Drucktauscher P.E.S.®

Der „Dreikammerrohraufgeber“, bzw. das „Pressure Exchange System“ (P.E.S.®), ist ein technisches System zur Anwendung in Anlagen zur Untertagekühlung.

FUNKTIONSPRINZIP

Das P.E.S.^® wird unter Tage angeordnet und bildet die Verknüpfung zwischen zwei Kreisläufen: Hochdruckkreislauf und Niederdruckkreislauf.

Im Hochdruckkreislauf zirkuliert das Wasser zwischen den übertägigen Anlagenteilen und dem untertägigen P.E.S.^® Der Druck im Hochdruckkreislauf ergibt sich durch die Höhendifferenz zwischen den übertägigen Anlagenteilen und dem P.E.S.^® unter Tage. Im Niederdruckkreislauf zirkuliert das Wasser zwischen dem P.E.S.^® und den untertägigen Kühlern, die auf diese Weise mit kaltem Wasser versorgt werden. Indem das P.E.S.^® das von über Tage zugeführte Wasser zunächst aufnimmt und erst nach einem erfolgten Druckausgleich die Weiterleitung durch den untertägigen Wasserkreislauf zu den Kühlern erfolgt, kann dieser als Niederdruckkreislauf gefahren werden.

Besonderheit beim P.E.S.^® ist die Weiterleitung des zugeführten Kaltwassers zu den Kühlern. Somit erfolgt nicht allein ein Temperaturübergang, sondern ein Transport des Mediums. Zwischen dem Wasser bei Zuführung zum P.E.S. einerseits und bei Austritt in den Niederdruckkreislauf andererseits ist nur ein geringer Temperaturverlust (Kälteverlust) festzustellen, der die Effizienzvorteile eines Kühlsystems mit einem P.E.S.^® begründet. Diese bestehen in einer geringeren Durchflussmenge des Mediums und einer infolgedessen entsprechenden Energieeinsparung während des Betriebs für Pumpenleistung und Kälteerzeugung.

Entsprechend der Bezeichnung besteht das P.E.S.^® bzw. der „Dreikammerrohraufgeber“ aus drei Rohrkammern. Jede Kammer ist sowohl an den Hochdruck- als auch an den Niederdruckkreislauf angeschlossen. Sie kann durch Ventile jeweils einem der beiden Kreisläufe zugeschaltet werden oder bei geschlossenen Ventilen im Wartezustand verharren. Um einen kontinuierlichen Durchfluss in beiden Kreisläufen aufrechtzuerhalten, ist gleichzeitig eine der Rohrkammern dem Hochdruckkreislauf zugeschaltet und eine weitere dem Niederdruckkreislauf. Die dritte Kammer verharrt derweil im Wartezustand, um im nächsten Schritt einem der beiden Kreisläufe zugeschaltet zu werden, während eine der beiden anderen Kammern dann in den Wartezustand wechselt. Im Wartezustand erfährt die jeweilige Kammer einen Druckausgleich über die sog. Bypass-Rohrleitungen und Bypass-Schieber, die für jede Rohrkammer eine zusätzliche Verbindung zu jedem der beiden Kreisläufe bilden.

Das Öffnen und Schließen der Ventile erfolgt hydraulisch. Die Prozesse werden per Software gesteuert.

TECHNISCHE MERKMALE

• Temperaturanstieg <0,5
• Lebenslang gleichbleibender Wirkungsgrad
• Kälteleistungen bis 20 MW mit einem P.E.S.
• Systemdrücke bis 150 bar mit einem P.E.S.
• Stufenweise erweiterbar
• Geringe Stillstandszeit für Wartungen
• Geringer Platzbedarf unter Tage