Dieser Fall befasst sich mit dem Problem des hohen Energieverbrauchs und der unzureichenden Feuchteregelung herkömmlicher Konstanttemperatur- und Konstantfeuchte-Aggregate in Gießereien und setzt auf Wärmerohr-Wärmerückgewinnung sowie frequenzgeregelte Temperier- und Entfeuchtungstechnik. Das Gerät arbeitet im Umluftbetrieb bei 25 °C/45 % und erreicht durch Wärmerohr-Vorkühlung, Tiefkühlung-Entfeuchtung und energie freie Nacherwärmung eine Feuchteregelung mit niedrigem Taupunkt sowie eine deutliche Energieeinsparung.

 

145 → 11,7 kW
Betriebsleistung des Systems
über 1 Mio.
Jährliche Stromkosteneinsparung
60 % → 98 %
Steigerung der Produktausbeute
10,3 / 16
Kühl-COP / Gesamt-COP

 

Frequenzgeregeltes Temperier- und Entfeuchtungsgerät mit Wärmerohr-Wärmerückgewinnung
Frequenzgeregeltes Temperier- und Entfeuchtungsgerät mit Wärmerohr-Wärmerückgewinnung
Vor-Ort-Steuerung und Betriebsoberfläche
Vor-Ort-Steuerung und Betriebsoberfläche

 


01 | Kundenprobleme und Projektkontext

 

  • Herkömmliche Konstanttemperatur- und Konstantfeuchte-Aggregate nutzen Kaltwasser zur Kühlung und Entfeuchtung sowie elektrische Heizung zur Nacherwärmung und Temperatur- und Feuchteregelung, was einen hohen Energieverbrauch verursacht; auch der Betrieb zweistufiger Pumpen bringt zusätzliche Wartungskosten mit sich.
  • Die neuen Produkte des Kunden erfordern eine niedrigere Feuchte; die ursprüngliche Anlage konnte 25 °C/35 % rF nicht stabil erreichen, und die Ausbeute lag nur bei 60 %.
  • Das Projekt setzt ein frequenzgeregeltes wassergekühltes Temperier- und Entfeuchtungsgerät mit Wärme- und Kälterückgewinnung ein, mit dem Ziel, die Betriebsleistung zu senken, die Feuchtegleichmäßigkeit zu erhöhen und die Produktausbeute zu verbessern.

 


02 | Lösungsvergleich und Energieeinsparung

 

Unter den Bedingungen 10.000 m³/h und Umluft 25 °C/45 % wurden die herkömmliche Kaltwasserlösung und die zweistufige Wärmerückgewinnungslösung verglichen:

 

Vergleich verschiedener Lösungen 10000 CMH Umluft 25 °C/45 % 
Bezeichnung Entfeuchtungsleistung Kälteleistung Elektroheizung Gesamtleistung Jährlicher Stromverbrauch
Kaltwasser + elektrische Nacherwärmung 26 kg/h 117 kW 96 kW 145 kW 1.270.200
Frequenzgeregelte Kühlung + Kondensatwärmerückgewinnung 46 kg/h 96 kW 0 19,2 kW 168.192
Frequenzgeregelte Kühlung + Wärme- und Kälterückgewinnung + Kondensatwärmerückgewinnung 46 kg/h 96 kW 0 11,7 kW 102.492

 

Nach der Umrüstung sank die Betriebsleistung des Systems von 145 kW auf 11,7 kW. Im Vergleich zur herkömmlichen Kaltwasser- plus Elektroheizungslösung werden etwa 120 kWh pro Stunde eingespart; im Vergleich zur herkömmlichen, energieintensiven Rotationsentfeuchtungslösung werden etwa 130 kWh pro Stunde eingespart, und die jährliche Stromkosteneinsparung beträgt über 1 Mio. Yuan.

 


03 | Vom Kunden gemessene Daten

 

Der Kunde führte am 27. November 2025 einen Volllasttest durch, bei dem insbesondere Temperatur, Feuchte und Energierückgewinnungsdaten von Wärmerohr, Kühlregister, Verdichter und Zuluftseite erfasst wurden.

 

Messdaten des frequenzgeregelten Entfeuchtungsgeräts mit Wärmerohr-Wärmerückgewinnung
Zeit Abkühlung 2
Δt (°C)
Erwärmung 1
Δt (°C)
Erwärmung 2
Δt (°C)
Enthalpiedifferenz
A3B3 (kJ/kg)
Enthalpiedifferenz
B3C3 (kJ/kg)
Enthalpiedifferenz
C3D3 (kJ/kg)
Enthalpiedifferenz
D3E3 (kJ/kg)
Vorkühlleistung
(kW)
Kälteleistung
(kW)
Vorwärmleistung
(kW)
Heizleistung
(kW)
Kühl-COP Kühl-/Heiz-COP
2025/11/27 7:30 13,9 12,9 10,1 7,72 25,03 -16,29 -7,095 43,9 142,3 -92,7 -40,4 10,1 17,3
Mittelwert 11,1 10,9 8,1 10,3 19,8 -12,0 -5,5 38,9 82,6 -50,2 -22,8 10,2 16,0

 

Lasttest im Serienbetrieb

Testbedingungen: Entfeuchtungsraum unter Volllast, alle Industrieventilatoren parallel und mit voller Leistung eingeschaltet, Entfeuchtungsraum im Vor-Ort-Zustand gehalten.

Testziel: Nachweis der Entfeuchtungsleistung unter Volllast, der Grenzfeuchte, des Geräte-COP unter Serienbedingungen sowie der Gleichmäßigkeit von Temperatur und Feuchte im Entfeuchtungsraum.

Testmethode: Einstellung auf maximalen Luftvolumenstrom von 17.354 m³/h und minimalen Luftvolumenstrom von 10.412 m³/h, Warmlaufen des Geräts im Außenkreislauf für mehr als 10 Minuten; nach Einschalten aller Umluftventilatoren Anschluss der Luftklappe, Vergleich von Temperatur und Feuchte an den vier Ecken und fünf Messpunkten des Bereichs der Werkhalle; gleichzeitige Erfassung der Daten einer Charge Kugelköpfe von Ebene 2 bis Ebene 6.

 

Messdaten unter Volllast
Testzeit Eingestellte Temperatur/Feuchte Raumtemperatur/-feuchte Vorkühlung Temperatur/Feuchte Tiefkühlung Temperatur/Feuchte Vorwärmung Temperatur/Feuchte Zuluft Temperatur/Feuchte Leistung Kühl-COP bei Volllastmaterial
11/26–11/27
16:30–21:00
25 °C; 40 % 24,2 °C; 43,9 % 12,7 °C; 75,2 % 2,1 °C; 95,3 % 15,0 °C; 51,7 % 25,1 °C; 21,4 % 18,4 kW 10,1

 

Durchschnittsdaten im Testzeitraum
Temperaturabweichung Feuchteabweichung Durchschnittliche Temperatur/Feuchte Durchschnittlicher Luftvolumenstrom Durchschnittliche Entfeuchtungsrate Verhältnis Wärme-/Kältetauscher Durchschnittliche Leistung Gesamt-Kühl-COP
0,22 % (±0,22 %) 0,28 % (±0,60 %) 25,4 °C; 40,9 % 12.283 m³/h 33,8 min 32 % 12,2 kW 10,3

 

Luftbehandlungspfad beim Lasttest im Serienbetrieb
Luftbehandlungspfad beim Lasttest im Serienbetrieb

Hinweis: Der Volllastzeitraum ist der 27. November, 07:30. Die Entfeuchtungseffizienz wird durch Geräteaufbau, Wärmeabfuhreffizienz und Arbeitsweise beeinflusst; die Daten dienen der Darstellung der Entfeuchtungseffizienz dieser Charge Kugelköpfe.

 


04 | Kernmerkmale des Produkts

 

  1. Einsatz von DC-Frequenzumrichtertechnik, minimal erreichbare Taupunkttemperatur 3~5 °C.
  2. Der Wärmerohr-Wärmetauscher besitzt eine hohe Wärmeleitfähigkeit und senkt in Kombination mit der Wärmerückgewinnung die Kühllast deutlich.
  3. Bei bestehenden Fällen können unter Zuluftbedingungen von 25 °C/45 % und einem Luftvolumenstrom von 10.000 m³/h etwa 54 kW Kälteleistung zurückgewonnen werden.
  4. Energieeffizienter Betrieb bei niedriger Feuchte, die Umluftfeuchte kann auf 30 % @ 25 °C geregelt werden.
  5. Einsatz eines selbst entwickelten DDC-Controllers und Touchscreens, Unterstützung mehrerer adaptiver Regelalgorithmen.
  6. Kann unter Bedingungen von 30 % @ 25 °C energieintensive Rotationsentfeuchter ersetzen, der Energieverbrauch liegt unter 10 % der Rotationslösung.
  7. Unterstützt Fernüberwachung per Smartphone-App, Remote-OTA-Updates und weltweite Fernwartung.
  8. Nutzung der Abwärme des Verdichters zur Kondensatwärmerückgewinnung und Nacherwärmung, wodurch die Elektroheizung reduziert oder ersetzt wird.
  9. Gleichzeitige Regelung von Temperatur und Feuchte, ein Gerät vereint die Funktionen herkömmlicher Klimaanlagen und Entfeuchter.

 

Remote-OTA-Update

Das Kundengerät muss auch im Winter kühlen, während die Außentemperatur unter 0 °C liegt. Nach interner Abstimmung lieferte das Technikteam rechtzeitig eine Lösung und schloss das OTA-Update innerhalb von 3 Stunden ab, um den kontinuierlich stabilen Betrieb des Geräts zu gewährleisten.

 

Remote-OTA-Update für Kühlbetrieb im Winter
Remote-OTA-Update für Kühlbetrieb im Winter
Fernsteuerung und Betriebsüberwachung
Fernsteuerung und Betriebsüberwachung

 


05 | Geräteprinzip und Wärmerohrtechnik

 

Das Gerät führt mithilfe von Wärmerohr und Verdichtersystem gemeinsam die Vorkühlung, Tiefkühlung, Nacherwärmung und Zuluft der Luft durch; der gesamte Temperier- und Feuchteregelungsprozess minimiert den Einsatz elektrischer Heizung.

 

  1. Vorkühlung der Luft auf etwa 15 °C mit einem energie freien Wärmerohr-Wärmerückgewinner.
  2. Tiefkühlung durch Kältemittel des Verdichters, Abkühlung der Luft auf etwa 2 °C, wodurch der Wassergehalt der Luft deutlich gesenkt wird.
  3. Vorwärmung der Luft auf 15~18 °C mit dem Wärmerohr-Wärmerückgewinner.
  4. Rückgewinnung der Abwärme des Verdichters zur Nacherwärmung, Anhebung der Zulufttemperatur auf 25~35 °C, um den Wärmebedarf des Trockenraums zu decken.
  5. Vorkühlung, Vorwärmung und Nacherwärmung erfolgen sämtlich durch energie freie Wärmerückgewinnungstechnik.

 


Luftbehandlungsprozess mit Zusammenspiel von Wärmerohr und Verdichter

 

Was ist ein Wärmerohr?

Ein Wärmerohr ist ein Wärmeübertragungsbauteil mit hoher Wärmeleitfähigkeit, das über den Phasenwechsel des internen Arbeitsmediums an kalten und warmen Enden (Verdampfung und Kondensation) Wärme hocheffizient überträgt.

  • Hocheffiziente Wärmeleitung: Die Wärmeleitfähigkeit ist weit höher als bei den meisten festen Metallen.
  • Passiver Betrieb: Keine externe Energie erforderlich, der Betrieb beruht auf eigenen physikalischen Prozessen.
  • Schnelle Wärmereaktion: Wärme kann rasch von der Wärmequelle zur Wärmeabgabeseite übertragen werden.
  • Anwendungsbereiche: Geeignet für Szenarien mit hohem Wärmeabfuhrbedarf wie Halbleiterkühlung, Luft- und Raumfahrt, hocheffiziente energiesparende Klima- und Entfeuchtungssysteme.

 

Prinzip des Wärmeaustauschs im Wärmerohr
Prinzip des Wärmeaustauschs im Wärmerohr

 

Vergleich der Wärmeleitfähigkeit von Wärmerohr und gängigen Materialien

 

Vergleichstabelle der Wärmeleitfähigkeit von Wärmerohr und gängigen Materialien
Material             Wärmeleitfähigkeit W/(m*k)
Wärmerohr 5.000-100.000
Silber 429
Kupfer 401
Aluminium 273
Reineisen  80
Edelstahl 304 14

 


06 | Gemessene Leistung und Betriebsdaten

 

Der vom Kunden gemessene Kühl-COP beträgt 9,5, der Gesamt-COP 19. Das System integriert mehrere energiesparende Technologien und senkt die Betriebskosten, während die Prozesstemperatur und -feuchte eingehalten werden.

 

Kurve der kontinuierlichen Betriebsdaten beim Kunden vor Ort
Kurve der kontinuierlichen Betriebsdaten beim Kunden vor Ort

 

Betriebsdaten im Detail am 04.06.2025

Der Abtastzeitraum ist der 4. Juni 2025, 19:10–19:43; um 19:15 liegen keine Aufzeichnungen vor. Die vollständigen Betriebsdaten lauten wie folgt:

 

Zeit Umlufttemperatur
(°C)
Umluftfeuchte
(%)

Wärmerohr Kühlseite

Temperatur Kühlregister Tiefkühltemperatur Wärmerohr Heizseite Ausblastemperatur Verdichterleistung Verdichterhochdruck Wärmerückgewinnung
(kW)
2025/6/4 19:10 25 44,8 13,6 4,2 3,2 20 38,5 10,1 23,7 52,614
2025/6/4 19:11 25 44,9 13,7 4,3 3,2 20,2 39 10,2 24,2 52,947
2025/6/4 19:12 25,1 44,9 13,7 4,4 3,2 20,4 38,8 10,5 25,4 53,28
2025/6/4 19:13 24,9 44,7 13,4 3,4 3 19,6 37,2 10,3 23,7