Eisspeicher | TSU-C/D & TSC

TSU-C/D und TSC: Externe Schmelze

Der TSU-C/D ist ein Eispeicher mit einem externen Schmelzsystem für die direkte Kältemittel- oder Glykoleinspeisung mit einem Leistungsbereich von 325 bis 5.060 kWh.

Arbeitsprinzip

Das TSU-C/D ist ein externes Schmelzsystem, das Eis (1) rund um ein Rohrbündel (2) produziert und aufbaut, das in Wasser (3) getaucht ist. Ein Kältemittel oder kaltes Glykol (4) strömt durch dieses, während sich Eis an der Außenseite ansammelt. Das Eis wird durch das Umwälzen von warmem Wasser (5) von der Last über dem Rohrbündel geschmolzen, wodurch das Wasser abkühlt (6). Luft (7) mit niedrigem Druck wird von einer Luftpumpe (8) für die Wasserbewegung unter dem Rohrbündel verteilt.

Typische Anwendungen sind:

  • Lebensmittelverarbeitung
  • Brauereien
  • Molkereien

Hauptvorteile:

  • Zuverlässigkeit: konstante Wasserversorgungstemperatur (1 bis 2° C)
  • Niedrige Investitionskosten
  • Energieeinsparung

Hauptvorteile im Detail

Kältesysteme mit einem Eisspeicher liefern eine konstante Wasserversorgungstemperatur von 1 bis 2°C. Zudem puffert der Eisspeicher auch mögliche Ausfälle von Kältemaschinen und sichert so eine größere Anlagenverfügbarkeit. Dadurch ist es übrigens auch möglich, Wartungen an den Kältemaschinen tagsüber durchzuführen.

Da das Kältesystem auf Basis der Durchschnittsanforderungen und nicht anhand der Lastspitzen ausgelegt wird, kann das Gesamtsystem wesentlich kleiner dimensioniert werden. Das macht sich nicht nur in den Kosten für die einzelnen Systemkomponenten (Kältemaschinen, Pumpen, Verrohrung) bemerkbar, sondern rechnet sich hinterher auch in den Betriebskosten (Wartung, Kältemittel etc.).

Energieeinsparung ergeben sich in erster Linie durch die kleinere Dimensionierung des Gesamtsystems. Hinzu kommt aber auch, dass durch den Eisaufbau in der Nacht nicht nur Energiekosten eingespart werden, da Strom nachts billiger ist, sondern auch, dass aufgrund der niedrigeren nächtlichen Außentemperaturen nicht so viel Energie verbaucht wird.

Der TSU-C/D arbeitet in zwei Hauptbetriebsmodi oder -zyklen. Eine mögliche Kombination dieser Betriebszyklen liefert die Flexibilität, die täglichen Klima- oder Kühlanforderungen zu erfüllen. Lange Perioden gleichzeitig zirkulierenden Glykols oder Ammoniaks durch die Rohre und Zirkulation von Wasser durch den Eisspeicher sollten jedoch vermieden werden, um die Systemleistung zu optimieren.

In diesem Betriebszyklus wird Eis durch Zirkulation von Ammoniak oder einer 30% Lösung (nach Gewicht) von Ethylen-/Propylenglykol mit Inhibitoren durch die im Eisspeichergerät installierten Rohrbündel aufgebaut.  Zu Beginn des Eisaufbauzyklus ist die Temperatur höher, während am Ende des Eisaufbauzyklus die Temperaturen niedriger sind.

In diesem Betriebszyklus wird das warme Rückflusswasser durch direkten Kontakt zwischen dem Wasser und dem Eis gekühlt, wodurch das im modularen Eisspeichergerät gespeicherte Eis schmilzt.

TSC: Benutzerspezifische Rohrbündel

Die Eisspeicher-Rohrbündel bestehen aus Stahl-Glattrohrschlangen mit einem durchgehenden Außendurchmesser von 26,7 mm. Sie sind in einem Stahlrahmen montiert, der das Gewicht der Rohrschlangen bei vollem Eisaufbau trägt. Nach der Fertigung werden die Rohrbündel mit Druckluft bei einem Druck von 13 bar unter Wasser auf Leckagen getestet und dann zum Korrosionsschutz feuerverzinkt. Die Rohrschlangen sind so angeordnet, dass sie einen Gegenstrom-Glykolfluss in nebeneinander liegenden Kreisläufen für maximale Speicherkapazität ermöglichen. 

Einzelne Rohrbündel können werkseitig zu Modulen von zwei Rohrbündeln für die Optimierung der Transportkosten und die Verringerung der Montagezeit vor Ort gefertigt werden. Die Glykolverteiler werden im Werk mit einer kaltverzinkten Oberfläche beschichtet. Notwendige Profile und Hebeösen sind an den Rohrbündeln angebracht, um das Heben in die endgültige Positionierung im Speichertank zu ermöglichen. Sie könne diese Rohrbündel auch in von Ihnen bereits verwendete Eisspeichersysteme integrieren.

Arbeitsprinzip

Das TSC-Rohrbündel ist für die Verwendung in einem externen Schmelzsystem gedacht. Dieses System produziert und baut Eis (1) rund um ein Rohrbündel (2) auf, das in Wasser (3) getaucht ist. Ein Kältemittel oder kaltes Glykol (4) strömt durch dieses, während sich Eis an der Außenseite ansammelt. Das Eis wird durch das Umwälzen von warmem Wasser (5) von der Last über dem Rohrbündel geschmolzen, wodurch das Wasser abkühlt (6). Luft (7) mit niedrigem Druck wird von einer Luftpumpe (8) für die Wasserbewegung unter dem Rohrbündel verteilt.

Das Eisspeicherbasissystem enthält ein Eisspeichergerät, eine Kältemaschine und eine Eiswasserpumpe. Das Gerät besteht aus mehreren Rohrbündeln, die in einen isolierten Wassertank installiert sind. Sowohl das Rohrbündel als auch der Tank sind zum Korrosionsschutz aus feuerverzinktem Stahl hergestellt. Wenn keine Kühllast vorhanden ist, läuft die Kältemaschine, um Eis auf der Außenfläche des Rohrbündels aufzubauen. Dieser Eisaufbau wird durch die direkte Einspeisung von Kühlmittel in das Rohrbündel erreicht. Um den Wärmeaustausch während des Eisaufbauzyklus zu erhöhen, wird das Wasser durch Luftblasen von einem Niederdruckverteilersystem unter dem Rohrbündel bewegt. Wenn das Eis die Auslegungsdicke erreicht hat, sendet die exklusive Eisdickensteuerung ein Signal, die Kältemaschine auszuschalten. Wenn gekühltes Wasser für die Kühlung erforderlich ist, wird die Eiswasserpumpe gestartet und der Abschmelzzyklus beginnt. Warmes Wasser, das von der Kühllast zurückfließt, zirkuliert durch den Tank und wird durch direkten Kontakt mit dem schmelzenden Eis gekühlt. Während dieses Zyklus wird das Tankwasser zur Verbesserung des Wärmeaustausches ebenfalls bewegt und liefert eine konstante Wasserzufuhrtemperatur von 1° C oder weniger.

 

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