Wasserkühlung ist meist eine indirekte Kühlung der Widerstände, bei der die in den Widerständen entstehende Verlustwärme über einen isolierenden Zwischenträger dem Wasser zugeführt wird. Wegen seiner hohen spezifischen Wärmekapazität ist das Wasser ein idealer Wärmeträger. Der Wärmeübergang zwischen Widerstand und Wasser ist im ruhenden Zustand bis zu 10 x, im fließenden Wasser, je nach Geschwindigkeit und Verwirbelung, bis zu 100 x höher als bei Luft. Es muss jedoch in ausreichender Menge zur Verfügung stehen oder durch geeignete Rückkühleinrichtungen wieder abgekühlt werden, was den Kostenaufwand wieder erhöht. Die direkte Wasserkühlung ist wegen der schlechten Isolationseigenschaften von nicht entionisiertem Wasser nur bei relativ kleinen Spannungen sinnvoll. Bei höheren Spannungen muss das Wasser entmineralisiert und entionisiert sein und seine Restleitfähigkeit muss dauernd überwacht werden. Ein bei zu hoher Restleitfähigkeit im Wasser auftretender Stromfluss führt zur Dissoziation und damit zur Knallgasbildung.
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