Максимальная производительность охлаждения при низком потреблении энергии
Система хранения льда - это накопитель тепловой энергии, в котором вода замерзает контролируемым образом. Энергия, накопленная во время фазового перехода, впоследствии используется для обеспечения большого количества холода в компактном пространстве. Это позволяет управлять пиковой нагрузкой, снижает эксплуатационные расходы и позволяет более эффективно проектировать холодильные системы.
Ваши преимущества с первого взгляда
- Быстрое и надежное охлаждение благодаря постоянной температуре ледяной воды от 0,5°C
- Снижение пиковых нагрузок и уменьшение затрат на электроэнергию за счет использования электроэнергии в ночное время
- Компактная, гигиеничная конструкция (нержавеющая сталь, легкая очистка)
- Гибкая модернизация в существующие системы охлаждения
Что такое система хранения льда?
Система хранения льда - это накопитель тепловой энергии, который целенаправленно замораживает воду и накапливает полученную скрытую тепловую энергию. Эта энергия высвобождается по мере необходимости при целенаправленном оттаивании и используется как энергия охлаждения в виде ледяной воды (около 0,5 °C). Это позволяет компенсировать пиковую нагрузку, снизить энергозатраты и повысить эффективность чиллеров и тепловых насосов.
Принцип работы системы хранения льда
Сердцем системы хранения льда является испаритель, установленный внутри резервуара с водой. Во время заправки подключенная система охлаждения отводит тепло от воды, в результате чего на пластинах испарителя равномерно образуется лед. В процессе охлаждения этот лед контролируемо растапливается теплой обратной или технической водой. Это позволяет поддерживать постоянную температуру ледяной воды даже при сильно меняющемся спросе.
Фазы преобразования энергии
- Замораживание (фаза зарядки): Охладитель отбирает тепло; на пластинах образуется лед.
- Охлаждение (фаза разрядки): Возвратная вода оттаивает лед, образуя ледяную воду температурой около 0,5°C.
- Эффективность хранения: До 84,9 кВт-ч/м³ за счет использования энтальпии плавления воды.
Экономическая эффективность и преимущества хранения льда
Использование систем хранения льда дает компаниям как экономические, так и технические преимущества.
Снижение эксплуатационных расходов
- Использование дешевых ночных тарифов на электроэнергию для зарядки
- Избежание дорогостоящих пиковых нагрузок
- Улучшение коэффициента полезного действия (COP) чиллеров за счет более низкой ночной температуры наружного воздуха.
Сокращение инвестиций
- Достаточно небольших чиллеров, так как хранилище буферизирует пиковые нагрузки
- Избежание ненужного переразмерения чиллеров
- Возможна модернизация существующих систем
Эксплуатационные преимущества
- Постоянно низкая температура воды до конца цикла оттаивания
- Короткое время реакции на внезапное повышение спроса
- Гигиеничность и удобство в обслуживании: компоненты из нержавеющей стали, открытая конструкция, легкая очистка
Системы хранения льда в сочетании с тепловыми насосами
Соединение системы хранения льда с тепловым насосом значительно расширяет сферу ее применения:
- В режиме отопления: Тепловой насос использует льдоаккумулятор в качестве эффективного источника тепла.
- В режиме охлаждения: Льдоаккумулятор служит буферной емкостью для охлаждения процессов или помещений.
- В сочетании с солнечной тепловой энергией или возобновляемыми источниками энергии: Возможно сезонное накопление энергии
Благодаря этому гибридному решению в промышленности и торговле можно добиться экономии энергии до 50 %.
Области применения систем хранения льда
Системы хранения льда используются в различных отраслях промышленности, где требуется надежное охлаждение или комбинированные технологии нагрева и охлаждения:
- Молочная и пищевая промышленность (например, охлаждение молока и питьевой воды)
- производство напитков
- Кондиционирование воздуха в офисных и коммерческих зданиях
- Охлаждение технологических процессов в химической и фармацевтической промышленности
- Управление энергопотреблением в сочетании с возобновляемыми источниками энергии
Комбинация с солнечной энергией
Интеграция солнечных тепловых систем с системой хранения льда позволяет:
- Сезонное резервирование энергии для целей отопления и охлаждения
- Использовать высокую эффективность солнечных коллекторов (до 80% эффективности)
- Более широкое применение в зданиях, где нет возможности использовать грунтовые датчики или грунтовые воды.
Таким образом, создается регенеративная энергетическая система, покрывающая потребности как в отоплении, так и в охлаждении.
Технический обзор – хранение льда
Для инженеров и проектировщиков в приведенном ниже обзоре представлены наиболее важные технические характеристики и свойства:
- Объем хранилища: 50 - 2000 кВт-ч охлаждающей энергии
- Температура ледяной воды: постоянная прибл. 0,5°C
- Плотность хранения: до 84,9 кВт-ч/м³ при ΔT = 6 K
- Латентная теплота воды: 333 кДж/кг
- Материал: Нержавеющая сталь для долговечной и гигиеничной работы
- Типы конструкций / размеры:
- Компактная система: 0.5 × 2.3 × 1.5 m
- Тип A: 2,5 × 2,3 × 2,2 м
- Тип B: до 10 × 2,3 × 2,2 м
- Хладагент: Подходит для всех распространенных жидкостей и режимов работы, включая работу с рассолом
- Интеграция: В качестве отдельного устройства или в существующие системы охлаждения
Заключение – Система хранения льда
Система хранения льда - это энергоэффективное, экономичное и устойчивое решение для охлаждения и отопления в промышленности и торговле. Она снижает эксплуатационные расходы, уменьшает пиковые нагрузки и обеспечивает максимальную эксплуатационную надежность - особенно в сочетании с тепловыми насосами, солнечной энергией и дешевыми тарифами на электроэнергию.
Часто задаваемые вопросы о хранении льда
Использование пленочного охладителя в качестве предварительного охладителя позволяет уменьшить количество льда, что приводит к снижению температуры воды, поступающей в резервуар для хранения льда. Вода сначала подается в нижний резервуар, сначала в смесительную трубку, затем циркулирует с помощью насоса в охладитель с падающей пленкой при постоянной скорости потока. Чтобы обеспечить высочайшее качество пищевых и молочных продуктов, производительность охлаждения не должна падать во время пиковых нагрузок.
Датчик, расположенный между пластинами теплообменника, позволяет установить желаемую толщину льда. Датчик посылает сигнал на контроллер толщины льда, который подает сигнал на включение/выключение чиллера для работы. Если льдохранилище поставляется с установленным у нас чиллером, датчик толщины льда уже проверен. Однако после длительной эксплуатации могут возникнуть условия, которые невозможно было смоделировать во время пробного запуска. Поэтому может потребоваться повторная настройка толщины льда.
Солнечные тепловые коллекторы имеют гораздо более высокий КПД - до 80%. Для сравнения, КПД фотоэлектрических модулей составляет всего от 14 до 22 %. Таким образом, при использовании солнечной тепловой системы требуется гораздо меньшая площадь для установки, что дает явное преимущество по сравнению с фотовольтаикой. Система хранения льда в сочетании с солнечной энергией позволяет осуществлять сезонное промежуточное хранение энергии для использования тепловых насосов. Если зондирование грунта недопустимо, грунт недоступен, грунтовые воды не могут быть использованы или исключается использование теплового насоса "воздух-вода", система хранения льда является хорошим вариантом. Кроме того, активное охлаждение помещений в летний период может быть привлекательным аргументом, особенно с учетом повышения летних температур. Это также может быть разумной альтернативой в жилых домах. Система хранения льда питается солнечной энергией и окружающим теплом, получаемым из воздуха вокруг солнечных коллекторов, естественного тепла земли и, возможно, других источников, таких как рекуперация тепла сточных вод. Кроме того, можно использовать значительную энергию кристаллизации (93 кВт-ч/м³), выделяемую при фазовом переходе от воды ко льду.
Солнечные коллекторы или абсорберы используются в качестве основного источника тепла и для регенерации системы хранения льда. Эти коллекторы обеспечивают высокоэффективную и эффективную рабочую температуру. При использовании незастекленных коллекторов или активной вентиляции можно также использовать тепло окружающего воздуха. Конденсат на поверхности коллектора вносит значительный вклад в прирост тепла. При использовании остекленных и/или селективных коллекторов солнечное тепло может быть использовано при более высоких температурах непосредственно для отопления помещений и/или горячего водоснабжения.
Системы хранения льда становятся все более популярными в качестве альтернативного решения для хранения сезонного тепла в различных жилых и коммерческих зданиях. В связи со снижением спроса на отопление и ростом потребностей в охлаждении с использованием возобновляемых источников энергии технология хранения льда в сочетании с солнечной энергией приобретает все большее значение.
В чем преимущества льдоаккумуляторов?
- очень стабильная температура ледяной воды ниже 1°C до конца процесса
- очень высокая мощность охлаждения для пиков
- низкое содержание хладагента
- безопасный возврат масла
- полностьюиз нержавеющей стали
- открытая конструкция, легкий осмотр, легкая очистка
- возможноиспользование существующих резервуаров
Мы всегда оптимально использовали инженерные науки и термодинамику в различных производственных процессах.
Термодинамики, инженеры-механики и инженеры-сварщики определяют размеры, проектируют и изготавливают на заказ теплообменные панели и системы из материалов от мягких и аустенитных сталей до титана и обеспечивают успешное распространение своей работы по всему миру.
При этом они опираются на производственные инженерные знания и расчеты, разработанные за последние сто лет, которые до сих пор постоянно оптимизируются в непрерывном процессе.
В восприятии наших клиентов продукт Buco означает:
Технический и технологический консалтинг
Термодинамическая эффективность
Качество и долговечность
