Kaltwassersätze, auch water-chiller oder process-cooler genannt, sind Geräte, die dazu dienen, einen Kühlwasser-Kreislauf gegen die Umgebungsluft zu kühlen.

Funktion und Aufbau

Der Kaltwassersatz besteht aus einer Kältemaschine mit einem durch einen Ventilator gekühlten Verflüssiger und einem im Kühlwasserkreislauf befindlichen Verdampfer. Der Kühlwasserkreislauf ist oft im Gegenstrom zum Verdampfer und durch einen Wärmetauscher hydraulisch vom Kältekreislauf getrennt. Der Kühlwasserkreislauf besitzt eine Umwälzpumpe.

Beispielsweise wird Wärme von einem niedrigeren Temperaturniveau (Wasserrücklauftemperatur z. B. 15 °C) zu einem höheren Temperaturniveau (Umgebungsluft mit 32 °C) transportiert.

Die Steuerung erfolgt mit einem Regler, der die Temperatur des Wasserkreislaufes thermostatiert. Die Kältemaschine wird zum Regeln aus- und eingeschaltet. Dazu ist es oft hilfreich, wenn ein möglichst großes Wasserreservoir vorhanden ist, da die Kältemaschine durch häufiges Aus- und Einschalten verschleißt. Kontinuierlich steuerbare Verdichter (Schraubenkompressoren) vermeiden dieses Problem, arbeiten jedoch bei Teillast weniger effektiv.

Es gibt auch Kaltwassersätze mit Latenzwärmespeicher, z. B. Eis. Hier ist es erforderlich, zusätzlich mit einem Dreiwegemischer zu regeln.

Anwendung

Der Vorteil von Kaltwassersätzen besteht darin, vor Ort einen Kühlwasseranschluss bereitstellen zu können, ohne dass ein zentraler Kühlwasserkreislauf vorhanden ist oder Leitungswasser benutzt werden muss.

Eingesetzt werden Kaltwassersätze für wassergekühlte Maschinen und Geräte. Dabei sind Regeltoleranzen unter 1 Kelvin möglich, oft aber nicht erforderlich. Anwendungen sind auch in der Medizintechnik (Magnetresonanz- und Computertomographen).

In der Industrie entstehen Wärmelasten zum Beispiel an Werkzeugmaschinen der Fertigungstechnik zum Urformen, Umformen, Trennen, Fügen und Beschichten. Auch Laser in Industrie und Forschung besitzen oft einen beigestellten Kaltwassersatz.

Kaltwassersätze werden auch zur Klimatisierung von Gebäuden verwendet. Hierfür ist zusätzlich zum Kaltwassersatz ein Luft-Wasser-Wärmeübertrager in den jeweiligen Räumen oder ein gemeinsamer Luft-Wasser-Wärmeübertrager notwendig.