ALFA LAVAL-Rückkühler: 565 kW Trockenkühlung für eine Mining-Anlage in Litauen

UAB Šviesos energija ist ein litauisches Maschinenbauunternehmen aus Kretinga. Seit 2016 entwickelt das Unternehmen dezentrale Stromerzeugung mit Schwerpunkt auf Solaranlagen, Gas-Kolben-Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen und Wärmerückgewinnungssystemen. Die durchschnittliche Jahresproduktion liegt bei rund 1,2 GWh, von denen etwa 40 Prozent in den eigenen Anlagen verbraucht und der Rest in das lokale Netz eingespeist wird.

In den letzten Jahren hat sich das Unternehmen von einem typischen regionalen Energielieferanten zu einer Technologieplattform entwickelt, auf der Energie und Computer in einer einzigen Infrastruktur nebeneinander existieren. Der Standort beherbergt eine Hybridanlage, die Photovoltaik und ein Kraft-Wärme-Kopplungsmodul kombiniert. Und die erzeugte Energie wird zum Teil in einen Hochleistungscomputer-Cluster geleitet – eine Miniatur-Computerfabrik, in der jedes Kilowatt Strom in einen digitalisierten Strom von Hashes umgewandelt wird, die den ununterbrochenen Betrieb des Bergbau-Clusters und die finanzielle Stabilität des gesamten Energie-Ökosystems des Unternehmens unterstützen.

Das Kryptomining-Projekt war eine natürliche Erweiterung der technischen Philosophie von Šviesos energija – überschüssige Energie dort zu nutzen, wo sie einen echten Mehrwert bringen kann.

Auf dem Gelände sind mehr als 220 Serverschränke installiert, die jeweils eine Wärmeabgabe von etwa 650-800 W haben, was einer Gesamtlast von etwa 150-170 kW entspricht. Gleichzeitig übersteigt die Wärmestromdichte 1200 W/m², und der kritische Temperaturbereich für den Betrieb der Chips liegt bei 21-23 °C, wobei die Luftfeuchtigkeit 55 % nicht übersteigt. Unter solchen Bedingungen führen selbst kurzfristige Schwankungen von 2-3 Grad Celsius zu einem Rückgang der Hash-Rate-Effizienz um 5-7 % und zu einem Anstieg des Stromverbrauchs der Kühlsysteme um bis zu 12 %. Deshalb bestand die Hauptaufgabe darin, ein stabiles thermisches Profil zu erstellen – wie kann das Rechenzentrum des Unternehmens so gekühlt werden, dass jeder Mega-Hash nicht nur rentabel, sondern auch thermodynamisch und ökologisch vertretbar bleibt.

Hybride HLK-Anlage in der Synergie von Erzeugung und Kühlung

Das System wurde nach der Logik der direkten Wärmeabfuhr durch den Ventilatorkreislauf konzipiert, wobei die Hauptlast nicht durch den Kompressorkreislauf, sondern durch einen intensiven Luftaustausch über die Glykol-Wärmeaustauschfront entlastet wird. Bei Außentemperaturen unter 15°C schaltet das System in den Modus der freien Kühlung um, wodurch der Kompressorbetrieb entfällt und die eingestellte Temperatur allein durch die Wärmekapazität und die Glykolzirkulation mit einer Geschwindigkeit von ca. 0,9-1,1 m/s und einer durchschnittlichen Strömungsgeschwindigkeit von 98-100 m³/h aufrechterhalten wird. Diese Hydrodynamik gewährleistet eine stabile Temperaturverteilung über die Abschnitte und eine gleichmäßige Beaufschlagung der gesamten Lamellenoberfläche. Dies führt zu einem Wärmeübertragungswirkungsgrad von bis zu 93 % der Auslegungskapazität und gewährleistet, dass die Temperatur bei Spitzenlasten zwischen 35-40 °C gehalten wird.

Diese Architektur ermöglichte eine teilweise freie Kühlung an bis zu 280 Tagen im Jahr, wenn die Außentemperatur unter 15°C liegt. Durch diese Lösung konnten die Gesamtenergiekosten für die Kühlung um etwa 35-40 % gesenkt werden, wobei das thermische Gleichgewicht im gesamten Kreislauf erhalten blieb. Das System arbeitet mit einer dreistufigen Lüftersteuerung: Die Drehzahl wird durch die Temperatur des Rücklaufglykols geregelt, wodurch sichergestellt wird, dass das thermische Gefälle erhalten bleibt und keine plötzlichen Druckspitzen in den Leitungen der Hightech-Geräte auftreten.

Das Hydraulikschema ist mit einer Abgleichisolierung auf zwei Verteilern und der Möglichkeit, zusätzliche Module anzuschließen, ohne die Hauptleitung zu beeinträchtigen, konzipiert. Alle Leitungen sind für Durchflussmengen bis zu 100 m³/h ausgelegt, mit Arbeitsdurchmessern DN80-DN100 und zulässigen Druckverlusten von maximal 60 kPa. Das System ist mit Service-Bypässen und Punkten für Thermometrie und Manometrie ausgestattet, die eine Kalibrierung ohne Unterbrechung des Prozesses ermöglichen. Der Kreislauf verfügt über eine automatische ΔT-Durchflusskorrektur, um eine Temperaturstabilität von ±0,5 °C und die Kompatibilität mit der Kühler-Kaskade zu gewährleisten.

Eine Lösung, die sich im Laufe der Zeit und durch die Präzision der HLK-Ingenieure bewährt hat

Um die Aufgabe zu erfüllen, wurde ein Rückkühler ALFA LAVAL DCDS805BD222 P, Baujahr 2005, mit einer Nennwärmeleistung von 565 kW installiert. Trotz seines Alters zeigt das Gerät den Zustand und die Effizienz des modernen Ausrüstungsniveaus – dank des ursprünglichen Designs der Lamellen und der kompetenten Wartung der Wärmetauschabschnitte des ausgewählten Rückkühlers.

Der Rückkühler erfüllt die Funktion der ersten Stufe der Wärmeabfuhr – die Unterkühlung der Flüssigkeit vor dem Eintritt in den Prozesswärmetauscher. Der Kühlmittelkreislauf besteht aus Wasser mit Glykol, das für einen stabilen Betrieb bei verschiedenen Arten von Nennlasten ausgelegt ist.

Das System wird von EVROPROM entwickelt und geliefert, wobei die Ventilatorgruppe, die Sektionen und der Verteilerkopf vor der Auslieferung im Werk getestet werden. Die Konfiguration ermöglicht die Integration in ein Kaskadenschema mit Kältemaschinen oder zusätzlichen Rückkühlern und gewährleistet so Modularität, eine hohe Lebenserwartung und betriebliche Flexibilität ohne Beeinträchtigung der Grundhydraulik.

Gleichgewicht in den Prozessparametern der ALFA LAVAL-Rückkühler

Die gelieferte Anlage demonstriert eine ausgewogene Kombination von Leistung, Energieeffizienz und Kompaktheit in diesem Design. Eine Kühlleistung von 565 kW mit einem Temperaturprofil von 40/35 °C und einer Lufttemperatur von 25 °C gewährleistet eine optimale Wärmebilanz bei intensiver IT-Belastung. Als Basisflüssigkeit wird eine Mischung aus Wasser und Glykol verwendet, die für einen stabilen Betrieb bei Temperaturschwankungen von bis zu -15 °C in den kalten Wintern Litauens ausgelegt ist.

Der Volumendurchsatz des Kühlmittels beträgt 98,4 m³/h, was bei einem Luftdurchsatz von 200 800 m³/h eine gleichmäßige Verteilung der Kühlung in allen Bereichen gewährleistet. Es gibt 10 Ventilatoren mit einem Durchmesser von 800 mm, die einen gleichmäßigen Druck bei niedrigem Geräuschpegel erzeugen. Die äußere Wärmeaustauschfläche beträgt 1.885 m² und das Innenvolumen der Sektionen 163 dm³. Die Abmessungen der Einheit betragen 9,7 × 1,3 × 2,5 m, die Masse 1.491 kg.

Diese Passmerkmale bildeten die Grundlage für die technischen Berechnungen des Hydrauliksystems der Baustelle, einschließlich des Abgleichs der Kreisläufe, der Anpassung der Druckverluste und der Verteilung des Durchflusses auf die Abschnitte. Alle Parameter wurden von den EVROPROM-Fachleuten in der Entwurfsphase überprüft, wodurch sichergestellt wurde, dass die tatsächlichen Betriebsbedingungen genau mit den Entwurfsdaten übereinstimmten.

Thermische HLK-Kaskadenarchitektur und Systembetriebsprinzipien

Die Kühltechnik bei UAB Šviesos energija basiert auf dem Prinzip einer geschlossenen Kaskade, bei der jeder Kreislauf eine klar definierte Funktion in der Wärmeabfuhrkette erfüllt. Der Heißglykolkreislauf nimmt die Wärmelast von den Bergbaugestellen auf und leitet sie an den Plattenwärmetauscher weiter, wo die primäre Strömungstrennung und der Temperaturausgleich stattfinden. Danach gelangt das Ethylenglykol mit Wasser in den ALFA LAVAL-Rückkühler, der die Funktion der Unterkühlung auf die berechneten Parameter ausübt, und kehrt in das System zurück, so dass ein kontinuierlicher Wärmekreislauf mit der eingestellten Temperatur entsteht.

Im Falle eines Anstiegs der Rechenleistung und damit der Wärmekapazität schaltet das System automatisch die Endstufe der Verdichterkühlung ein, die im Projekt als Reserve vorgesehen ist.

Die Architektur schafft eine hybride Struktur, die die Vorteile der Trockenkühlung und der klassischen Kompressorkühlung kombiniert, was nicht nur die Energieeffizienz gewährleistet, sondern auch die Betriebssicherheit erhöht: Bei einem Ausfall einer Stufe kann die zweite Stufe den Leistungsabfall rechtzeitig kompensieren. Dieser Ansatz macht das System widerstandsfähig gegen saisonale und Spitzenlasten, was für solche Bergbaustandorte mit unregelmäßiger Wärmeerzeugung besonders wichtig ist.

Vorteile der Wahl von ALFA LAVAL mit Garantie von EVROPROM

Bergbaubetriebe erzeugen pulsierende Spitzen mit Wärmestromschwankungen von bis zu ±15 kW pro Sekunde und Gestell. Eine große Wärmeaustauschfläche von 1.885 m² und hohe Luftaustauschraten von 200.800 m³/h halten die Temperaturschwankungen ΔT innerhalb von 0,4-0,6 °C, was für stabile Hash-Raten und die Vermeidung von Wirkungsgradeinbrüchen von 5-7 % während kurzer Lastspitzen entscheidend ist.

Die Wirtschaftlichkeit der Kühlung beruht auf der Wärmeabfuhr durch die Ventilatoren, wodurch die Endlast des Kompressors um 25-30 % reduziert wird und die teilweise freie Kühlung an bis zu 280 Tagen im Jahr genutzt werden kann, wodurch jährlich über 40 MWh Strom eingespart werden. Die modulare Architektur des Systems unterstützt den Anschluss zusätzlicher Luft- und Glykolabschnitte ohne Änderung der Hydraulik und bietet eine Durchflussmenge von bis zu 100 m³/h pro DN80-DN100-Leitung und einen Druckverlust von höchstens 60 kPa, wobei ein stabiles thermisches Regime aufrechterhalten wird und die Anlage für eine Erweiterung bereit ist.

Senkung der Kühlkosten um bis zu75000-85000 € pro Jahr: wie EVROPROM einen Bergbaubetrieb wirtschaftlich machte

Bei einer Leistung der Trockenkühlung von 565 kW, einer teilweisen Freikühlung an bis zu 280 Tagen im Jahr und einem Dauerbetrieb von 24 Stunden am Tag führt eine Senkung der Primärenergiekosten um 35-40 % zu Einsparungen von etwa 1.575.000-1.800.000 kW/Stunde. Bei einem Tarif von 0,18 €/kW pro Stunde entspricht dies 283.500-324.000 € allein durch die Reduzierung des Betriebs der Kompressoranlage. Wenn wir dies nach Monaten aufschlüsseln, kommen wir auf Einsparungen zwischen 23.600 und 27.000 € pro Monat. Gleichzeitig ist das System flexibel erweiterbar: Durch Hinzufügen zusätzlicher Luft- oder Glykolabschnitte kann die Kühlkapazität erhöht werden, wodurch sich die Einsparungen um weitere 5-10 % erhöhen können, wenn die Wärmelast des Bergbau-Clusters des Unternehmens steigt.

Der tatsächliche wirtschaftliche Nutzen unter Berücksichtigung der tatsächlichen Spitzenlast, der Trägheit der Wärmeübertragung und der Effizienz der Luftstromverteilung liegt bei 75-85.000 € pro Jahr. Dazu gehören geringere Betriebsstunden der Kompressormodule, niedrigere Wartungskosten, kein Leitungswasserverbrauch und geringere Risiken von Korrosion und biologischer Verschmutzung. Bezogen auf jedes Kilowatt installierter Leistung des Rückkühlers erreicht die tatsächliche jährliche Einsparung etwa 133-150 € pro kW, was diese Implementierung technisch zuverlässig und finanziell attraktiv macht.

Warum EVROPROM wählen?

EVROPROM war der einzige Auftragnehmer für die Fertigstellung, Lieferung und Inbetriebnahme eines 565 kW ALFA LAVAL DCDS805BD222 P Rückkühlers für UAB Šviesos energija. 10 Ventilatoren mit einem Durchmesser von 800 mm sorgen für einen gleichmäßigen Luftstrom von 200 800 m³/h in 10 Abschnitten mit minimalen lokalen Turbulenzen und Schwingungen <0,5 mm/s und einer Akustik im Bereich von 50-65 dB. Die werkseitige Prüfung der Ventilatorgruppe, die Abdichtung der Sektionen, die Auswuchtung und die Kennzeichnung der Baugruppen auf Lager minimieren die Installationsrisiken. Die Anbindung an den Verteiler und die Einstellung eines Volumenstroms von 98,4 m³/h mit ΔT ermöglichen eine Stabilisierung des Temperaturprofils zwischen 21-23°C bei einer Luftfeuchtigkeit von ≤55% und einer Gesamtlast von bis zu 170 kW, während die automatische Umschaltung auf die Verdichter-Nachbehandlungsstufe aktiviert wird, wenn die ΔT-Abweichung nicht mehr als ±0,5°C beträgt.

Der Einsatz eines Rückkühlers als erste Stufe reduziert den Betrieb der Verdichteranlage um 25-30%, senkt die Betriebskosten, eliminiert vollständig den Leitungswasserverbrauch und verringert die Korrosionsrisiken. Das Design des Rückkühlers mit vergrößerter Lamellenfläche und optimiertem Anströmwinkel glättet Temperaturspitzen, während die modulare Architektur eine Vergrößerung des Systems ohne erneuten Zusammenbau der Hydraulik ermöglicht: Die Leitungen sind für Durchflussmengen bis zu 100 m³/h, Druckverluste ≤60 kPa und ΔT-Stabilität von ±0,5°C ausgelegt. Die freie Kühlung ist an bis zu 280 Tagen im Jahr effizient und reduziert die jährlichen Energiekosten um 35-40 %.

Zu den Vorbereitungen im Lager gehörten Dichtheitsprüfungen der Sektionen, der Abgleich der Ventilatoren und die Etikettierung der Baugruppen. An diesem Standort wurden die Zugangsmaße und -öffnungen koordiniert, das Abladen und die Installation nach Phasen, der Anschluss an den Kollektor, die Kontrolle der Temperatur und der Durchflussmenge, die Einstellung der Ventilatorfrequenzantriebe und des Notfallsystems. Alle Messungen werden über ein verteiltes Sensornetz aufgezeichnet und die Protokolle stehen dem Kunden zur Verfügung. Die EVROPROM-Garantiezeiten umfassen 6-36 Monate laufende Unterstützung und Beratung, Dichtheitsprüfungen, Inspektion durch HLK-Ingenieure, Vorbereitung für den Versand, Zertifikate und Unterstützung beim Zoll.

Dieser Ansatz macht die Lieferung zu einer kompletten technischen Lösung: Reduzierung der Amplitude von Temperaturspitzen, Temperaturstabilität, Minimierung der Kompressorbetriebsstunden und Flexibilität für zukünftige Erweiterungen. Das Projekt zeigt, dass EVROPROM ein Auftragnehmer für Unternehmen mit eigener Erzeugung und hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit des industriellen Betriebs ist.

Autor des Artikels:

Svyatoslav Ovcharenko, Verkaufsleiter

10.10.2025