Möchten Sie mehr über Eisspeicher erfahren?
Eisspeicher im TankMaximale Kühlleistung bei geringem Energieaufwand
Ein Eisspeicher 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
Ein Eisspeicher-System ermöglicht eine effizientere Auslegung von Kühlsystemen.
Was sind die Vorteile von Eisspeichern?
- sehr stabile Eiswassertemperatur unter 1°C bis zum Ende des Prozesses
- sehr hohe Kühlleistung für Spitzenwerte
- niedriger Kältemittelgehalt
- sichere Ölrückführung
- komplett aus Edelstahl
- offene Bauweise, einfache Inspektion, leichte Reinigung
- Nutzung vorhandener Tanks möglich
Visualisierung zum Verständnis des Funktionsprinzips eines Eisspeichers
Niedriger Kältemittelgehalt. Sichere Ölrückführung. Offenes Design, einfache Inspektion, einfache Reinigung.
Was ist ein Eisspeicher-System?
Ein Eisspeichersystem ist eine thermische Energiespeicherlösung, bei der Wasser gezielt gefroren und die dabei entstehende latente Wärmeenergie gespeichert wird. Diese Energie wird bei Bedarf durch gezieltes Auftauen freigesetzt und als Kälteenergie in Form von Eiswasser (ca. 0,5 °C) genutzt. Dies ermöglicht eine Spitzenlastpufferung, reduzierte Energiekosten und einen verbesserten Wirkungsgrad für Kältemaschinen und Wärmepumpen.
Ein Eisspeicher ermöglicht die Pufferung von Lastspitzen und die Reduzierung von Energiekosten.
Funktionsprinzip des Eisspeicher-Systems
Das Herzstück des Eisspeichersystems ist eine Verdampfereinheit, die in einem Wassertank installiert ist. Während des Ladevorgangs entzieht ein angeschlossenes Kältesystem dem Wasser die Wärme, so dass sich auf den Verdampferplatten gleichmäßig Eis 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.
Während des Kühlbetriebes wird dieses Eis durch warmes Rücklauf- oder Brauchwasser kontrolliert und gleichmäßig geschmolzen.
Wirtschaftlichkeit und Vorteile von Eisspeichern
Der Einsatz von Eisspeichersystemen 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 Eisspeicher 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
Eisspeicher in Kombination mit Wärmepumpen
Die Verbindung eines Eisspeichers mit einer Wärmepumpe erweitert seine Einsatzmöglichkeiten erheblich:
- Im Heizbetrieb: Die Wärmepumpe nutzt den Eisspeicher als effiziente Wärmequelle
- Im Kühlbetrieb: Der Eisspeicher 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.
In Industrie und Gewerbe können Energieeinsparungen von bis zu 50% erreicht werden.
Einsatzgebiete von Eisspeicher-Systemen
Eisspeicher werden in verschiedenen Branchen eingesetzt, in denen eine zuverlässige Kühlung oder eine kombinierte Wärme- und Kältetechnik erforderlich ist:
- 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 einem Eisspeichersystem 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 Wärme- als auch den Kältebedarf deckt.
Eisspeicher schaffen ein regeneratives Energiesystem, das sowohl den Wärme- als auch den Kältebedarf 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 Kälteenergie
- 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
Ein Eisspeicher ist eine energieeffiziente, wirtschaftliche und nachhaltige Lösung zum Kühlen und Heizen in Industrie und Gewerbe. Er senkt die Betriebskosten, reduziert Lastspitzen und bietet höchste Betriebssicherheit - insbesondere in Kombination mit Wärmepumpen, Solarenergie und günstigen Stromtarifen.
Ein Eisspeicher-System ist eine energieeffiziente, wirtschaftliche und nachhaltige Lösung.
Häufig gestellte Fragen
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, und dann von einer Pumpe mit konstantem Durchfluss zum Fallfilmkühler zirkuliert. Um die höchste Qualität von Lebensmitteln und Molkereiprodukten zu gewährleisten, darf die Kühlleistung in Spitzenzeiten nicht abfallen.
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 an die Kältemaschine zum Betrieb 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.
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 viel 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.
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