Eisspeicher für industrielle Kälteanlagen
Eisspeicher ermöglichen eine flexible und dynamische Abdeckung von Lastspitzen bei der industriellen Prozesskühlung
Effiziente und ausfallsichere Kälteerzeugung für die industrielle Prozesskühlung
Der Bedarf an industrieller Prozesskälte nimmt kontinuierlich zu. Da Kälteerzeugung immer noch sehr energieintensiv 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, industrielle Kälteanlagen bedarfsorientierter und energiesparender zu betreiben.
Lebensmittelproduktion, chemische und pharmazeutische Industrie, Verfahrenstechnik u.v.m können von Eisspeichern profitieren
Prozesskälte wird in der Industrie überall dort benötigt, wo die Qualität der Produkte von einer konstanten Kühlung abhängt. Hierzu gehören 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 für Industriekälte verwendet. Die Nachfrage in diesem Bereich hat zwischen 2009 und 2017 um 25% zugelegt.1
Hoher Energieverbrauch der Kälteanlagen beinhaltet auch die Chance auf Energieeinsparungen
Ein 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 industriellen Kälteanlagen erwiesen. Dabei ermöglichen sie nicht nur bei der Neuplanungen eine optimale, bedarfsorientierte Dimensionierung von Kälteanlagen, sondern erzielen auch Effizienzgewinne bei der Integration in die bestehende Kältetechnik.
Skizze: Eisspeicher als Bestandteil einer industriellen Kälteanlage
Gerade in der Milchwirtschaft können mit Eisspeichersystemen erhebliche Einsparpotentiale realisiert werden. Wie genau das funktioniert, zeigt unser Anwendungsbeispiel.
Wo die Effizienzpotentiale von Eisspeichern für die industrielle Prozesskühlung liegen
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 Kältemaschinen zur Abdeckung der Spitzenlastzeiten. Die Zwischenspeicherung von Kälte ermöglicht eine angepasste Dimensionierung der industriellen 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 Kosten zusätzlicher 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 die Erzeugung von Prozesskälte eignen, können durch die Integration von Eisspeichern effizienter genutzt werden. Überschüssige Energie, die während sonnenreicher oder windiger Perioden anfällt, wird zur Kältespeicherung verwendet und so dafür gesorgt, dass auch an Tagen mit wenig Sonne oder Wind genügend Kälte zur Kühlung industrieller Prozesse zur Verfügung steht. Zusätzlich wird der Gesamtenergieverbrauch der Anlage reduziert.
Nachhaltigkeit und Umweltfreundlichkeit
Durch die Nutzung eines größeren Energieanteils aus erneuerbaren Quellen für die Kälteerzeugung, trägt die Integration von Eisspeichern in industrielle 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
Die Eisspeichertechnologie eignet sich sowohl für die Integration in bestehende Kältesysteme als auch für die Neuplanung effizienter Kälteanlagen. Sie bietet eine flexible Lösung für Unternehmen, die ihre Kältetechnik verbessern möchten, ohne zugleich drastische Veränderungen an den bestehenden Systemen vornehmen zu müssen.
Eisspeicher als Notkühler
Aus der Pufferfunktion der Eisspeicher ergibt sich ein weiterer interessanter Einsatzzweck für die industrielle Kältetechnik. Eisspeicher verbessern nicht nur die Effizienz von Kälteanlagen, sondern können im Falle eines Stromausfalls auch die Funktion als Notkühler für industrielle Prozesse übernehmen. Insbesondere die temperaturkritische Produktion von pharmazeutischen Erzeugnissen erfordert zwingend eine konstante und ausfallsichere Kühlung.
sp.ICE – Unser modularer Eisspeicher vereinfacht die Integration in Kälteanlagen
Zwei Eigenschaften machen den sp.ICE Eisspeicher besonders interessant für die Verwendung in der industriellen Kälteerzeugung. Der Wärmetauscher mit Kapillarrohrtechnik sorgt für ein besonders dynamisches Lade- und Entladeverhalten. In nur 6 Stunden kann der Speicher vollständig beladen werden und bei Bedarf die gespeicherte Kälte abgeben. Dies ist eine ideale Voraussetzung für die Abdeckung von Spitzenlasten oder für den Einsatz als Notkühler industrieller Anlagen.
Daneben ist der sp.ICE modular aufgebaut und kann an den Bedarf an industrieller Prozesskälte angepasst werden. Unsere Standardmodule von 1,1 MWh, 2,4 MWh und 5 MWh 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 von zwei Eisspeichern und Einbau vor Ort mit einer Kapazität von 6.500 kWh für das neue Logistik- und Produktionszentrum von Trotec in Heinsberg. Nutzung des Eisspeichers als Kältequelle für Wärmepumpen und Kältebereitstellung für industrielle Fertigungsprozesse.