Welches Kühlsystem eignet sich am besten für welche Hochdruckpumpeninstallation zum Wasserstrahlschneiden? Beim Betrieb einer Hochdruckpumpe zum Wasserstrahlschneiden ist eine zuverlässige Kühlanlage wichtig, da Komponenten der Pumpe beschädigt werden können, wenn das Hydrauliköl eine zu hohe Temperatur erreicht. Wird das Öl zu heiß, erfolgt daher eine automatische Abschaltung. KMT Waterjet Systems empfiehlt für seine Hochdruckpumpen eine Betriebstemperatur von 40-45°C. Als Kühlsystem bietet das Unternehmen mehrere Alternativen an: Wasserkühlung, Luftkühlung oder ein Kombination aus beidem. Welche dieser Alternativen dabei die beste ist, hängt von unterschiedlichen Faktoren ab und muss im Einzelfall entschieden werden.
Wenn es um die Frage geht, welches der beiden alternativen Kühlsysteme für die jeweilige Anwendung zum Wasserstrahlschneiden passend ist, müssen sowohl Umwelteinflüsse als auch die Gegebenheiten der Installation in Betracht gezogen werden. Grundsätzlich gilt für KMT-Hochdruckpumpen die Aussage, dass die Luftkühlung nur bis zu einer Außentemperatur von ca. 30°C zuverlässig arbeitet: Zum effektiven Betrieb eines solchen Systems ist eine Temperaturdifferenz zwischen Umgebungsluft und Hydrauliköl von mindestens 10°C notwendig. Steigt das Thermometer über diesen Wert, nimmt die Kühlleistung des Luftkühlungssystems rapide ab. Zwar läuft die Hochdruckpumpe auch bei höheren Temperaturen weiter – eine automatische Abschaltung erfolgt erst, wenn das Öl 62°C erreicht – doch wenn die empfohlene Höchsttemperatur überschritten wird, kann sich das negativ auf die Standzeiten der Hochdruckdichtungen im Druckübersetzer auswirken.
Vorzüge der Luftkühlung für Hochdruckpumpen
Auf der anderen Seite hat die Luftkühlung aber auch ihre Vorteile. Zwar ist die Wasserkühlung als Standardoption bei KMT STREAMLINE-Hochdruckpumpen in der Anschaffung etwas günstiger, jedoch relativiert sich dieser leichte Preisvorteil schnell wieder: Wird die Wasserkühlung ohne zusätzliches Kühlaggregat für das Kühlwasser verwendet und demzufolge das Wasser nach dem Kühlungsvorgang direkt abgeleitet, fallen hier zusätzliche Betriebskosten an. Eine 50-PS-Pumpe beispielsweise erreicht dabei schnell einen Kühlwasserverbrauch von 10 l/min. Je nach Wasserpreis und Laufzeiten der Hochdruckpumpe fallen hier mehr oder weniger hohe Kosten an, die bei Einsatz einer Luftkühlung vermieden werden können. Soll das Wasser wiederverwendet werden, um diese Kosten zu sparen, muss der Betreiber der Wasserstrahlschneidanlage ein externes Kühlaggregat anschließen; so kann das Wasser vor der erneuten Einleitung in den Kühlkreislauf wieder heruntergekühlt werden. Die Kosten für ein solches Aggregat können sich dann durchaus auf das dreifache der Mehrkosten für die Luftkühlung belaufen. Somit stellt letztere bei den Gesamtkosten die günstigere Alternative dar.
Auch was die Installation betrifft, kann die Luftkühlung überzeugen. In dieser Variante erhält der Käufer ein sofort einsatzfertiges System. Bei der Wasserkühlung muss entweder noch das bereits erwähnte zusätzliche Kühlaggregat installiert oder die Ableitung des verbrauchten Kühlwassers eingerichtet werden. Gerade für kleinere Betriebe, die keine Möglichkeit haben auf eine evtl. schon vorhandene Kühlanlage zurückzugreifen, ist dies ein Vorteil. Zudem kann in kleineren Gebäuden die Abluft des Luftkühlers zum Heizen verwendet werden.
Vorzüge der Wasserkühlung für Hochdruckpumpen
Eine Wasserkühlung kann sich in dem Moment rechnen, wenn günstiges Wasser vorhanden ist. Das können z.B. ein Fluss oder andere natürliche Gewässer in der Nähe des Standortes der Wasserstrahlschneidanlage sein. Doch auch in diesem Fall kommt man nicht ganz um zusätzliche Kosten herum: Bei der Einspeisung aus stehenden oder fließenden Gewässern ist zumeist eine Pumpe notwendig, um den Eingangswasserdruck von mindestens 2,5 bar zu erreichen.
Unerlässlich hingegen ist die Wasserkühlung in Gegenden, in denen regelmäßig und dauerhaft Außentemperaturen von 30°C und mehr erreicht werden. Hier gelangt die Luftkühlung naturgemäß an ihre Grenzen. Ähnliches gilt für große Wasserstrahlschneidanlagen, die aus 4 bis 5 oder mehr Hochdruckpumpen bestehen. Werden in solchen Fällen Luftkühlungssysteme eingesetzt kommt es je nach Räumlichkeit zu mehr oder weniger starken Luftverwirbelungen, die die Effektivität der Kühlsysteme einschränken. Zudem produziert die große Anzahl an Systemen viel Abluft. Diese heizt die Umgebung um die Hochdruckpumpen derart auf, dass ein Herunterkühlen nur durch Luft nicht mehr möglich ist.
Welches System ist das passende?
So lässt sich sagen, dass die Luftkühlung was Anschaffungs- und Betriebskosten angeht gegenüber der Wasserkühlung zumeist die günstigere Alternative ist, sich jedoch nicht unter allen Bedingungen einsetzen lässt. Für hohe Außentemperaturen und große Wasserstrahlschneidanlagen bietet sich daher eher die Wasserkühlung an. Die größte Flexibilität jedoch bietet ein Kombisystem wie es von KMT für seine Hochdruckpumpen angeboten wird. Besonders in Gegenden, in denen die Außentemperatur zwar zeitweise über 30°C steigt, aber nicht dauerhaft so hoch ist, lässt sich somit die günstige Luftkühlung mit der zuverlässigeren Wasserkühlung kombinieren. Dabei wird hauptsächlich mit Luft gekühlt und bei Bedarf die Wasserkühlung zugeschaltet.