Der Eismeister
Kühlturm, Verflüssiger und Wärmerückgewinnung in Eissportanlagen
Eine Kälteanlage erzeugt nicht nur Kälte. Die Wärme, die dem Eisfeld entzogen wird, muss zusammen mit der vom Verdichter eingebrachten Energie an anderer Stelle wieder abgegeben oder sinnvoll genutzt werden.
Gerade in Eissportanlagen ist diese Abwärme ein wichtiges Thema. Sie kann beispielsweise für Heizung, Warmwasser oder weitere Verbraucher im Gebäude genutzt werden. Gleichzeitig muss jederzeit sichergestellt sein, dass überschüssige Wärme zuverlässig abgeführt werden kann.
Eine Kälteanlage funktioniert nur dauerhaft sicher, wenn auf der Hochdruckseite ausreichend Wärme abgeführt werden kann – unabhängig davon, ob diese Wärme genutzt oder an die Umgebung abgegeben wird.
1. Warum entsteht bei einer Kälteanlage Wärme?
Im Verdampfer nimmt das Kältemittel Wärme aus dem Eisfeld oder einem anderen zu kühlenden Bereich auf. Der Verdichter saugt das gasförmige Kältemittel an und verdichtet es. Durch diese Verdichtung steigen Druck und Temperatur des Kältemittels deutlich an.
Nach dem Verdichter kann das heiße Ammoniakgas – abhängig von Anlage und Betriebszustand – Temperaturen von etwa 100 °C oder mehr erreichen. Diese Wärme muss wieder abgeführt werden. Ein Teil kann über einen Enthitzer nutzbar gemacht werden; anschließend gibt das Kältemittel im Verflüssiger beziehungsweise Kondensator weitere Wärme ab und wird wieder flüssig.
Wärme aus dem Eisfeld
plus
elektrische Energie der Verdichter
=
abzuführende Wärme auf der Hochdruckseite.
2. Aufgabe des Verflüssigers
Nach dem Verdichter strömt das heiße, gasförmige Kältemittel zum Verflüssiger, der auch Kondensator genannt wird. Dort gibt das Kältemittel Wärme ab und wird wieder flüssig.
Der Verflüssiger überträgt diese Wärme auf ein anderes Medium. Das kann beispielsweise Wasser oder Außenluft sein. Welche Bauart verwendet wird, hängt von der Anlage, dem Standort und dem Rückkühlkonzept ab.
- wassergekühlter Rohrbündelverflüssiger,
- Plattenwärmeübertrager als Verflüssiger,
- luftgekühlter Verflüssiger,
- Verdunstungsverflüssiger.
Der Verflüssiger überträgt Wärme vom Kältemittel auf ein anderes Medium. Die Wärme muss anschließend aus diesem Medium weiter abgeführt oder genutzt werden.
3. Rohrbündelverflüssiger und Kühlwasserkreislauf
Bei einem wassergekühlten Rohrbündelverflüssiger gibt das Kältemittel seine Wärme an einen Kühlwasserkreislauf ab. Das Kühlwasser wird dabei wärmer und muss anschließend wieder abgekühlt werden.
Ammoniak → Rohrbündelverflüssiger → warmes Kühlwasser → Rückkühlung → abgekühltes Kühlwasser zurück zum Verflüssiger
Rohrbündelverflüssiger und Kühlturm sind deshalb häufig keine Alternativen, sondern zwei aufeinanderfolgende Teile desselben Systems. Der Rohrbündelverflüssiger überträgt Wärme vom Ammoniak auf das Wasser. Der Kühlturm oder eine andere Rückkühlung entzieht dem Wasser diese Wärme wieder.
4. Kühlturm, Brunnenwasser und andere Rückkühlungen
Das erwärmte Wasser aus dem Kühlwasserkreislauf muss wieder abgekühlt werden. Dafür gibt es verschiedene technische Möglichkeiten.
- Kühlturm: Das Kühlwasser gibt Wärme an die Außenluft ab.
- Brunnenwasser: Ein Plattenwärmeübertrager überträgt Wärme vom Kühlwasserkreislauf auf Brunnenwasser.
- Trockenkühler: Die Wärme wird über einen luftgekühlten Wärmeübertrager abgegeben.
- Wärmerückgewinnung: Die Wärme wird zunächst im Gebäude genutzt; überschüssige Wärme muss trotzdem rückgekühlt werden.
Beim Einsatz von Brunnenwasser trennt ein Plattenwärmeübertrager in der Regel beide Wasserkreisläufe. Das Kühlwasser aus dem Rohrbündelverflüssiger bleibt im eigenen Kreislauf. Das Brunnenwasser nimmt die Wärme nur über den Plattenwärmeübertrager auf.
Brunnenwasser, Entnahme, Wiedereinleitung und Wasserrecht müssen immer mit den örtlichen Genehmigungen und den zuständigen Stellen abgestimmt sein.
Ein Verdunstungsverflüssiger kombiniert Wärmeübertrager und Verdunstungskühlung in einem Gerät. Ein Teil des Sprühwassers verdunstet und transportiert dabei einen großen Teil der Wärme ab. Maßgeblich für seine Leistung ist vor allem die Feuchtkugeltemperatur der Außenluft.
5. Aufgabe des Enthitzers
Ein Enthitzer befindet sich auf der Heißgasseite nach dem Verdichter. Dort kann ein Teil der besonders heißen Wärme des verdichteten Kältemitteldampfes auf Wasser oder einen anderen Wärmeverbraucher übertragen werden.
Diese Wärme liegt auf einem höheren Temperaturniveau vor als die Wärme aus dem eigentlichen Kühlwasserkreislauf. Sie kann deshalb besonders interessant sein, wenn Heizungs- oder Brauchwasser erwärmt werden soll.
Ein Enthitzer kann einen besonders heißen Teil der Abwärme nutzbar machen. Er ersetzt den Verflüssiger jedoch nicht. Das Kältemittel muss anschließend weiterhin ausreichend gekühlt und verflüssigt werden.
6. Wärme zurückgewinnen und nutzen
Eine Wärmerückgewinnung nutzt die Abwärme der Kälteanlage, statt sie ausschließlich über einen Kühlturm oder eine andere Rückkühlung an die Umgebung abzugeben.
Das erwärmte Wasser aus dem Verflüssigerkreislauf oder aus einem Enthitzer kann beispielsweise zur Unterstützung einer Heizungsanlage eingesetzt werden.
- Beheizung von Nebenräumen und Sozialräumen,
- Unterstützung der Gebäudeheizung,
- Vorwärmung von Brauchwasser,
- Beladung eines Pufferspeichers,
- Versorgung weiterer Wärmeverbraucher im Gebäude.
Kälteanlage → Verflüssiger oder Enthitzer → warmes Wasser → Heizungsanlage oder Pufferspeicher → Wärmeverbraucher
Wärmerückgewinnung ist besonders sinnvoll, wenn Wärmebedarf und Kälteerzeugung zeitlich zusammenpassen. Eine gute Regelung und ein ausreichend dimensionierter Pufferspeicher können dabei helfen.
7. Wasserqualität, Wartung und Frostschutz
Wasserqualität und regelmäßige Wartung sind bei wassergekühlten Verflüssigern und Verdunstungsverflüssigern besonders wichtig. Kalkablagerungen, Korrosion oder biologisches Wachstum verschlechtern den Wärmeübergang und können die Leistungsfähigkeit deutlich reduzieren.
Die Wasseraufbereitung, Ausschlämmung, Enthärtung und gegebenenfalls die Bioziddosierung müssen deshalb zum jeweiligen System passen und regelmäßig überprüft werden.
Schon dünne Kalkablagerungen können den Wärmeübergang erheblich verschlechtern. Ein verkalkter oder korrodierter Verflüssiger erhöht den Energiebedarf und kann zu Störungen führen.
Bei Anlagen mit Sprühwasser muss außerdem der Frostschutz beachtet werden. Bei Frostgefahr müssen wasserführende Bereiche je nach Bauart entleert, frostfrei gehalten oder entsprechend der Herstellerangaben betrieben werden.
8. Kühlturm und 42. BImSchV
Kühltürme und Verdunstungskühlanlagen haben zusätzliche Betreiberpflichten, weil Kühlwasser mit der Atmosphäre in Kontakt kommen kann. Dabei können Aerosole entstehen. Deshalb sind Wasserqualität, Hygiene, Wartung, Untersuchung und Dokumentation besonders wichtig.
Die 42. BImSchV regelt die Anforderungen an Verdunstungskühlanlagen, Kühltürme und Nassabscheider. Sie betrifft nicht jeden luftgekühlten Verflüssiger, wohl aber Anlagen, bei denen Wasser verrieselt, versprüht oder in anderer Weise mit der Atmosphäre in Kontakt kommen kann.
Ein Kühlturm ist nicht einfach nur ein Wärmeübertrager außerhalb des Gebäudes. Durch die 42. BImSchV kommen zusätzliche Anforderungen an hygienegerechten Betrieb, Kontrollen, Wasseruntersuchungen, Betriebsdokumentation und gegebenenfalls Meldungen hinzu.
9. Regelung, Energie und Schall
Die Rückkühlung beeinflusst unmittelbar den Verflüssigungsdruck und damit den Energiebedarf der Kälteanlage. Ein hoher Verflüssigungsdruck erhöht grundsätzlich die Leistungsaufnahme der Verdichter.
Gleichzeitig benötigen Ventilatoren, Pumpen und weitere Bauteile der Rückkühlung ebenfalls Strom. Ziel ist deshalb nicht, Ventilatoren immer mit maximaler Leistung laufen zu lassen, sondern die Anlage als Gesamtsystem sinnvoll zu regeln.
Bei Kühltürmen, Trockenkühlern und luftgekühlten Verflüssigern muss außerdem der Schall beachtet werden. Besonders bei Wohnbebauung, Nachtbetrieb oder Aufstellung nahe an Wänden kann die Geräuschentwicklung relevant werden.
Schalldämpfer können Geräusche reduzieren. Sie erzeugen jedoch zusätzlichen Druckverlust und können dadurch eine höhere Ventilatorleistung erforderlich machen. Schallschutz und Energieverbrauch müssen gemeinsam betrachtet werden.
10. Besonderheiten in Eissportanlagen
In einer Eissportanlage fällt während des Betriebs der Kälteanlage eine erhebliche Wärmemenge an. Gleichzeitig gibt es im Gebäude häufig Wärmeverbraucher, die von einer Wärmerückgewinnung profitieren können.
- Umkleiden und Duschen,
- Sanitär- und Sozialräume,
- Gastronomie und Büroräume,
- Gebäudeheizung,
- Warmwasserbereitung,
- Pufferspeicher und weitere Wärmeverbraucher.
Gerade bei Neubau, Sanierung oder Modernisierung sollte deshalb nicht nur betrachtet werden, wie effizient Kälte erzeugt wird. Ebenso wichtig ist die Frage, was mit der dabei entstehenden Wärme geschieht.
11. Kurz zusammengefasst
- Der Verflüssiger: überträgt Wärme vom Kältemittel auf Wasser oder Luft und ermöglicht die Verflüssigung.
- Der Rohrbündelverflüssiger: erwärmt einen Kühlwasserkreislauf.
- Der Kühlturm: kühlt dieses erwärmte Kühlwasser wieder ab.
- Der Enthitzer: kann besonders heiße Abwärme auf höherem Temperaturniveau nutzbar machen.
- Die Wärmerückgewinnung: nutzt Abwärme beispielsweise für Heizung oder Warmwasser.
- Die Rückkühlung: muss auch dann funktionieren, wenn gerade kein Wärmebedarf besteht.
Rechtliche Grundlage: 👉 42. BImSchV – Verordnung über Verdunstungskühlanlagen, Kühltürme und Nassabscheider
Stand: 16.09.2026 – regelmäßige fachliche Überprüfung und anlagenspezifische Bewertung durch qualifizierte Fachplaner oder Fachfirmen empfohlen.