Falling Film Chiller

Hocheffiziente Kühlung mit Falling Film Technologie

1900 kW Rieselkühler betreibt NH3-Pumpe ohne Wassersammelbehälter

Einführung: Technologieüberblick über Falling Film Chiller

In der industriellen Verfahrenstechnik ist eine präzise, energieeffiziente und hygienische Kühlung unerlässlich - vor allem bei sensiblen Anwendungen in der Lebensmittel-, Pharma- und Chemieindustrie. Der Falling Film Chiller (auch bekannt als Baudelot-Kühler oder Falling Film Chiller) 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 senkrecht angeordneten, kissenförmigen Edelstahlplatten - sogenannten Pillow Plates. An diesen Platten fließt Wasser als dünner Film herunter und wird durch das darunter vorbeiströmende 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

Der Falling Film Chiller bietet eine bewährte Lösung für die Erzeugung von Kaltwasser nahe dem Gefrierpunkt.

Was sind die Vorteile von Falling Film Chillern?

  • Keine Gefahr des Einfrierens bei Eiswasser von 0,5 °C und Zerstörung des Geräts
  • Kaltwassererzeuger mit niedrigen Kosten pro kWh, hohem Wirkungsgrad und geringem Druckverlust
  • Hohe Wärmeübergangskoeffizienten
  • Einfachste Steuerung
  • Vollständig verschweißt, keine Ersatzteile wie z. B. Dichtungen in dieser industriellen Wasserkühlmaschine
  • Einfacher Zugang zum offenen System des Wasserfilmkühlers und einfache Reinigung auch während des Betriebs
  • Geeignet für verunreinigte Flüssigkeiten (z. B. Grauwasser oder Rotwasser)
  • Geringe Neigung zur Verschmutzung
  • Wasserfilmkühler komplett aus Edelstahl, auch für Salzwasser
Visualisierung zum Verständnis des Funktionsprinzips eines Falling Film
Visualisierung zum Verständnis des Funktionsprinzips eines Falling Film

Keine Gefahr des Einfrierens bei Eiswasser von 0,5 °C und Zerstörung der Apparatur. Einfacher Zugang zum offenen System des Wasserfilmkühlers und einfache Reinigung auch während des Betriebs. Vollständig verschweißt, keine Ersatzteile wie z.B. Dichtungen in dieser industriellen Wasserkühlmaschine

Vorteile und besondere Merkmale: Energieeffizienz, Reinigung, Betriebssicherheit

Falling Film Chiller bieten zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Kühlmethoden:

  • Geringes Risiko des Einfrierens bei 0,5°C, da offene Wasserseite
  • 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 mechanische Beschädigung bei Eisbildung
  • Kostengünstiger Betrieb mit natürlichen Kältemitteln wie Ammoniak (NH₃) oder CO₂

Falling Film Chiller bieten eine hohe Energieeffizienz durch die direkte Wärmeübertragung.

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:

KriteriumFalling Film ChillerPlattenwärmetauscher
Risiko der EisbildungSehr geringHoch (unter 1°C)
ReinigungOffen & während des Betriebs möglichNur bei Stillstand & Demontage
WartungskostenMinimalHoch (Dichtungen, & Kontrollsysteme)
StellflächeKompaktAbhängig vom Rohrleitungssystem
Kosten der SteuerungEinfachHoch (Sensoren, Steuerungen erforderlich)

Falling Film Chiller bieten ein offenes System ohne Dichtungen.

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
  • Eislagerung Scherbeneis als Alternative zu konventionellen Kühllagern

In der industriellen Verfahrenstechnik ist eine präzise, energieeffiziente und hygienische Kühlung unerlässlich.

1900 kW Rieselkühler betreibt NH3-Pumpe ohne Wassersammelbehälter
1900 kW Rieselkühler betreibt NH3-Pumpe ohne Wassersammelbehälter
100 kW Rieselfilmkühler Betriebsart R404a dx mit Wasserauffangbehälter
100 kW Rieselfilmkühler Betriebsart R404a dx mit Wasserauffangbehälter
245 kW Rieselkühler NH3 Schwerkraft mit Split-Wasserauffang-Tank
245 kW Rieselkühler NH3 Schwerkraft mit Split-Wasserauffang-Tank

Herstellung, Materialien und Kältemittel: Edelstahl, Ammoniak, CO₂

Falling Film Chiller sind aus hochwertigem Edelstahl gefertigt, vollverschweißt 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.

Falling Film Chiller eignen sich gut für Prozesse mit strengen Hygieneanforderungen.

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 bei Plattenwärmetauschern entfallen. Optional kann eine Ölabscheidung für NH₃- oder CO₂-Systeme vorgesehen werden. Die Kombination mit Pufferspeichern oder Eiswasserspeichern erhöht die Flexibilität bei Spitzenlasten.

Die Kombination mit Pufferspeichern oder Eiswasserspeichern erhöht die Flexibilität bei Lastspitzen.

Technischer Überblick

MerkmalBeschreibung
WasseraustrittstemperaturBis zu 0,5°C
KonstruktionOffen, voll verschweißt, keine Dichtungen
WerkstoffeEdelstahl (1.4301 / 1.4404 bis Titan), polierfähig
KältemittelNH₃, Freon, CO₂, Glykol, Sole
Typische Leistungen50 kW bis >10.000 kW
AnwendungenLebensmittel, Biotechnologie, Energie, Eiswasserspeicherung
WartungMinimal, keine Ausfallzeit für die Reinigung erforderlich
SteuerungEinfache Ventilsteuerung, keine empfindlichen Sensoren oder Steuerungen

Diese Technologie nutzt die hohe Wärmeübertragungsleistung von dünnen Wasserfilmen, die über Edelstahloberflächen fließen.

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