Abwärmenutzung und Wärmespeicherung

Seit dem Jahre 2000 richtet sich unsere Gesellschaft gezielt auf die Durchsetzung von Kühlsystemen aus, die großen Wert auf die vollwertige Nutzung der Abwärme aus Kühlvorgängen legen. Wir haben sehr intensiv in die Entwicklung, in Pilotprojekte sowie in den Betrieb dieser Anlagen investiert und damit wertvolle Erfahrungen gewonnen. Darum bieten wir nur geprüfte und vollfunktionsfähige technische Lösungen an, die nachweislich Betriebskostenersparnisse mit sich bringen. Im Laufe der Entwicklung von Kühlsystemen mit Abwärmenutzung haben wir in diese Anlagen ein wichtiges Element hinzugefügt – die Latentkältespeicherung (die sog. Eisbank). Die Mehrheit der industriellen Kühlprozesse hat ungleiche und asynchrone Ansprüche auf Kältezufuhr und Abwärmenutzung. Diese Asynchronie und Verschiebungen können mittels der erwähnten Kältespeicherung effektiv gelöst werden. Dieses Element ermöglicht es, die Spitzenverbrauchszeiten von Kälte zu decken und die Abwärme für eine spätere Nutzung beim Wiederaufladen des Kältespeichers zu erhalten. Dies stellt einen maßgeblichen Fortschritt bei industriellen Kühlanlagen dar, um eine tatsächlich vollwertige und effektive Abwärmenutzung zu erreichen.

Die Nutzung des Latentkältespeichers bringt neue Möglichkeiten beim Entwurf und der Konstruktion von Kühlanlagen sowie neuartige Möglichkeiten zur Nutzung von jeglicher Abwärme mit sich.

Der Latentkältespeicher ist je nach Ladestand eine Quelle von Kälte sowie von niedrigpotentieller Wärme:

  • Wenn der Latentkältespeicher voll geladen ist, stellt er eine Kühlungsquelle dar, die zu Spitzenverbrauchszeiten von Kälte beliebig eingesetzt werden kann.
  • Wenn der Latentkältespeicher ganz leer ist, stellt er eine Quelle von niedrigpotentieller Wärme dar, die bei höchsten Verbrauchsanforderungen von Abwärme beliebig eingesetzt werden kann, z.B. zur Erwärmung des Gebrauchswarmwassers.
  • Wenn der Latentkältespeicher weder voll geladen noch ganz leer ist, ermöglicht er es, mit Hilfe einer Kälteeinrichtung/Wärmepumpe den Spitzenverbrauch von Kälte als auch Wärme zu decken. Der Speicher stellt eine Art „Feder“ im System dar.

Beispiele zur Nutzung:

1) Kühltunnel für Geflügel

Beim kontinuierlichen Abkühlungprozess von geschlachtetem Geflügel von einer Temperatur von 38 °C auf 4 °C ist es nötig, eine große Wärmemenge vom abgekühlten Geflügel abzuleiten. Das Kühlsystem arbeitet mit voller Leistung und ein Teil der Kälte wird durch den Bezug aus dem Latentkältespeicher gewonnen. Gleichzeitig gibt es auch einen großen Anspruch auf Warmwassererwärmung mit Hilfe von Abwärme aus der Kühlanlage. In diesem Augenblick deckt sich der Bedarf an Kälte und Abwärme. Nach der Schlachtung sinkt deutlich der Bedarf an Kälte, da der Kühltunnel für Geflügel abgestellt ist. Es kommt zu einem Spitzenverbrauch von Warmwasser fürs Waschen der Schlacht- und Produktionsräume. In diesem Augenblick verläuft die Ladung des Latentkältespeichers. An der Kondensationsseite der Kühlanlage wird dann die Abwärme zur Erwärmung des Gebrauchswarmwassers gewonnen und gleichzeitig wird Kälte im Latentkältespeicher gespeichert, die am nächsten Tag für das Abkühlen des Geflügels genutzt wird.

Eine derartig konzipierte Einrichtung bringt folgende Vorteile mit sich:

  • kleinere Kühlanlage
  • niedrigerer aktueller Stromverbrauch (viertelstündiges Maximum)
  • höherer Gesamtwirkungsgrad
  • Wärmequelle mit einer hohen vom aktuellen Kälteverbrauch unabhängigen Leistung

Dieses Prinzip kann bei allen direkten und auch indirekten Kühlanlagen mit beliebigem Kühlmedium (einschließlich Ammoniak) angewendet werden.

2) Tiefkühllager

Zur Tageszeit, zu der es bei der Kühlung im Tiefkühllager aufgrund der hohen Umgebungstemperatur zu einem Verbrauchsmaximum kommt, werden dank des Bezugs aus dem Latentkältespeicher ca. 30% gedeckt. In den Abend- und Nachtstunden wird der Speicher nachgeladen. Bei seiner Ladung wird gleichzeitig Abwärme gewonnen, die für die Erwärmung des Gebrauchswarmwassers genutzt werden kann.

In den Nachtstunden wird aufgrund des Einflusses der niedrigeren Umgebungstemperatur und der deutlich höheren Abdampftemperatur (statt -30°C nur -8°C beim Kältespeicherladen) die Kälte bei einem höheren Kühlungs-Wirkungsgrad gespeichert (COP bis 4,5 gegenüber COP 2,2 zur Tageszeit).

Eine derartig konzipierte Anlage bringt diese Vorteile mit sich:

  • kleinere Kühlanlage
  • niedrigerer aktueller Stromverbrauch (viertelstündiges Maximum)
  • höherer Gesamtwirkungsgrad (Senkung des gesamten Energieverbrauchs um mind. 15% )
  • Möglichkeit zur Verbesserung von Kühlanlagen mit bereits ungenügender Leistung, ohne die gesamte Kühlanlage umbauen zu müssen (Verbesserung der Kompressoren, Vergrößerung der Kondensatoren, Änderungen in den Leitungen und Austauschern). Für die Kältespeicherungsprozesse werden in die vorhandene Anlage nur zwei Austauscher eingebaut.

Dieses Prinzip kann bei allen direkten und auch indirekten Kühlanlagen mit beliebigem Kühlmedium (einschließlich Ammoniak) angewendet werden.

3) Sonstige Anwendungen
  • Kühlungsquelle für die Eiswasserherstellung für die Molkerei- und Brauereiindustrie
    • Kältespeicherquelle für die Eiswasserherstellung bei höchst wechselhaften Belastungen mit Nutzung von Abwärme
  • Kühlungsquelle für die Kunststoffverarbeitung
    • Kaskadensystem zur Kühlung von Spritzpressmaschinen
  • Kühlungstechnologie für Eisstadien
    • o indirekte Kühlsysteme für Eisflächenkühlung mit Nutzung von Abwärme

Referenzprojekte:

Fleisch- und Geflügelverarbeitung

  • Rabbit Trhový Štěpánov - Zentralkühlsystem für zwei Geflügelschlächtereien, logistische Lager
  • Lahůdky Cajthaml - Zentralkühlsystem für Feinkostproduktion

Kühlungsquelle für die Eiswasserherstellung

  • Molkerei Mlékárna Bohoušovice - Kältespeicherung zur Deckung des Spitzenverbrauchs von Eiswasser
  • Kelterei Moštovna Lažany - Kühlung der Pasteurisierungskolonnen bei der Getränkeproduktion
  • Käseproduktion Sýrárna ORRERO Litovel - Zentralkühlsystem für die Milchprodukte
  • MILSY Bánovce nad Bebravou – Speichersystem für die Eiswasserherstellung, Kühlung der Lagerboxen

Kühlungsquelle für die Kunststoffverarbeitung

  • Gillete Czech - mobile Kältequelle zur Kühlung von Spritzpressmaschinen
  • Cadence Innovation - Kaskadensystem zur Kühlung von Spritzpressmaschinen

Kühlungstechnologie für Eisstadien

  • Eisstadion Ústí nad Labem - Komplexes Kühlungsystem und Kältespeicherquelle für die Klimaanlage
  • Eishockeyhalle der Jugend Brno - Komplexes Kühlungsystem und Kältespeicherquelle für die Klimaanlage und zur Nutzung der Abwärme fürs Stadionumfeld
  • Eisstadion Plzeň – Košutka - Komplexes Kühlungsystem und Kältespeicherquelle für die Klimaanlage

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