Kühlgrenztemperatur: die Grenze der Verdunstungskühlung

Kühlgrenztemperatur

Die Kühlgrenztemperatur (auch Feuchtkugeltemperatur, englisch Wet-Bulb-Temperature) ist die tiefste Temperatur, die sich durch Verdunstungskühlung in einer bestimmten Umgebung überhaupt erreichen lässt. Sie fasst Temperatur und Luftfeuchtigkeit in einem einzigen Wert zusammen: Je trockener die Luft, desto niedriger die Kühlgrenze.

Physikalisch ist sie die niedrigste theoretische Kaltwassertemperatur, die ein Nasskühlturm bei unendlich großer Austauschfläche erzielen könnte. Sie ist damit die harte Grenze jeder Verdunstungskühlung und der Bezugswert für Rückkühler und freie Kühlung.

Kühlgrenzabstand

Der Kühlgrenzabstand (Annäherung, englisch Approach) ist die Differenz zwischen der Kaltwassertemperatur und der Kühlgrenztemperatur:

Kühlgrenzabstand = Kaltwassertemperatur - Kühlgrenztemperatur

Ein kleiner Abstand bedeutet hohe Kühlleistung, erfordert aber eine größere Austauschfläche und damit einen größeren Turm. In der Praxis liegt der Abstand üblicherweise bei mindestens 4 K — darunter wird das Bauwerk unwirtschaftlich groß. Die Kühlturm-Effizienz ergibt sich aus:

Effizienz = Abkühlspanne / (Abkühlspanne + Abstand)

Dabei ist die Abkühlspanne (Range) die Differenz zwischen Warm- und Kaltwasser.

Bedeutung für das Rechenzentrum

An heißen, feuchten Tagen steigt die Kühlgrenztemperatur — freie Kühlung und Kühltürme liefern dann wärmeres Wasser, und Kältemaschinen müssen zuschalten. Das treibt den PUE nach oben. Weil die Kühlgrenze von der Luftfeuchte abhängt, ist die Auslegung des Kühlsystems stark vom regionalen Klima geprägt. Anders als die WUE, die den Wasserverbrauch beschreibt, ist die Kühlgrenztemperatur eine reine Eigenschaft des Umgebungsklimas.

Verwandte Grundlagen: Kaltwassersatz · Kühlung · Rechenzentrum