Eisspeicher für Kälteanlagen
Eisspeicher ermöglichen eine flexible und dynamische Abdeckung von Lastspitzen bei der industriellen Prozesskühlung
Effiziente und energiesparende Kälteerzeugung für die industrielle Prozesskühlung
Der Bedarf an industrieller Prozesskälte nimmt kontinuierlich zu. Da die Kälteerzeugung ein vergleichsweise energieintensiver Prozess ist, müssen Unternehmen mit temperaturkritischen Produktionsverfahren im Zuge von steigenden Energiekosten besonders auf die Effizienz der Kälteanlagen achten. Hinzu kommt die Notwendigkeit CO2-Emmissionen und den ökologischen Fußabdruck zu verringern. Über die Zwischenspeicherung von Kälte und der Abgabe zu Spitzenlastzeiten kann der sp.ICE Eisspeicher dazu beitragen, Kälteanlagen bedarfsorientierter und energiesparender zu betreiben.
Lebensmittelproduktion, chemische und pharmazeutische Industrie, Verfahrenstechnik u.v.m profitieren von Eisspeichern
Industrielle Prozesskühlung wird überall dort benötigt, wo die Qualität der Produkte von einer konstanten Kühlung abhängt. Hierzu gehört die Lebensmittelproduktion und -verarbeitung, die chemische und pharmazeutische Industrie, Verfahrenstechnik u.a. Gerade in der pharmazeutischen Produktion können bereits geringe Temperaturschwankungen die Wirksamkeit von Medikamenten negativ beeinflussen. Nach Schätzungen des Forschungsrat Kältetechnik e.V. beim VDMA entfällt 14% des deutschen Gesamtenergiebedarfs auf die Erzeugung von Kälte. Je nach Zuordnung werden etwa 20% dieses Kältebedarfs werden für Industriekälte verwendet. Die Nachfrage in diesem Bereich hat zwischen 2009 und 2017 um 25% zugelegt.1
Hoher Energieverbrauch der Kälteanlagen - Chance auf Energieeinsparungen
Hoher Energieverbrauch beinhaltet gleichzeitig eine Chance erheblicher Einsparpotentiale bei der Verwendung von innovativen und effizienten Lösungen zur Kälteerzeugung. Je nach Anlagentyp und -größe können bis zu 30% der Energiekosten eingespart werden.2 Bei einer energieintensiven Produktion sind Einsparpotentiale in dieser Größenordnung ein erheblicher Faktor im internationalen Wettbewerb. Vor dem Hintergrund einer volatilen Energieversorgungslage verringert die Nutzung von Effizienzpotentialen die Energieabhängigkeit und unterstützt die Maßnahmen zur Energiewende.
Eisspeicher haben sich als eine vielversprechende Lösung zur Effizienzsteigerung von Kälteanlagen erwiesen. Dabei ermöglichen Eisspeicher nicht nur bei der Neuplanungen eine optimale, bedarfsorientierte Dimensionierung von Kälteanlagen, sondern erzielen auch Effizienzgewinne bei der Integration in die bestehende Kältetechnik.
Skizze: Integration in industrielle Prozesskühlung
Wie Eisspeicher Einsparpotentiale bei der industriellen Prozesskühlung realisieren
Verbesserte Energieeffizienz und intelligentes Lastmanagement der Kältetechnik
Eisspeicher eröffnen die Option, Kälteenergie dann zu speichern, wenn z.B. aufgrund von Nachtstromtarifen die Energiepreise niedrig sind oder überschüssige Energie von Solar- oder Windkraftanlagen zur Verfügung steht. Die im Eis gespeicherte Kälte kann dann zu Spitzenlastzeiten oder in Zeiten mit hohen Stromkosten abgerufen werden. Die Integration eines Kältespeichers ermöglicht eine intelligente Lastverteilung der Kälteanlagen und hilft, teure Hochlastzeiten bei der industriellen Prozesskühlung zu vermeiden.
Reduzierte Betriebskosten durch optimale Dimensionierung der Kältemaschinen
Die Kapazität von Anlagen für die Erzeugung industrieller Prozesskälte wird häufig nach den Bedarfsspitzen dimensioniert, um eine gesicherte Kühlung temperatursensibler Prozesse auch zu Spitzenlastzeiten zu gewährleisten. Diese Kapazität wird tatsächlich nur an wenigen Tagen im Jahr abgerufen.
Die Speicherung von Kälteenergie im Eisspeicher zu günstigeren Zeiten und deren Verfügbarkeit bei hohem Kältebedarf reduziert die Notwendigkeit von zusätzlichen, energieintensiven Kühlmaschinen zur Abdeckung der Spitzenlastzeiten. Die Zwischenspeicherung von Kälte resultiert in einer angepassten Dimensionierung der Kältetechnik, was zu einer deutlichen Senkung der Betriebskosten und einer höheren Rentabilität der Kälteanlagen führt. Die Investitionen in hierfür benötigte Eisspeicherkapazitäten liegen oftmals unter den Investitionskosten in zusätzliche Kältemaschinen.
Effiziente Nutzung erneuerbarer Energien
Eisspeicher erhöhen die Flexibilität bei der Wahl der Energiequelle. Erneuerbare Energiequellen, wie Solarenergie oder Windkraft, die sich aufgrund von Schwankungen bei der Verfügbarkeit nur bedingt für den zuverlässigen Betrieb von Kälteanlagen eignen, können durch die Integration von Eisspeichern effizienter genutzt werden. Überschüssige Energie, die während sonnenreicher oder windiger Zeiten anfällt, wird zur Kältespeicherung verwendet und so dafür gesorgt, dass auch an Tagen mit wenig Sonne oder Wind genügend Kälte zur industriellen Prozesskühlung zur Verfügung steht. Zusätzlich wird der Gesamtenergieverbrauch der Anlage reduziert.
Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit
Durch die Nutzung von mehr Energie aus erneuerbaren Quellen für die Kälteerzeugung, trägt die Implementierung von Eisspeichern in Kälteanlagen zur Reduzierung der CO2-Emissionen bei. Dieser Effekt unterstützt das Bestreben vieler Unternehmen, umweltfreundliche Technologien zu nutzen und ihre ökologische Verantwortung wahrzunehmen.
Langlebigkeit und Wartungsarmut
Eisspeichersysteme erfordern im Vergleich zu konventionellen Kälteanlagen in der Regel weniger mechanische Komponenten und bewegliche Teile. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer der Anlagen und reduziert die Notwendigkeit teurer und häufiger Wartungsarbeiten.
Anpassungsfähigkeit und Integration
Eisspeicher eignen sich sowohl für die Integration in bestehende Kältesysteme als auch für die Neuplanung effizienter Kälteanlagen. Sie bieten eine flexible Lösung für Unternehmen, die ihre Kältetechnik verbessern möchten, ohne drastische Veränderungen an den bestehenden Systemen vornehmen zu müssen.
Eisspeicher als Notkühler für industrielle Anlagen
Aus den schon beschriebenen Eigenschaften der Eisspeicher ergibt sich ein weiterer interessanter Einsatzzweck für Industrieanlagen. Als Kältespeicher verbessern sie nicht nur die Effizienz von Kälteanlagen, sondern können im Falle eines Stromausfalls auch die Funktion als Notkühler für industrielle Prozesse übernehmen, denn insbesondere die temperaturkritische Produktion von pharmazeutischen Erzeugnissen erfordert zwingend eine konstante und ausfallsichere Kühlung.
sp.ICE – Modularer Eisspeicher für optimale Integration in Kälteanlagen
Zwei Eigenschaften machen den sp.ICE Eisspeicher besonders interessant für die Verwendung in der industriellen Prozesskühlung. Der Wärmetauscher mit Kapillarrohrtechnik sorgt für ein besonders dynamisches Lade- und Entladeverhalten. In nur 6 Stunden kann der Speicher vollständig beladen werden und anschließend bei Bedarf die gespeicherte Kälte abgeben; eine ideale Voraussetzung für die Abdeckung von Spitzenlasten oder für den Einsatz als Notkühler.
Daneben ist der sp.ICE modular aufgebaut und kann an den Bedarf der industriellen Kühlung angepasst werden. Unsere Standardmodule von 1,1MWh, 2,4 MWh und 5MWh lassen sich beliebig kombinieren, um die benötigte Kältekapazität zu erzielen.
Der sp.ICE wird entweder als Containerlösung angeboten, die einfach in die baulichen Begebenheiten ober- wie unterirdisch integriert werden kann oder in bestehende Becken oder Tanks eingelassen.
Unsere Ingenieure sind erfahren in der Erarbeitung von Integrationskonzepten für die vorhandene Kältetechnik und unterstützen bei der Suche nach der optimalen Kältelösung.
Fertigung und Einbau Vorort von zwei Eisspeichern mit einer Kapazität von 6.500 kWh für neues Logistik- und Produktionszentrum von Trotec in Heinsberg. Nutzung des Eisspeichers als Kältequelle für Wärmepumpen und Kältebereitstellung für industrielle Fertigungsprozesse.