Einführung: Überblick über die Technologie des Falling Film Chillers
In der industriellen Verfahrenstechnik ist eine präzise, energieeffiziente und hygienische Kühlung unverzichtbar - insbesondere für sensible Anwendungen in der Lebensmittel-, Pharma- und Chemieindustrie. Der Falling Film Chiller (auch bekannt als Baudelot-Kühler oder Fallfilm-Kühler) bietet eine bewährte Lösung zur Erzeugung von gekühltem Wasser nahe dem Gefrierpunkt. Diese offene, wartungsarme Kühltechnologie nutzt die hohe Wärmeübertragungsleistung von dünnen Wasserfilmen, die über Edelstahloberflächen fließen.
Was ist ein Falling Film Chiller?
Definition, Konstruktion und Betrieb
Ein Falling Film Chiller besteht aus vertikal angeordneten, kissenförmigen Edelstahlplatten - so genannten Pillow Plates. Das Wasser fließt als dünner Film an diesen Platten herunter und wird durch das darunter fließende Kältemittel (z. B. Ammoniak, Freon, Glykol oder CO₂) gekühlt. Die Verdampfung oder der Durchgang des Kältemittels im Inneren der Platten sorgt für einen intensiven Wärmeentzug. Das gekühlte Wasser erreicht Temperaturen von bis zu 0,5 °C und ist damit ideal für industrielle Prozesse, die niedrige Medientemperaturen erfordern.
Die Konstruktion umfasst typischerweise:
- eine Verteilerwanne für eine gleichmäßige Wasserversorgung
- Offene, geschweißte Edelstahlplatten mit hoher Reinigungsfähigkeit
- Einen geschlossenen Kühlkreislauf mit Kompressor, Verflüssiger, Expansionsventil und Wärmetauscher
Vorteile und besondere Merkmale: Energieeffizienz, Reinigung, Betriebssicherheit
Falling Film Chiller bieten zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Kühlmethoden:
- Minimales Risiko des Einfrierens bei 0,5°C, da eine offene Wasserseite vorhanden ist
- Hohe Energieeffizienz durch direkte Wärmeübertragung
- Geringer Wartungsaufwand - keine Dichtungen, keine beweglichen Teile
- Einfache Reinigung, auch während des Betriebs
- Geringe Anfälligkeit für Verschmutzung
- Robustheit gegenüber Regelungsschwankungen, keine mechanischen Beschädigungen bei Eisbildung
- Kostengünstiger Betrieb mit natürlichen Kältemitteln wie Ammoniak (NH₃) oder CO₂
Vergleich mit Plattenwärmetauschern: Leistungsdaten, Kosten, Wartung
Im Gegensatz zu geschlossenen Plattenwärmetauschern bieten Falling Film Chiller ein offenes System ohne Dichtungen. Dadurch entfallen typische Schwachstellen wie Verstopfungen, Dichtungsverschleiß oder zeit- und kostenaufwändige Demontagen zur Reinigung.
Auf einen Blick Vergleich:
| Kriterium | Falling Film Chiller | Plattenwärmetauscher |
| Risiko der Eisbildung | Sehr gering | Hoch (unter 1°C) |
| Reinigung | Offen & während des Betriebs möglich | Nur bei Stillstand & Demontage |
| Wartungskosten | Minimal | Hoch (Dichtungen, & Kontrollsysteme) |
| Stellfläche | Kompakt | Abhängig vom Rohrleitungssystem |
| Kosten der Steuerung | Einfach | Hoch (Sensoren, Steuerungen erforderlich) |
Typische Anwendungsbereiche: Lebensmittel, Pharma, Energie, Umwelt
Falling Film Chiller sind ideal für Prozesse, bei denen hygienische Bedingungen und eine hohe Kühlleistung erforderlich sind:
- Lebensmittelindustrie: Teigkühlung, Molkereiprodukte, Obst, Gemüse, Fisch, Meeresfrüchte
- Pharmazie und Biotechnologie: Temperaturstabilisierung für Fermenter und Reaktoren
- Wärmerückgewinnung: z. B. aus Waschwasser
- Energieeffiziente Gebäude- und Prozesskühlung
- Eiswasserspeicher-Systeme als Alternative zu herkömmlichen Kühllagern
Herstellung, Materialien und Kältemittel: Rostfreier Stahl, Ammoniak, CO₂
Falling Film Chiller sind aus hochwertigem Edelstahl gefertigt, voll verschweißt und ohne Dichtungen - ideal für Prozesse mit strengen Hygieneanforderungen. Bevorzugte Kältemittel sind Ammoniak (NH₃) oder CO₂. Beide sind umweltfreundlich, ozonneutral und hocheffizient. Für spezielle Anforderungen können auch Sole- oder Glykolsysteme integriert werden.
Integration in industrielle Kühlsysteme: Konstruktion, Steuerung, Optimierung
Ein Falling Film Chiller kann modular in neue oder bestehende Anlagen integriert werden. Die Regelung erfolgt in der Regel über einfache Ventiltechnik, wodurch komplexe Regelsysteme, wie sie bei Plattenwärmetauschern zu finden sind, entfallen. Optional kann eine Ölabscheidung für NH₃- oder CO₂-Systeme vorgesehen werden. Die Kombination mit Pufferspeichern oder Eiswasserspeichern erhöht die Flexibilität bei Spitzenlasten.
Technischer Überblick
| Merkmal | Beschreibung |
| Wasseraustrittstemperatur | Bis zu 0,5°C |
| Konstruktion | Offen, voll verschweißt, keine Dichtungen |
| Werkstoffe | Edelstahl (1.4301 / 1.4404 bis Titan), polierfähig |
| Kältemittel | NH₃, CO₂, Glykol, Sole |
| Typische Leistungen | 50 kW bis >10.000 kW |
| Anwendungen | Lebensmittel, Biotechnologie, Energie, Eiswasserspeicherung |
| Wartung | Minimal, keine Ausfallzeit für die Reinigung erforderlich |
| Steuerung | Einfache Ventilsteuerung, keine empfindlichen Sensoren oder Steuerungen |
Häufig gestellte Fragen
Ein Falling Film Chiller, auch Rieselkühler genannt, ist ein Kaltwassersatz, der auf der Pillow Plate-Technologie basiert. Mit diesem Gerät können Eiswassertemperaturen unter 0,5 Grad realisiert werden.
Bei einem Falling Film Chiller wird das Wasser in eine obere Verteilerwanne gepumpt und homogen auf ein offenes System von vertikalen Wärmetauscherplatten verteilt, an denen es herunterläuft. Dieses Gerät wird als hocheffiziente Sprinklerkühlung bezeichnet.
Falling Film Chiller bieten mehrere Vorteile:
- Keine Gefahr des Einfrierens und der Zerstörung des Geräts bei der Erzeugung von Eiswasser von 0,5 °C
- Niedrige Kosten pro kWh, hoher Wirkungsgrad und geringer Druckverlust
- Vollständig verschweißt, keine Ersatzteile wie z. B. Dichtungen für Plattenwärmetauscher
- Einfacher Zugang, da es sich um ein offenes System handelt, Reinigung auch während des Betriebs möglich
- Komplett aus rostfreiem Stahl gefertigt
- Geeignet für verunreinigte Flüssigkeiten, einschließlich Salzwasser
Falling Film Chiller werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, insbesondere in der
- Lebensmittel- und Getränkeindustrie (z.B. zur Kühlung von Milch)
- Gemüseverarbeitung (zum Blanchieren)
- Bauindustrie (zum Mischen von Beton)
- Geringe Anfälligkeit für Verunreinigungen
Im Vergleich zu anderen Kühlsystemen, wie z. B. Plattenwärmetauschern, bietet ein Falling Film Chiller die folgenden Unterschiede:
- Vollständig verschweißt, keine Ersatzteile wie Dichtungen
- Leichter Zugang zum offenen System und einfache Reinigung, auch während des Betriebs
- Geeignet für verunreinigte Flüssigkeiten (z.B. Grauwasser oder Schmutzwasser)
- Geringe Anfälligkeit für Verunreinigungen
Falling Film Chiller bestehen aus präzise angeordneten Pillow Plates mit einem Abstand von 50/150 mm zueinander. Die Flüssigkeitsschichten, die kontinuierlich nach unten fließen, haben eine Dicke von 0,5/0,4 mm. Diese Konstruktion gewährleistet einen effizienten Wärmeenergieaustausch
Vorteile von Rieselkühlern Falling Film Chiller
- Keine Gefahr des Einfrierens und Zerstörung des Geräts bei der bei Eiswasserherstelung von 0,5 °C
- Kaltwassersatz mit niedrigen Kosten pro kWh, hohem Wirkungsgrad und geringem Druckverlust
- Vollständig verschweißt, keine Ersatzteile wie z. B. Dichtungen
- Einfacher Zugang, da ein offenes System, Reinigung auch während des Betriebs möglich
- Komplett aus Edelstahl
- Geeignet für verunreinigte Flüssigkeiten, auch für Salzwasser
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