Klimaberechnung und Ermittlung von Kühlleistung für Tunnelbau und Bergbau

Wir ermitteln die erforderliche Kühlleistung für Ihr Projekt!

Zu Beginn steht bei unseren Kunden meist die Frage: Wie viel Kühlleistung ist erforderlich? Unsere WAT Experten berechnen für Sie die notwendige Kühlleistung in Ihrem Projekt – und das sogar vor der Auffahrung des Tunnels, der Strecke unter Tage oder ganzer Abbau-Felder.

Unser Workflow für die Planung Ihrer Kühlsysteme

Bei komplexen Projekten:

Klimavorausberechnung (Computersimulation)

Zur Ermittlung der erforderlichen Kühlleistung bei komplexen und sehr umfangreichen Projekten ist die Durchführung einer Klimavorausberechnung meist unerlässlich. Die Klimavorausberechnung ist eine numerische Berechnung der Thermo- und Fluiddynamik von Luft bei der Bewetterung im Tunnelbau und Bergbau.

Klimavorausberechnung durch Computersimulation

Mithilfe von Computersimulation wird der Wärmeaustausch der Luft mit dem Gebirge sowie der Vortriebs-, Abbau- und Fördertechnik berechnet. Dies erfolgt sowohl für durchgehende Wetterwege als auch für die Sonderbewetterung durch eine Lutte inklusive Wechselwirkung mit der rückströmenden Luft. 

Das Ergebnis ist eine Temperaturprognose ohne Kühlung, die Grundlage für die Ermittlung des Kühlbedarfs ist. Unter Berücksichtigung des Klimatisierungsziels des Kunden wird eine Temperaturprognose mit Kühlung erstellt und die erforderliche Kühlleistung berechnet.

Erstellung eines luftseitigen Klimaplans

Auf Basis der Ergebnisse der Klimavorausberechnung wird der luftseitige Klimaplan erstellt, in dem alle Eingabeparameter sowie die Temperaturprognosen ohne bzw. mit Kühlung und die erforderliche Kühlleistung dargestellt sind.

Luftseitiger Klimaplan mit Temperaturprognose

Erstellung eines wasserseitigen Klimaplans

Der luftseitige Kühlplan ist wiederum die Grundlage für den wasserseitigen Kühlplan, in dem die Anlagenplanung dargestellt sind. 

Wasserseitiger Klimaplan für Anlagenplanung

Vereinfachter Ansatz:

MOLLIER-h/x-Diagramm (Auswertung)

Die Ermittlung der erforderlichen Kühlleistung kann außerdem über einen vereinfachten Ansatz erfolgen, falls nicht alle Rahmenbedingungen bekannt sind oder die Lufttemperaturen bereits durch unsere Kunden ermittelt worden sind.

Das sog. h/x-Diagramm nach MOLLIER ermöglicht die Beschreibung von Zustandsänderungen feuchter Luft wie z.B. Kühlen, Heizen oder Mischen. Für Prozesse, bei denen Wärme abgegeben oder aufgenommen wird, kann mithilfe des Diagramms die erforderliche Leistung zum Kühlen oder Heizen punktuell ermittelt werden.

MOLLIER-h/x-Diagramm

Der vereinfachte Ansatz über das MOLLIER-h/x-Diagramm stellt immer nur einen bestimmten Punkt im gesamten Bewetterungssystem dar. Im Gegensatz zur Klimavorausberechnung werden hierbei also keine Einflüsse durch Wärmeaustausch der Luft mit dem Gebirge, der Lutte oder der installierten Vortriebs-, Abbau- bzw. Fördertechnik berücksichtigt.

Erstellung eines wasserseitigen Klimaplans

Mit den Ergebnissen der Auswertung des MOLIER-h/x-Diagramms kann – auch ohne vorherige Klimavorausberechnung – die erforderliche Kühlleistung ermittelt werden. Auf dieser Grundlage kann im Anschluss der wasserseitige Kühlplan erstellt werden. Dargestellt wird auch hier die Anlagenplanung inkl. aller erforderlichen Komponenten im Kaltwasser-Kreislauf für die Wetterkühlung und im Kühlwasser-Kreislauf für die Rückkühlung.

Darstellung eines wasserseitigen Klimaplans

Bei allen Projekten:

Ermittlung der erforderlichen Kälteleistung

(s.o.)

Auslegung der Kälteanlagen

wassergekühlte/luftgekühlte Kaltwassermaschinen | Wetterkühlmaschinen

Auslegung der Wärmetauscher

Wetterkühler | Rückkühler | Direktverdampfer | HD/ND-Wärmetauscher

Auslegung von Pumpen und weiteren Peripheriegeräten

Pumpenstationen | Filterstationen | Rückkühlwerke | hydraulische Trennung

Erstellung der zugehörigen Elektroplanung

(auf Wunsch Programmierung einer übergeordneten Steuerung)

Erstellung einer schematischen Darstellung des gesamten Kühlsystems

Schematische Darstellung eines Kühlsystems im Bergbau oder Tunnelbau