Koelwater

In veel processen komt wel ergens warmte vrij die moet worden afgevoerd om de processtroom of het product op een bepaalde temperatuur te houden.
In veel gevallen wordt deze warmte door warmtewisselaars afgevoerd waarbij water als koelmedium wordt toegepast. Het gevolg is dat dit water tijdens alle seizoenen een constante (lage) temperatuur moet hebben om het proces optimaal te houden. Hiervoor wordt dan veelvuldig gebruik gemaakt van een externe installatie zoals een koeltoren.

De opbouw van een koelsysteem kan variëren tussen een doorpompprincipe en een rondpompsysteem. Een doorpompsysteem neemt water in dat na gebruikt te zijn in het proces de fabriek verlaat via de koeltoren om vervolgens weer in het milieu te worden geloosd. Een rondpompsysteem maakt gebruik van koelwater dat continu wordt hergebruikt en waarvan de verdampings- en spuiverliezen worden aangevuld met vers water.

• Proceswater;
• Oppervlaktewater;
• Grond- of bronwater;
• Gereinigd afvalwater;
• Drinkwater.

Noodzaak van Waterbehandeling voor Koelsystemen

Er is geen enkele soort water welke, zonder verdere behandeling, zomaar kan worden toegepast als koelwater daar er bestanddelen in het water aanwezig zijn welke schade kunnen veroorzaken aan het koelwatersysteem. Deze watersoorten hebben allen hun specifieke kenmerken en bijbehorende kosten. De keuze wordt grotendeels bepaald door de geografische ligging van het bedrijf. Installaties welke gelegen zijn aan een rivier of kanaal zullen vaak gebruik maken van oppervlaktewater terwijl van het water gelegen bedrijven gebruik zullen maken van drink-, grond-, of bronwater. De kosten voor deze watertypen zijn min of meer met elkaar te vergelijken echter zullen de behandelingsprocessen van het water om het geschikt te maken als koelwater verschillend. De financieel meest aantrekkelijke variant is toch wel hergebruik van proceswater, ook dit type water zal moeten worden geschikt gemaakt als koelwater. De keuze van suppletiewater is dus volledig afhankelijk van de beschikbaarheid waarbij het in vrijwel alle gevallen belangrijk is om het waterverbruik zo laag mogelijk te houden.

Verdamping en Waterverbruik in Open Koeltorens

Open koeltorens verdampen bij vollast ongeveer 1,5% van het rondpompdebiet, dit is nodig om de juiste mate van adiabatische koeling te verkrijgen om het recirculerende koelwater terug te koelen. De koeltoren zal ook koelwater verbruiken daar dit zal vervuilen door contact met de lucht en zal indikken waardoor er gespuid dient te worden. Dit spuiverlies is afhankelijk van de ligging van het bedrijf, het toegepaste suppletiewater en de waterbehandeling. Daarnaast zijn er milieuaspecten (grondwatervervuiling en legionella) waardoor het waterverbruik dient te worden teruggedrongen. Gezien de relatief grote systeeminhoud van het koelsysteem door de aanwezigheid van een noodzakelijk buffer zal het water geen grote verversingsgraad hebben.

Gesloten Koelsystemen en Waterverversing

Koeltorens met een ingebouwde warmtewisselaar hebben een gesloten koelsysteem waardoor het koelwater niet met het milieu in aanraking komt. Voor de juiste adiabatische koeling zorgt een klein secundair (in de koeltoren) rondpompsysteem dat water over de warmtewisselaar verdeelt. De kleine systeeminhoud zorgt ervoor dat het water vrijwel dagelijks volledig wordt ververst waardoor legionellavorming en vervuiling van het water nauwelijks een discussiepunt is.

Kosten

De investeringskosten van een open koeltoren en een gesloten koeltoren zijn significant en vormen soms een beperking voor de keuze. De operationele kosten zijn bij een gesloten koeltoren lager dan bij een open koeltoren. Hierbij dient te worden aangetekend dat de koelwaterkosten bij een rondpompsysteem een grotere invloed hebben op de operationele kosten dan bij een doorpompsysteem.