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07. März 2025 10:48:04 - Werner
Moin Waldi und Huebi,
unser Professor hat immer gesagt: "ich habe nichts gegen ausprobieren, aber Verfahrenstechnik muß man rechnen !"
Anmerkung meinerseits nach 39 Berufsjahren: und DANN ausprobieren.
Also Huebi, laß mal ein paar Daten rüberwachsen. Welche Leistung soll der Kreis überhaupt haben? Wir damit eine Ferienhütte ein bißchen kuschelig gemacht oder soll da richtig was geheizt werden?
Gibt es eine Möglichkeit, die zur Verfügung stehende Wassermenge/-temperatur festzustellen?
Apropos Einfrieren: ich erzähle mal aus meinem Job. Erst kürzlich bekam ich einen Anruf von einem Kunden, dass ein Schiff im Hafen liegt und nicht vernünftig entladen kann. Time ist Money und die brauchten viel zu lange, sodaß der Abnehmer onshore gesagt hat "gibt her den Kram, wie machen den selbst warm". Sie sind gerade noch so um eine Konventionalstrafe drumrum gekommen. Das war im Jnuar und die haben schon drei Wochen rumgekaspert, woran es liegen könnte.
Der Vorgang ist wärmetechnisch ganz simpel. In den großen Lägern lohnt es sich, die Suppe (Propan) kalt zu lagern, weil die Lagerbehälter solcher Größen sonst meterdicke Wände kriegen müßten. Also baut man dünn und mit teurem Material, was tiefe Temperaturen verträgt und stellt eine Verflüssigungsanlage daneben. Alles sehr teuer, aber bei großen Mengen lohnend. Zudem wollen Behörden lieber die drucklose Lagerung, weil das bei Störfällen die Zahl der Kilototen erheblich senkt.
Der Gastanker übernimmt also kalte Flüssigkeit und fährt los. An der Abnahmestelle jedoch steht ein kleines Lager, was das Propan unter Druck lagert und weiter verteilt an die Abnehmer. Bei üblichen Lagermengen des Produktes lohnt sich die Normalstahlbüchse eher, die auch bei den Abmessungen nur kleine Wandstärken braucht. Außerdem will der Verbraucher anschließen und benutzen. Es muß Druck in der Flasche sein und Gerätschaften für die Aufwärmung werden viel zu kompliziert.
So, das nur man allgemein.
Das Schiff hat einen oder mehrere Wärmetauscher, die häufig als MPHE gebaut werden. Das bedeutet "Multiple Purpose Heat Exchanger". Per verschiedender Schaltungsmöglichkeiten kann der WT als Kondensator benutzt werden (häufigster Fall), könnte beim Entladen als Verdampfer benutzt werden, um etwaigen Unterdruck im Schiffstank auszugleichen (seltenster Fall, eher ein Verkaufsgag) und kann zum Aufwärmen des kalten Produktes bei Abgabe an das onshore Terminal verwendet werden.
Und da liegt der Hase im Pfeffer: das Aufwärmen beim Entladen kommt nicht so oft vor, dass diese WTs speziell dafür ausgelegt werden. Es wird zwar was gerechnet, aber die Leistung wird einfach nur überprüft und angegeben. Die Kundschaft akzeptiert das in aller Regel so. Das ist ähnlich wie beim Auto mit dem Rückwärtsgang. Da fragt keiner danach, wie schnell das Auto denn rückwärts fahren kann und ob es dabei Getriebegeräusche gibt oder nicht.
Einer meiner ersten Jobs als Selbstständiger war die Nachrüstung eines Schiffes mit einem richtig großen Cargoanwärmer, der dem Schiff ermöglichte, die Liegezeit im Hafen auf ein Fünftel zu verkürzen. Das war für die Reederei bares Geld. Der WT war konventionell gebaut mit Rohren und Kammern und richtig groß und richtig schwer. Gekostet hat er auch so einiges. (Irgendwas um die 84.000 DM). Teuer wurde die Installation deshalb, weil das Schiff ständig unterweg war und der WT im Container dem Schiff ständig hinterher gereist ist. Es ging über China nach Dubai und quer durch Europa und irgendwann hatten sie mal eine Lücke. Funktioniert hat alles bestens und ich hatte einen guten Einstand.
Nun hat sich aber die Zeit weiter gedreht und Plattenwärmetauscher sind begehrte Ware. Sie sind nicht billiger, wenn man im edlen Bereich sich aufhält, aber sie sind viel kompakter und haben hohe Leistungen.
Ein Hersteller, dessen Name ich jetzt nicht nenne, hat sich bei der Herstellung soweit vorgetastet, dass er das Einfrieren seiner Apparate zulassen kann. Man hat regelrechte Einfriertests gemacht. 25 mal kalt und warm und dann Drucktests usw. . . . . alles heil geblieben.
Das Schiff, um das es geht, wollte also entladen und es ging nicht, es ging nur mit stark reduzierter Menge. Man hat mir Fotos geschickt vom WT, der außen deutlich Eis zeigte, alles hat durcheinander geredet und geschrieben. Der Hersteller hat natürlich alle Schuld von sich gewiesen und gemeint, die Seewasserzufuhr sehr verstopft gewesen usw. usw. , bis es meinem Kunden, der das Schiff ausgerüstet hat, gereicht hat. So bekam ich den Auftrag, das ganze zu untersuchen.
Meine Untersuchung hat ergeben, dass der WT auf der Seewasserseite etwa zur Hälfte eingefroren war und somit auch nur zur Hälfte seiner Funktion nachkommen konnte.
Vereisung ist bei Minus-Temperaturen unvermeidbar !!!
Das gilt auch für die ganz kleinen. man kommt halt um die Physik nicht drumrum. Und gerade bei den PWTs ist der Wärmeübergang so gut, dass das Wasser eben halt fest wird.
Ja wie, und dann ?
Es bildet sich also auf den Flächen am Kalteintritt eine Eisschicht. Diese isoliert ziemlich gut und mit anwachsender Dicke ist irgendwann ein Gleichgewicht erreicht. Dazu ist aber unabdingbare Vorraussetzung, dass das Wasser weiter strömt.
Da die Platten aber sehr dicht beieinander sind, wird der Durchfluß an der Stelle, wo es zuerst passiert, geringer, sodaß die Schicht weiter wächst und irgendwann ist Schluß und es strömt nichts mehr. Bei erzwungener Strömung durch Pumpen bleibt dann der Bereich frei, wo es noch strömt. Dort geht viel mehr Wassermenge auf kleinem Raum durch, sodaß die Eisschicht dünn bleibt.
Dies war so in etwa meine Ausarbeitung, allerdings mit viel wärmetechnischen Berechnungen hinterlegt.
Der Flottenchef der Reederei hat mein Geschreibse kaum beachtet und im Krisenmeeting bestimmt, dass der Hersteller seine Dinger ins Werk nimmt und die Verteilung des aufzuwärmenden Produktes überarbeitet. Und so sind die Leute vor zwei Wochen auseinander gegangen.
Ich verstehe den Entscheider. Er kann nicht einfach einen neuen WT nach herkömmlicher Bauart bestellen, das würde nicht auf das Schiff passen und der Änderungsaufwand wäre so groß begleitet von dem Makel, dass man konzeptuell falsch gebaut hat. Der Mann selbst ist eine Größe in der Seefahrt, selbst Kapitän gewesen und kennt sich mit Schiffen aus, wie kaum einer. Ob das Ruder gerade nicht richtig will, oder ob die Navigation versagt, oder ob die Schiffsmaschine unzulässig vibriert. Alles stürzt sich auf ihn.
Ich bin jetzt recht gespannt, was passiert. Meiner Ansicht nach KANN es nicht funktionieren. Aber womöglich werde ich das nie erfahren, weil der Dispatcher des Schiffes vielleicht neue Aufgaben findet, die lukrativer sind. Und dann steht der umgebaute WT an Bord und wird für diesen Zweck nicht mehr benutzt. Immerhin hat es fünf Jahre gedauert, bis dieser Einsatzfall für das Schiff mal gefragt wurde.
Da ich in den Terminals auch schon beruflich unterwegs war, weiß ich genau, wie das abläuft. Der Schichtführer läuft zum Produktionschef und sagt "wir sind zu spät, die können nicht richtig entladen!" Der Produktionschef schreibt dann an den Werkleiter eine Begründung, überlegt Maßnahmen, die meist Geld kosten, also z.B. Energie, und dann geht das weiter. Hinterher zankt sich der Einkauf des Werkes mit der Reederei und es gibt Preisnachlass. Sowas passiert zwei oder drei mal, dann hat der Einkauf einen anderen am Wickel. Unterschrieben haben sie alle, dass sie das können, aber die Realität sieht häufig anders aus.
Vor zehn Jahren kamen in Wilhelmshaven Schiffe mit kalten Ethylen, während wir die Verflüssigung umgebaut haben. Da das alles im laufenden Betrieb sein mußte, brauchten wir unbedingt sehr kaltes Ethyleen. Die Temperatur wurde auf Zehntel Grad genau vertraglich festgelegt. Die Schiffe kamen aus Norwegen und . . . . hatten wärmere Ladung. Es ging auch wieder hin und her, irgendwann wurde auch mal ein Schiff abgewiesen, was in dieser Welt einer kleinen Katastrophe gleichkommt. Das Schiff hat dann gesagt: "Ok, wir fahren wieder weg und lassen unsere Kälteanlage laufen, in 8 Stunden kommen wir wieder und ihr habt es kalt."
Dann sind sie in der Nordsee im Kreis gefahren, sah damals im Shipsfinder cool aus. Jeder sollte es sehen.
Nach ein paar Stunden wurde der Betreiber weich und bat das Schiff zurück, und so wurde eben wärmer entladen (ca. 0,15 °C) und wir hatten alle Hände voll zu tun, dass unser Lagertank im Terminal nicht abbläst. Wenn das passiert, passiert eigentlich nicht viel, aber dann kommt die Umweltbehörde und es gibt richtig Haue.
Wenn nun einer sagte, "die pfeifen doch alle auf dem letzten Loch", dann würde ich vorbehaltslos zustimmen. Es geht alles immer nur so gerade eben. Reserven einplanen ist teuer und die anderen machen es billiger, und wenn man doch mal ein Schiff satt ausrüstet, kommt sofort einer um die Ecke, der auch diese Leistung wieder so überreizt, das das alles nur mit viel Streß funktioniert.
Zurück zum Home-Projekt, ich rate von Plattenwärmetauschern ab. Bei fließendem Wasser ist Einfachheit gefragt. Eine etwas längere Rohrschlange kann schon ausreichen. Dieses KANN man rechnen.
Bei den Amis gibt es solche Künsteleien nicht. Die bauen groß und zuverlässig. Dafür haben sie andere Macken, aber egal. Ich habe eine Menge Aufwärmer gesehen, wo im Wasserbad das Eis richtig schön weiß geleuchtet hat. Aber wenn man sowas mit einplant, dann geht es auch. Das Eis ist nur am kalten Eintritt, und der Rest funktioniert ganz normal. Am Grad der Vereisung kann man dann sehen, welche Last gerade gefahren wird.
Je nach verwendeter Wärmepumpe KANN es auch mit einem PWT gehen, wenn nur zarte Minustemperaturen enstehen. Als Faustregel gilt -2°C, damit ist man rel. sicher. Aber wenn dann mal im Winter die WP richtig arbeiten muß, dann klappt es wieder nicht, also ICH würde es NICHT machen!
Einer vereisten Rohrschlange dagegen passiert nichts. Da kann auch mal ein mitgeführtes Teil dran festfrieren. Fische merken die Kälte sofort und weichen aus, also als Fischfang eignet sich das nicht, aber Blätter oder sonstiger Kram friert halt fest und sonst nichts. Im Extremfall, wenn richtig Dreck kommt, muß man halt mal kurz abstellen. Bei fließendem Wasser ist das ruckzuck alles wieder aufgetaut und weggeschwemmt. Vermutlich wird die WP eh nicht im Dauerlauf betrieben werden.
Gru0
Werner
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