Grundsätzlich verteilt ein Fernkältesystem die Kühlleistung in Form von gekühltem Wasser oder einem anderen Medium von einer zentralen Quelle auf mehrere Gebäude über ein Netzwerk von unterirdischen Rohrleitungen für den Einsatz im Weltraum und für die Prozesskühlung. Der einzelne Benutzer kauft das gekühlte Wasser für sein Gebäude vom Betreiber des Fernkühlsystems und muss keine eigenen Kühlanlagen installieren.
Für dieses System sind eine zentrale Kühlanlage, ein Pumpenhaus und ein Verteilungsleitungsnetz erforderlich.
Das Fernkältesystem ist eine energieeffiziente Klimaanlage, da es 35% bzw. 20% weniger Strom im Vergleich zu herkömmlichen luftgekühlten Klimaanlagen bzw. einzelnen wassergekühlten Klimaanlagen mit Kühltürmen verbraucht. In einigen Ländern, in denen ein erheblicher Wärmebedarf besteht, kann die Anlage auch so ausgelegt werden, dass sie Warmwasser zur Erzeugung eines Fernwärme- und Kühlsystems liefert.
Ein typisches Fernkältesystem umfasst die folgenden Komponenten
- Zentrale Kühlanlage – Kaltwasser für Kühlzwecke erzeugen.
- Vertriebsnetz – Verteilen Sie gekühltes Wasser an Gebäude.
- Benutzerstation – Schnittstelle zu den eigenen Klimakreisen der Gebäude.
Zentrale Kühlanlage
Kühlwasser wird in der zentralen Kälteanlage normalerweise durch Kompressoren, Absorptionskältemaschinen oder andere Quellen wie Umgebungskühlung oder „freie Kühlung“ aus tiefen Seen, Flüssen, Aquiferen oder Ozeanen erzeugt.
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Gruppen von großen und energieeffizienten wassergekühlten Kältemaschinen werden normalerweise in einer zentralen Kälteanlage installiert, um die Größenvorteile und die Kühlbedarfsvielfalt zwischen verschiedenen Gebäuden innerhalb eines Stadtviertels zu nutzen. Meerwasserkondensatoren oder Frischwasserkühltürme können genutzt werden, um die Abwärme der zentralen Kältemaschinen abzuführen.
Vertriebsnetz
Fernkaltwasser wird von der Kühlquelle über Versorgungsleitungen an die Benutzerstationen verteilt und nach dem Abführen von Wärme aus den sekundären Kühlwassersystemen des Gebäudes zurückgeführt. Pumpen verteilen das gekühlte Wasser, indem sie eine Druckdifferenz zwischen den Vorlauf- und Rücklaufleitungen erzeugen.
Benutzerstation
Die Schnittstelle zwischen dem Fernkühlsystem und dem Gebäudekühlsystem wird üblicherweise als Benutzerstation bezeichnet. Die Benutzerstation würde normalerweise aus Lüftungsgeräten, Wärmetauscher und Kühlwasserleitungen im Gebäude bestehen.
In jedem Gebäude des Benutzers ist eine Benutzerstation erforderlich, um die Kühlwasserleitung mit dem Gebäude zu verbinden. In der Benutzerstation werden als Wärmetauscher bezeichnete Geräte installiert, um Wärme zwischen der Kaltwasserversorgung des Fernkältesystems und der Klimaanlage des Benutzergebäudes zu übertragen.
Die Benutzerstation könnte für eine direkte oder indirekte Verbindung zum Fernkälteverteilungssystem ausgelegt sein. Bei direktem Anschluss wird das Fernkühlwasser innerhalb des Gebäudes direkt an Endgeräte wie Lüftungs- und Gebläsekonvektoren, Induktionsgeräte usw. verteilt. Bei einem indirekten Anschluss werden ein oder mehrere Wärmetauscher zwischen dem Fern- und dem Gebäudesystem verwendet.