halten. Die Eindickungszahl N ist das Verhältnis der Salzkonzentration im Umlaufwasser zu der im Zusatzwasser. Aus der Massenbilanz folgt:
Abschlämmung + Sprühverlust = E ÷ (N − 1)
Der Sprühverlust W sind Tropfen, die der Luftstrom aus dem Turm trägt; er hängt von Bauart und Qualität des