Kaltwassersatz: Ein Kaltwassersatz ist eine Kältemaschine, die Wasser oder ein Wasser-Glykol-Gemisch abkühlt. Das Kaltwasser versorgt Lüftungsgeräte, Kühldecken, Umluftkühler oder Prozesse. Die dem Wasser entzogene Wärme gibt der Kaltwassersatz über einen Verflüssiger an die Außenluft oder an einen Rückkühlkreis ab.
Wie funktioniert ein Kaltwassersatz?
Ein Kaltwassersatz arbeitet nach dem Kompressionskälteprozess. Im Verdampfer nimmt das Kältemittel Wärme aus dem Kaltwasserkreis auf und verdampft. Der Verdichter hebt Druck und Temperatur, im Verflüssiger gibt das Kältemittel die Wärme ab und wird wieder flüssig, das Expansionsventil senkt den Druck, und der Kreislauf beginnt von vorn. Übliche Kaltwassertemperaturen liegen bei klassischer Klimatisierung im Bereich um 6 bis 12 °C; Kühldecken und Bauteilaktivierung kommen mit deutlich höheren Temperaturen aus, was die Effizienz verbessert.
Welche Bauarten gibt es?
Die wichtigste Unterscheidung ist die Art der Wärmeabgabe. Luftgekühlte Kaltwassersätze geben die Wärme direkt an die Außenluft ab und werden meist im Freien oder auf dem Dach aufgestellt. Wassergekühlte Geräte stehen im Technikraum und geben die Wärme an einen Kühlwasserkreis ab, der über einen Rückkühler oder Kühlturm entwärmt wird. Bei den Verdichtern reicht die Spanne von Scroll- über Schrauben- bis zu Turboverdichtern, je nach Leistungsklasse.
Woran misst man die Effizienz?
Die EER beschreibt das Verhältnis von Kälteleistung zu elektrischer Leistungsaufnahme in einem Betriebspunkt. Aussagekräftiger ist die saisonale Kennzahl SEER, weil sie den Betrieb über das Jahr und damit den Teillastbereich abbildet – in dem ein Kaltwassersatz die meiste Zeit läuft. Für die Planung heißt das: Ein Gerät mit gutem Teillastverhalten und einer stufenlosen oder fein gestuften Leistungsregelung ist im Betrieb oft wirtschaftlicher als eines mit dem besten Volllastwert.
Was bedeutet die F-Gase-Verordnung für Kaltwassersätze?
Die Verordnung (EU) 2024/573 begrenzt das Treibhauspotenzial (GWP) der Kältemittel. Kaltwassersätze über 12 kW mit einem Kältemittel ab GWP 750 dürfen ab dem 1. Januar 2027 nicht mehr in Verkehr gebracht werden. Für Geräte bis 12 kW liegt die Grenze ab 2027 bei GWP 150, ab 2032 sind dort fluorierte Kältemittel ganz ausgeschlossen. Natürliche Kältemittel wie Propan oder CO₂ haben ein GWP nahe null, bringen aber eigene Sicherheitsanforderungen an Aufstellort und Lüftung mit.
Welche Rolle spielt die Hydraulik?
Ein Kaltwassersatz arbeitet nur so gut wie der Kreis, an den er angeschlossen ist. Viele Geräte brauchen einen Mindestvolumenstrom und einen Mindestwasserinhalt im System, damit der Verdichter nicht zu häufig taktet; wo das Netz zu klein ist, gleicht ein Pufferspeicher aus. Bei Aufstellung im Freien oder bei freier Kühlung muss der Kreis gegen Frost geschützt werden, meist mit einem Wasser-Glykol-Gemisch, das wiederum Leistung und Pumpenauslegung beeinflusst. Diese Punkte gehören in die Entwurfsplanung, nicht in die Inbetriebnahme.
Wie wird ein Kaltwassersatz ausgelegt?
Grundlage ist die Kühllastberechnung nach VDI 2078 und daraus der Lastgang über das Jahr. Er zeigt, ob ein großes Gerät, eine Kaskade mehrerer Geräte oder eine Kombination mit freier Kühlung sinnvoll ist. Für kritische Nutzungen wie Serverräume oder Prozesskälte kommt die Redundanz dazu: Wie viel Leistung muss bei Ausfall eines Geräts verfügbar bleiben? Und wo Abwärme anfällt, lohnt die Prüfung, ob sie für Heizung oder Warmwasser genutzt werden kann.
| Kriterium | luftgekühlt | wassergekühlt |
|---|---|---|
| Aufstellung | im Freien, meist auf dem Dach | im Technikraum, Rückkühler außen |
| Wärmeabgabe | direkt an die Außenluft | über Kühlwasserkreis und Rückkühler |
| Platzbedarf innen | gering | Technikraum erforderlich |
| Schall | am Aufstellort zu berücksichtigen | Gerät innen, Rückkühler außen |
| typischer Einsatz | kleine bis mittlere Leistungen | größere Leistungen, Prozesskälte |
Was wir dafür tun
Wir legen Kälteerzeugung auf Lastgang und Teillast aus – mit Kältemittelwahl nach F-Gase-Verordnung und freier Kühlung, wo sie sich rechnet.
Grundlage: Verordnung (EU) 2024/573, Anhang I und IV; VDI 2078.