Maximale Kühlleistung bei geringem Energieaufwand
Eine Eislagerung Scherbeneis ist ein thermischer Energiespeicher, der Wasser kontrolliert zum Gefrieren bringt. Die während des Phasenwechsels gespeicherte Energie wird später genutzt, um große Mengen an Kälte auf kleinem Raum bereitzustellen. Dies ermöglicht ein Spitzenlastmanagement, senkt die Betriebskosten und erlaubt eine effizientere Auslegung von Kühlsystemen.
Ihre Vorteile auf einen Blick
- Schnelle und zuverlässige Kühlung durch konstante Eiswassertemperaturen ab 0,5°C
- Reduzierung von Lastspitzen und geringere Stromkosten durch den Einsatz von Nachtstrom
- Kompakte, hygienische Bauweise (Edelstahl, leichte Reinigung)
- Flexible Nachrüstung in bestehende Kühlsysteme
Was ist eine Eislagerung Scherbeneis?
Eine Eislagerung Sch erbeneis ist ein thermischer Energiespeicher, der gezielt Wasser gefriert und die dabei entstehende latente Wärmeenergie speichert. Diese Energie wird bei Bedarf durch gezieltes Auftauen freigesetzt und als Kälteenergie in Form von Eiswasser (ca. 0,5 °C) genutzt. Dies ermöglicht die Pufferung von Lastspitzen, die Senkung von Energiekosten und eine verbesserte Effizienz von Kältemaschinen und Wärmepumpen.
Funktionsweise des Systems zur Eislagerung Scherbeneis
Das Herzstück der Eislagerung Scherbeneis ist eine Verdampfereinheit, die in einem Wassertank installiert ist. Während des Ladevorgangs entzieht ein angeschlossenes Kältesystem dem Wasser Wärme, so dass sich gleichmäßig Eis auf den Verdampferplatten bildet. Im Kühlbetrieb wird dieses Eis durch warmes Rücklauf- oder Brauchwasser kontrolliert geschmolzen. Dies führt zu einer konstanten Eiswassertemperatur, auch bei stark schwankendem Bedarf.
Phasen der Energieumwandlung
- Gefrieren (Aufladephase): Der Kühler entzieht Wärme; auf den Platten bildet sich Eis.
- Kühlbetrieb (Entladungsphase): Das zurückfließende Wasser taut das Eis auf und erzeugt Eiswasser mit einer Temperatur von ca. 0,5°C.
- Speichereffizienz: Bis zu 84,9 kWh/m³ Speicherkapazität durch Ausnutzung der Schmelzenthalpie des Wassers.
Wirtschaftlichkeit und Vorteile der Eislagerung
Der Einsatz von Eislagerung Scherbeneis bietet den Unternehmen sowohl wirtschaftliche als auch technische Vorteile.
Senkung der Betriebskosten
- Nutzung der günstigen Nachtstromtarife für die Aufladung
- Vermeidung von teuren Lastspitzen
- Verbesserter Coefficient of Performance (COP) für Kältemaschinen durch niedrigere nächtliche Außentemperaturen
Geringere Investitionen
- Kleinere Kältemaschinen sind ausreichend, da der Speicher die Spitzenlasten puffert
- Vermeidung einer unnötigen Überdimensionierung von Kältemaschinen
- Nachrüstung in bestehende Systeme möglich
Betriebliche Vorteile
- Konstant niedrige Wassertemperaturen bis zum Ende des Abtauzyklus
- Kurze Reaktionszeit bei plötzlichem Mehrbedarf
- Hygienisch und wartungsfreundlich: Edelstahlkomponenten, offene Bauweise, leichte Reinigung
Eislagerung Scherbeneis in Kombination mit Wärmepumpen
Die Verbindung eines Eislagerung Scherbeneis mit einer Wärmepumpe erweitert die Einsatzmöglichkeiten erheblich:
- Im Heizbetrieb: Die Wärmepumpe nutzt den Eisspeicher als effiziente Wärmequelle
- Im Kühlbetrieb: Der Speicher dient als Pufferspeicher für die Prozess- oder Raumkühlung
- In Kombination mit Solarthermie oder erneuerbaren Energien: Eine saisonale Energiespeicherung wird möglich
Mit dieser Hybridlösung lassen sich in Industrie und Gewerbe Energieeinsparungen von bis zu 50% erzielen.
Anwendungsbereiche für Eislagerung Scherbeneis
Eislagerung Scherbeneis wird in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt, in denen eine zuverlässige Kühlung oder kombinierte Heiz- und Kühltechnologien erforderlich sind:
- Molkerei- und Lebensmittelindustrie (z.B. Milch- und Brauwasserkühlung)
- Getränkeindustrie
- Klimatisierung von Büro- und Geschäftsgebäuden
- Prozesskühlung in der chemischen und pharmazeutischen Industrie
- Energiemanagement in Kombination mit erneuerbaren Energiequellen
Kombination mit Solarenergie
Die Integration von solarthermischen Anlagen mit einer Eislagerung Scherbeneis ermöglicht:
- Saisonale Energiepufferung für Heiz- und Kühlzwecke
- Nutzung des hohen Wirkungsgrades solarthermischer Kollektoren (bis zu 80% Wirkungsgrad)
- Breitere Anwendung in Gebäuden, in denen keine Erdsonden oder Grundwasser zur Verfügung stehen
So entsteht ein regeneratives Energiesystem, das sowohl den Heiz- als auch den Kühlbedarf deckt.
Technischer Überblick – Eisspeicher
Für Ingenieure und Planer bietet die folgende Übersicht die wichtigsten technischen Daten und Eigenschaften auf einen Blick:
- Speichergröße: 50 - 2000 kWh Kühlenergie
- Eiswassertemperatur: konstant bei ca. 0,5°C
- Speicherdichte: bis zu 84,9 kWh/m³ bei ΔT = 6 K
- Latente Wärme des Wassers: 333 kJ/kg
- Material: Edelstahl für dauerhaften, hygienischen Betrieb
- Bauarten / Abmessungen:
- Kompaktanlage: 0.5 × 2.3 × 1.5 m
- Typ A: 2,5 × 2,3 × 2,2 m
- Typ B: bis zu 10 × 2,3 × 2,2 m
- Kälteträger: Geeignet für alle gängigen Flüssigkeiten und Betriebsarten, einschließlich Solebetrieb
- Einbindung: Als eigenständige Einheit oder in bestehende Kühlsysteme
Fazit – Eisspeicher
Eine Eislagerung Sch erbeneis ist eine energieeffiziente, wirtschaftliche und nachhaltige Lösung für die Kühlung und Heizung in Industrie und Gewerbe. Er senkt die Betriebskosten, reduziert Lastspitzen und bietet höchste Betriebssicherheit - insbesondere in Kombination mit Wärmepumpen, Solarenergie und günstigen Stromtarifen.
Häufig gestellte Fragen zur Eislagerung
Kann ein Eislagerung Scherbeneis-System mit einem Falling Film Chiller als Vorkühler kombiniert werden?
Durch den Einsatz eines Falling Film Chillers als Vorkühler wird die benötigte Eismenge reduziert, was zu niedrigeren Wassertemperaturen beim Eintritt in den Eisspeichertank führt. Das Wasser wird zunächst in den unteren Tank geleitet, zunächst in ein Mischrohr, dann zirkuliert es mit einer Pumpe mit einer konstanten Durchflussrate zum Fallfilmkühler. Um die höchste Qualität von Lebensmitteln und Molkereiprodukten zu gewährleisten, darf die Kühlleistung bei Bedarfsspitzen nicht abfallen.
Wie erfolgt die Messung und Regelung der Eisdicke auf einer Eisschicht?
Ein zwischen den Wärmetauscherplatten angebrachter Sensor ermöglicht die Einstellung der gewünschten Eisdicke. Der Sensor sendet ein Signal an einen Eisdickenregler, der das Ein- und Ausschaltsignal für den Betrieb der Kältemaschine liefert. Wenn der Eisspeicher bereits mit einer installierten Kältemaschine von uns geliefert wird, wurde der Eisdickensensor bereits getestet. Nach längerem Betrieb können jedoch Bedingungen auftreten, die während des Probelaufs nicht simuliert werden konnten. Daher muss die Eisdicke eventuell nachjustiert werden.
Was ist eine Kombination aus Solarenergie und Eisspeicher?
Solarthermische Kollektoren bieten mit bis zu 80% einen wesentlich höheren Wirkungsgrad. Im Vergleich dazu haben Photovoltaikmodule nur einen Wirkungsgrad zwischen 14 und 22 %. Daher wird bei einer solarthermischen Anlage deutlich weniger Installationsfläche benötigt, was einen klaren Vorteil gegenüber der Photovoltaik darstellt. Der Einsatz einer Eislagerung Scherbeneis in Kombination mit Solarenergie ermöglicht die saisonale Zwischenspeicherung von Energie für den Einsatz von Wärmepumpen. Wenn Erdsonden nicht erlaubt sind, das Erdreich nicht zur Verfügung steht, Grundwasser nicht genutzt werden kann oder eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ausgeschlossen ist, ist der Eisspeicher eine gute Option. Darüber hinaus kann die aktive Raumkühlung im Sommer ein attraktives Argument sein, insbesondere bei steigenden Sommertemperaturen. Dies kann auch in Wohngebäuden eine sinnvolle Alternative darstellen. Die Eislagerung Scherbeneis wird durch Solarenergie und Umgebungswärme gespeist, die aus der Luft um die Solarkollektoren, der natürlichen Erdwärme und möglicherweise aus anderen Quellen wie der Abwasserwärmerückgewinnung gewonnen wird. Außerdem kann die beträchtliche Kristallisationsenergie von 93 kWh/m³ genutzt werden, die beim Phasenwechsel von Wasser zu Eis freigesetzt wird.
Als Hauptwärmequelle und zur Regeneration der Eislagerung Scherbeneis werden Solarkollektoren oder Absorber eingesetzt. Diese Kollektoren ermöglichen hocheffiziente und effektive Betriebstemperaturen. Durch den Einsatz unverglaster Kollektoren oder aktiver Belüftung kann auch die Wärme der Umgebungsluft genutzt werden. Die Kondensation an der Kollektoroberfläche trägt wesentlich zum Wärmegewinn bei. Beim Einsatz von verglasten und/oder selektiven Kollektoren kann die Solarwärme auch bei höheren Temperaturen direkt für die Raumheizung und/oder die Warmwasserbereitung genutzt werden.
Eislagerung Scherbeneis erfreut sich zunehmender Beliebtheit als alternative Lösung zur Speicherung saisonaler Wärme in verschiedenen Wohn- und Geschäftsgebäuden. Angesichts des geringeren Heizbedarfs und des steigenden Kühlbedarfs mit erneuerbaren Energien gewinnt die Eisspeichertechnologie in Kombination mit Solarenergie zunehmend an Bedeutung.
Vorteile des Eisspeichers
- Gleichbleibend niedrige Eiswassertemperatur zur Kühlung bis zum Ende der Abtauperiode
- Eisspeicher zur Herstellung von Eiswasser einer Temperatur von 0.5°C komplett aus Edelstahl
- Niedriger Kältemittelinhalt
- Sichere Ölrückführung
- Eisspeicher ist leicht zu inspizieren und zu reinigen
- Verwendung vorhandener Tanks möglich
Produktbeschreibung und generelle Eigenschaften
Eisspeicher mit konstant großer Eisfläche für schnellstmögliche Kühlung durch Eiswasser
Das Eisspeicher System mit konstant großer Eisfläche ermöglichen Ihnen selbst bei kleiner Kälteanlage in der Kältetechnik die schnellstmögliche Produktkühlung trotz Lastspitzen. Durch das Auffüllen des Eisspeichers in der Nacht, wenn die Stromkosten niedriger sind, kann mit relativ geringem Energieaufwand eine große Menge an Kälte erzeugt werden.
Diese vorproduzierte Kühlleistung kann dann in Zeiten erhöhten Bedarfs genutzt werden, ohne dass große Kälteanlagen eingesetzt werden müssen. Die Eisspeicherung bietet Unternehmen somit eine wirtschaftliche und umweltfreundliche Möglichkeit zur Kühlung Prozesse.
Verwendung und Mehrwert des Produktes
Wirtschaftlichkeit und Nutzen des Eisspeichers
Der Eisspeicher ermöglicht eine effizientere Nutzung der vorhandenen Kälteanlage
Der Vorteil eines Eisspeicher-Systems liegt in seiner hohen Kühlleistung, mit der Spitzen-Kühllasten bewältigt werden können. Dadurch können kleinere Kälteanlagen genutzt werden, da sie nur für durchschnittliche Lasten ausgelegt sein müssen.
Ein Eisspeicher reduziert den Bedarf an Kälteleistungsspitzen und ermöglicht eine effizientere Nutzung der vorhandenen Kälteanlage. Das System speichert Eis in Zeiten geringer Nachfrage, wenn die Kälteanlage nicht mit voller Leistung läuft, und gibt es bei Bedarf wieder frei. Durch dieses Eisspeichersystem können Kälteanlagen auf den durchschnittlichen Bedarf anstatt auf Spitzenbedarf ausgelegt werden, was zu erheblichen Kosteneinsparungen führt. Die Integration eines Eisspeichers in die bestehende Anlageninfrastruktur kann verhindern, dass Sie in größere Kälteanlagen investieren müssen, wenn Ihr Kühlbedarf steigt oder neue Verbraucher hinzugefügt werden.
Eisspeicher sind thermische Speicher, die in Verbindung mit einer Wärmepumpe oder Kältemaschine genutzt werden können. Beim Laden eines Eisspeichers bildet sich Eis auf der Oberfläche des Wärmeübertragers, sobald die Nukleationstemperatur lokal unterschritten wird. Dadurch verringert sich die Leistungsfähigkeit des Ladeprozesses. Die Nukleationstemperatur ist die Temperatur der Wärmeübertrageroberfläche zu Beginn der Eisbildung.
Ingenieure kennen den Bedarf an zuverlässigen und effizienten Kühlsystemen für jede Umgebung. Die Einführung eines Eisspeichersystems in eine Anlageninfrastruktur bietet Ingenieuren und Unternehmen gleichermaßen die Möglichkeit, die Vorteile einer zuverlässigen Kühlung bei Spitzenbedarf mit der zusätzlichen Effizienz einer kleineren Kälteanlage zu nutzen.
Für Ingenieure, die zuverlässige Spitzenkühlraten in ihrer Anlageninfrastruktur benötigen, kann ein Eisspeichersystem eine überlegene Alternative in Bezug auf Kosteneinsparungen, Technologie und Effizienz sein. Wenn Sie jetzt in ein Eisspeichersystem investieren, können Sie sicher sein, dass Ihre Anlageninfrastruktur auch in Zukunft zuverlässig bleibt.
Günstige Stromtarife und die Vermeidung von Lastspitzen für Kälteerzeugung durch Eisspeicher nutzen?
Die Betriebskosteneffizienz der Kühlung in Form der Eisspeicherung beruht insbesondere auf der Möglichkeit, entweder preisgünstigen Nachtstrom zu nutzen, der oft nur die Hälfte im Vergleich zum normalen Tarif kostet oder aber den maximalen Strombedarf zu limitieren, denn dieser bestimmt den Grundpreis des Elektrizitätsversorgers.
Eisspeichersysteme bieten eine einzigartige Lösung für das Management von Stromnetzlasten. Sie dienen als thermisches Energiespeichersystem, das überschüssige Elektrizität in Form von Kälte speichert, wenn diese durch Solar- oder Windkraftanlagen erzeugt wird. Auf diese Weise kann die Kapazität der erneuerbaren Energiequellen zu einem späteren Zeitpunkt wieder genutzt werden, so dass die Belastung des Stromnetzes stabil und gleichmäßig bleibt. Die Eisspeicherung spielt eine wesentliche Rolle bei der Aufrechterhaltung eines effizienten und effektiven Netzbetriebs, was ihre Bedeutung für die Nachhaltigkeit verdeutlicht.
Die erreichte Kosteneinsparung durch Eisspeicher basiert darauf, dass die Kompressionskältemaschine zur Spitzenlastdeckung nicht während der Hochtarifzeit läuft. Stattdessen wird die benötigte Kälte vom Eisspeicher bereitgestellt. In den Nachtstunden (Niedertarifzeit) wird der Eisspeicher von der Kältemaschine wieder aufgeladen und somit neues Eis für den nächsten Tag bereitgestellt. Neben dem Kostenvorteil durch günstigere Stromtarife gibt es auch einen thermodynamischen Vorteil: Bedingt durch die niedrigere Außentemperatur in der Nacht weist die Kältemaschine eine bessere Arbeitszahl auf. Dadurch kann bei leicht verbesserten Leistungszahlen die notwendige tiefere Temperatur für die Eisherstellung erzeugt werden.
Maximale Leistungsreserve und Sicherheit für konstant niedrige Eiswassertemperaturen
Eine Eisbank ist ein innovatives System, das gefrorenes Wasser und eine speziell entwickelte Technologie nutzt, um Wärmeenergie über längere Zeiträume effizient zu speichern und zu verwalten, damit sie bei Bedarf genutzt werden kann. Mit dieser Methode können große Energiemengen kostengünstig gespeichert werden, was sie perfekt für Projekte mit hohem Energiebedarf während des Tages und niedrigen Energietarifen macht.
Eisspeicher passen sich sehr schnell wachsendem Kühlbedarf an. Dies gilt in mehrfacher Hinsicht, bezüglich des Energieverbrauches, der Energiekosten, der Investitionskosten, sowie der Verfügbarkeit von Platz und Elektrizität. Die Eisspeicherung ist eine effektive und effiziente Methode des Energiemanagements. Wenn Wasser gefriert, bleibt die Temperatur des Eises konstant bei 0 °C, bis das gesamte flüssige Wasser in der Umgebung gefroren ist. Während dieses Prozesses wird die mit dem Gefrieren verbundene Energie in Form von latenter Wärme im Eis selbst gespeichert. Diese gespeicherte Energie wird anschließend wieder verfügbar, wenn das Eis schmilzt, und kann für eine Reihe von Anwendungen wie Klimaanlagen oder als Puffer zur Stabilisierung von Stromnetzen genutzt werden. Die Eisspeicherung macht sich diese physikalische Eigenschaft des Wassers zunutze und ermöglicht es, bis zu 80-mal mehr Energie zu speichern als dies in flüssigem Wasser allein möglich wäre.
Die Eisspeicherung ist ebenfalls und generell eine kosteneffiziente und energieeffiziente Methode zur Kühlung von Gebäuden und Prozessen in Zeiten mit hohem Bedarf.
Funktionsweise des Speicherbetriebes und des Eisaufbaues
Der BUCO ice chill Eisspeicher dient zur Speicherung von Energie in Form von Eis. Dazu wird an einem Verdampfersystem, dass sich in einem Wasserbehälter befindet, eine Kälteanlage angeschlossen. Durch Verdampfung eines Kältemittels wird dem Wasser Energie entzogen. Dadurch gefriert das Wasser an den Oberflächen der Verdampferplatten. Das Eis wird durch warmes Wasser, das von einem Kühlprozess kommt und in den Tank eingeleitet wird, abgeschmolzen. So lassen sich kurzfristig große Kühlleistungen bei relativ geringer Kompressorleistung realisieren. Beim statischen Eisspeicher stehen die Verdampferplatten in einem mit Wasser gefüllten, offenen Tank, i. A. in einem Rechtecktank. Eis gefriert, in Abhängigkeit der Speicherzeit bei einer Verdampfungstemperatur von -4 bis -10 °C an den senkrechten Platten zu einer homogenen Schicht von bis zu 55 mm, die fest an den Platten haftet (statischer Eisspeicher).
Durch die Nutzung des Phasenwechsels und der Schmelzenthalpie von Wasser mit 333 kJ/kg bieten Eisspeicher im Vergleich zu Kaltwasserspeichern eine viel höhere Speicherdichte von bis zu 84,9 kWh/m³ basierend auf dem Wasservolumen. Dies geschieht bei einer Temperaturdifferenz von 6 K. Darüber hinaus haben Eisspeicher geringe thermische Verluste. Im Gegensatz zu Kaltwasserspeichern speichern Eisspeicher sowohl spürbare als auch latente Wärme. Beim Wärmeentzug, der als Beladung des Eisspeichers bezeichnet wird, bildet sich Eis auf der Oberfläche des Wärmeübertragers, sobald die Nukleationstemperatur lokal erreicht oder unterschritten wird.
Eisspeicher und Wärmepumpen
Industrielle Eisspeicher sind eine effektive Möglichkeit, überschüssige Energie in Form von Kälte zu speichern und zu nutzen, wenn sie gebraucht wird. Durch die Kombination von Eisspeichern mit Wärmepumpen können Unternehmen signifikante Energieeinsparungen erzielen.
Der Eisspeicher ist ein thermischer Speicher, der in Verbindung mit einer Kältemaschine verwendet werden kann, um die Spitzenlasten zu verringern und die Zuverlässigkeit und Sicherheit der Kältebereitstellung zu erhöhen. In Kombination mit einer Wärmepumpe fungiert der Eisspeicher als Wärmequelle für das Heizen im Winter. Wärme wird aus dem Speicher entnommen und er friert ein. Im Sommer wird er durch Wärmezufuhr regeneriert und kann gleichzeitig zur Kühlung des Gebäudes verwendet werden.
Industrielle Prozesse erfordern oft eine erhebliche Menge an Energie, um die notwendigen Temperaturen für die Produktion aufrechtzuerhalten. In der Regel werden dafür fossile Brennstoffe oder elektrische Heizsysteme eingesetzt, die mit hohen Energiekosten verbunden sind. Doch es gibt alternative Methoden zur Temperaturregulierung, die deutlich energiesparender sind.
Die Kombination von industriellen Eisspeichern und Wärmepumpen kann dazu beitragen, den Energieverbrauch in der Industrie zu reduzieren. Hierzu wird überschüssige Energie, die beispielsweise während der Produktion oder in der Nacht entsteht, genutzt, um den Eisspeicher zu füllen. Wird dann Wärmeenergie benötigt, wird das gefrorene Wasser im Eisspeicher genutzt, um die Wärmepumpe anzutreiben und die benötigte Wärmeenergie zu erzeugen.
Eisspeicher sind zu einer etablierten Alternative zu herkömmlichen Energiequellen für Wärmepumpen geworden. Sie sind ein integraler Bestandteil moderner Wärmeversorgungssysteme für Gebäude, können sowohl als Wärmequelle dienen als auch effizient Niedertemperaturwärme speichern. Immer mehr Wohn- und Geschäftsgebäude setzen auf diese Technologie der saisonalen Energiespeicherung.
Die Verwendung von industriellen Eisspeichern in Kombination mit Wärmepumpen führt zu erheblichen Energieeinsparungen auch für Unternehmen. Durch die Nutzung von überschüssiger Energie in Form von Kälte zur Wärmeerzeugung kann der Energiebedarf des Unternehmens erheblich reduziert werden. In einigen Fällen kann die Kombination von Eisspeichern mit Wärmepumpen eine Energieeinsparung von bis zu 50 Prozent gegenüber herkömmlichen Heiz- und Kühlmethoden ermöglichen.
Die industrielle Produktion erfordert eine große Menge an Energie, die oft aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird. Angesichts der steigenden Energiekosten und des wachsenden Bewusstseins für den Klimawandel suchen Unternehmen nach innovativen und nachhaltigen Energielösungen. Eine vielversprechende Technologie zur Energieeinsparung ist die Kombination von industriellen Eisspeichern mit Wärmepumpen.
Industrielle Eisspeicher in Kombination mit Wärmepumpen sind eine vielversprechende Technologie zur Energieeinsparung in der industriellen Produktion. Durch die Nutzung von günstiger Nachtstrom und erneuerbarer Energiequelle kann das Unternehmen seine Energiekosten senken und gleichzeitig seine CO2-Emissionen reduzieren.
Der Eisspeicher als innovative Alternative zu herkömmlichen Energiequellen
Die Solarenergie-Eisspeicher-Kombination
Sonnenkollektoren der Solarthermie bieten eine viel höhere Effizienz mit einem Wirkungsgrad von 80%. Im Vergleich dazu haben Photovoltaikmodule nur einen Wirkungsgrad von 14 bis 22%. Mit einer Solarwärmeanlage benötigen Sie also viel weniger Quadratmeter Austellfläche und haben einen klaren Flächenvorteil gegenüber der Photovoltaik.
Der Einsatz eines Eisspeichers in Kombination mit Solarenergie bietet eine saisonale Energiezwischenlagerung für die Verwendung von Wärmepumpen. Wenn Erdwärmesonden nicht erlaubt sind, das Erdreich nicht verfügbar ist, das Grundwasser nicht genutzt werden kann und eine Luft-Wasser-Wärmepumpe ausgeschlossen ist, ist ein Eisspeicher eine gute Option. Zusätzlich kann eine aktive Kühlung der Räume im Sommer als überzeugendes Argument hinzukommen, insbesondere angesichts der steigenden Sommertemperaturen. Dies könnte auch in Wohnungen von Privatpersonen eine plausible Alternative sein.
Der Eisspeicher wird mit Sonnenenergie und Umgebungswärme gespeist. Diese Energie stammt von der Luft um die Sonnenkollektoren, der natürlichen Wärme des Erdreichs und möglicherweise auch von anderen Wärmequellen wie der Abwasser-Wärmerückgewinnung. Zusätzlich kann die beträchtliche Kristallisationsenergie von 93 kWh/m3 genutzt werden, die beim Phasenwechsel von Wasser zu Eis freigesetzt wird.
Als Hauptwärmequelle und zur Regeneration des Eisspeichers werden Solarkollektoren oder Absorber verwendet. Diese Kollektoren ermöglichen eine sehr effiziente und effektive Betriebstemperatur. Zudem kann durch den Einsatz unverglaste Kollektoren oder aktive Belüftung auch Wärme aus der Umgebungsluft genutzt werden. Die Kondensation auf der Kollektoroberfläche trägt signifikant zum Wärmeertrag bei. Wenn verglaste und/oder selektive Kollektoren verwendet werden, kann die Solarwärme auch auf höherer Temperatur direkt für Heizung und/oder Brauchwarmwasser genutzt werden.
Eisspeicher werden immer beliebter als alternative Lösung für die Speicherung von saisonaler Wärme in verschiedenen Wohn- und Gewerbegebäuden. Angesichts des geringeren Heizbedarfs und steigender Kühlbedürfnisse mit erneuerbarer Energie gewinnt die Eisspeicher-Technologie in Kombination mit Solarenergie zunehmend an Bedeutung.
Eisdickenmessung zur Überwachung und Steuerung der Eisdicke
Über einen Sensor, der sich zwischen den Wärmetauscher-Platten befindet, kann die gewünschte Eisstärke eingestellt werden. Der Sensor übermittelt das Signal an einen Eisdickenregler. Der Regler übernimmt die Funktion, das Ein-/Ausschaltsignal für den Betrieb an die Kälteanlage zu liefern. Üblicherweise werden Hat der Eisspeicher bereits eine montierte Kälteanlage von uns, dann wurde der Eisdickenfühler bereits getestet. Dennoch ergeben sich nach längerem Betrieb Zustände die im Probebetrieb nicht simuliert werden konnten. So ist eventuell die Eisstärke neu einzustellen.
Kombination eines Eisspeichers mit einem Rieselkühler als Vorkühler
Bei Tanksystemen „ohne“ Warmwasserverteilsystem (i. a. mit Rieselfilmkühler als Vor- kühler oder als Hygieneausführung), ist die größte Eisdicke in der Regel an der Wasseraustrittsseite zu finden. Durch den Vorkühler, der den erforderlichen Bedarf an Eis reduziert, sind die in den Eisspeichertank eintretenden Wassertemperaturen i. a. gering, dennoch ist die Abtauung am Wassereintritt stärker als am Austritt. Im Fall von stark schwankenden Volumenströmen wird ein Split-Tank-Prinzip eingesetzt. Das Wasser wird erst in den unteren Tank eingespeist, und zwar zunächst in ein Mischrohr und dann über eine Zirkulationspumpe zum Rieselfilmkühler, der einen relativ konstanten Volumenstrom bekommen sollte. Bei etwa konstantem Wasserniveau des Eispeichertanks ist das Mischrohr oben und unten offen, womit sowohl mehr, als auch weniger Durchfluss zum Eisspeicher erlaubt ist, während die Zirkulationspumpe zum Vorkühler immer die Sollmenge fördern kann, um den Vorkühler möglichst effizient und eisfrei zu betreiben. Das Split-Tank-Prinzip mit Mischrohr erhöht die Flexibilität der Betriebsdaten, wie es typischerweise für Eisspeicher gewünscht wird.
Für die bestmögliche Qualität von Lebenssmittel- und Molkereiprodukten darf die Kühlleistung bei Lastspitzen nicht einbrechen.
Kühlbetrieb und Abtauphase des Eisspeichers
Das erwärmte Rücklaufwasser wird über ein am Tankboden angeordnetes System von Leitungen verteilt, was für ein homogenes Abtauen des Eises sorgt. Eine Luftumwälzleitungen am Tankboden erzeugt starke Turbulenzen und stellt einen sehr effektiven Wärmeübergang und damit sehr niedrige Eiswassertemperaturen sicher. Die Luftumwälzung läuft energiesparend nur bei Bedarf, dann aber automatisch an. Die Eisfläche ist vorteilhafterweise mit der Plattenfläche identisch und bleibt bis zum Ende der Abtauphase konstant, was eine sehr hohe, konstante Kühlleistung gewährleistet.
Das Gefrieren von Wasser erfolgt in drei Phasen, der Unterkühlung, der Nukleation und des Kristallwachstums. Flüssiges Wasser kann bis auf 0 °C abgekühlt werden, wobei unter bestimmten Bedingungen eine Unterkühlung bis zur Nukleationstemperatur möglich ist. Die Nukleation bezeichnet die Bildung eines Kristallisationskeims. Wasser, das eine Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur hat, wird als unterkühltes Wasser bezeichnet. Die Unterkühlung ist die Differenz zwischen Schmelztemperatur und Nukleationstemperatur. Pro Kelvin Unterkühlung im Eisspeicher entsteht 0,012 kg Eis pro kg Wasser.
Ausgehend vom vorhandenen Eiskristallgitter des Kristallisationskeims bilden sich Nuklei. Die Moleküle diffundieren durch die Grenzschicht um den Nukleus vom Wasser und werden in das Kristallgitter eingebunden, wobei Latentwärme übertragen wird. Durch die Freisetzung der Kristallisationswärme kommt es zu einem plötzlichen Temperaturanstieg auf die Schmelztemperatur von 0 °C. Die Geschwindigkeit der Kristallisation hängt maßgeblich davon ab, wie effizient die Kristallisationswärme abgeführt werden kann. Das gesamte Speichervolumen kann bei konstanter Schmelztemperatur eingefroren werden, bis das Eis unterkühlt. Die Schmelztemperatur von Wasser beträgt 0 °C. Bei der Nukleation werden verschiedene Arten der Nukleation unterschieden: homogene, heterogene und sekundäre Nukleation. Bei der homogenen Nukleation entsteht Eis bei sehr geringen Temperaturen in sehr reinem Wasser. Die Temperatur für die homogene Nukleation kann unter -40 °C liegen. In unterkühltem Wasser bilden sich Kristallisationskeime, also Ansammlungen von Wassermolekülen, die über Wasserstoffbrückenbindungen miteinander verbunden sind. Nur die Cluster, die eine ähnliche Struktur wie Eis aufweisen, sind für die Bildung von Kristallgittern relevant. Die Cluster bilden sich spontan und werden wieder aufgebrochen. Mit zunehmender Unterkühlung des Wassers überwiegt die Bildung und das Wachstum von Clustern gegenüber dem Aufbrechen von Clustern.
Technische Eigenschaften
Vorteile des Eisspeichers
- Offenes, leicht zugängiges Verdampfersystem
- Erzeugen Sie Eiswasser zur Kühlung mit unserem Kältetechnik Eisspeicher, der günstige Nachtstromtarife nutzt.
Technische Daten
- Eiswasser Kältetechnik zur Kühlung mit Speichergrößen von 50 kWh bis 2000 kWh Kälteenergie
- Eiswassertemperaturen von 0,5°C
- Verdampfer zur herstellung von Eiswasser für alle Kältemittel und Betriebsarten oder Solebetrieb
- Kompakte, steckerfertige Eiswasser Kältetechnik Einheiten oder für bauseitige Kälteanlagen
Anwendungen, Nutzen und Industrien
- Erhöhung der Spitzen-Kühlleistung bei kleinerer Kälteanlage
- Reduzierung von Leistungsspitzen im Stromnetz
- Ausnutzung von günstigen Nachtstromtarifen
- Kühlung in Molkereien, Brauereien und genereller Eiswasserkühlung von Lebensmitteln.
Aufbau und Abmessungen
Typische Abmessungen ohne Kälteanlage
L (m) / B (m) / H (m)
Kompakt-System: 0,5 / 2,3 / 1,5
System Typ A: 2,5 / 2,3 / 2,2
System Typ B bis zu: 10 / 2,3 / 2,2
Fotos & Beispiele
Ingenieurwissenschaft und Thermodynamik optimal in die verschiedenen Fertigungstechniken überführen.
Thermodynamiker, Maschinenbauingenieure und Schweißfachingenieure definieren Auslegungen, Konstruktion und Herstellung kundenspezifisch gefertigter Wärmeaustauschplatten und -systeme aus Normalstahl und austenitischen Stählen bis zu Titan und gewährleisten den weltweit erfolgreichen Vertrieb Ihrer Leistung.
Dabei greift man zurück auf fertigungstechnische Erkenntnisse und Berechnungen, welche innerhalb der letzten 100 Jahre erarbeitet wurden und weiterhin stetig optimiert werden.
In der Wahrnehmung unserer Kunden steht ein Bucoprodukt für:
Technical and process-oriented consulting
Thermodynamic efficiency
Quality and longevity
