Eisspeicher TSU-M - interne Schmelze


Benutzerspezifische Rohrbündel

Die Eisspeicher-Rohrbündel von Baltimore Aircoil sind aus Stahl-Glattrohrschlangen mit einem durchgehenden Außendurchmesser von 26,7 mm aufgebaut. Die Rohrschlangen 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 liefern.
Einzelne Rohrbündel können werkseitig auch in Module 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 und die endgültige Positionierung im Speichertank zu ermöglichen.

Lastprofil

Ein tägliches Lastprofil besteht aus der stundenweisen Darstellung der Kühllasten über einen Zeitraum von 24 Stunden. Die meisten Klima-Anwendungen verwenden ein tägliches Lastprofil, um den Umfang des erforderlichen Speichers zu bestimmen. Einige Klima-Systeme wenden ein wöchentliches Lastprofil an. Für konventionelle Klimaanlagensysteme werden Kältemaschinen auf Basis der Spitzenkühllast ausgewählt. Für Eisspeichersysteme werden die Kältemaschinen auf Basis des für die Kühlung erforderlichen kWh-Werts und einer definierten Betriebsstrategie ausgewählt. BAC Eisspeichersysteme liefern viel Flexibilität für verschiedene Betriebsstrategien, so lange der ausgewählte kWh-Gesamtwert nicht überschritten wird. Deshalb muss bei der Auslegung eines Eisspeichersystems ein genaues Lastprofil angegeben werden.
Lastprofile haben je nach Anwendung viele verschiedene Formen. Abb. 1 zeigt ein typisches Klima-Lastprofil für ein Bürogebäude mit einer Spitzenkühllast von 1750 kW und einer Kühlanforderung von 12 Stunden. Die Form dieser Kurve ist repräsentativ für die meisten Klima-Anwendungen. TSU - F 12

Betriebsstrategien

Sobald das Lastprofil erstellt wurde, ist der nächste Schritt bei der Auswahl der Eisspeichergeräte die Festlegung einer Betriebsstrategie oder, in anderen Worten, die Bestimmung der Stunden pro Tag, in denen die Glykolkältemaschine betrieben werden kann.
Welche Betriebsstrategie verwendet wird, hängt vom Lastprofil (der Anwendung), der Tarifstruktur des Versorgungsunternehmens, den Energiekosten und den Geräteanschaffungskosten ab. In anderen Worten, der wirtschaftliche Ausgleich zwischen der Systeminstallation und den Betriebskosten oder die Amortisationszeit müssen berechnet werden.
Es gibt zwei verschiedene Betriebsstrategien, entweder Voll- oder Teilspeicherung. Vollspeichersysteme speichern die gesamte Kühlkapazität, die während der Nebenzeiten erforderlich ist, und beseitigen die Notwendigkeit, Kältemaschinen während der Hauptzeiten des Versorgungsunternehmens zu betreiben. Diese Strategie verschiebt den größten Teil der Stromnachfrage und führt zu den niedrigsten Betriebskosten. Die Geräteanschaffungskosten sind jedoch aufgrund der großen Kältemaschinen- und Speicheranforderungen erheblich höher als bei Teilspeichersystemen und deshalb wird dies selten eingesetzt.
Teilspeichersysteme erfordern den Betrieb der Kältemaschinen auch in den Hauptzeiten. Das Teilspeichersystem, bei dem die Glykolkältemaschine 24 Stunden am Tag bei voller Kapazität läuft, wird am häufigsten eingesetzt, da es zur kleinsten Kältemaschinenauswahl führt. In vielen Fällen ist die kleinere Kältemaschinenauswahl der Grund für ein Eisspeichersystem. Die niedrigeren installierten elektrischen Antriebsleistungen, eine kleinere Kältemittelfüllung, kleinere Kühltürme oder andere Wärmetauscher (weniger Lärm), kleinere Standby-Kältemaschinen (falls erforderlich), niedrigere Kapital- und Wartungskosten sind weitere wesentliche Auswahlkriterien.
Andere Teilspeicherbetriebsstrategien schalten die Kältemaschine einige Stunden am Tag ab, wenn die Elektrizitätskosten hoch sind und/oder wenn viel Elektrizität für Nichtkühlzwecke wichtig ist (wenn also der Kältemaschinenbetrieb die Stromnachfrage erhöhen würde). Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass die Kältemaschine umso größer wird, je weniger Stunden die Kältemaschine während des Tages in Betrieb ist. Außerdem muss, wenn die Kältemaschine während der Kühlzeit abgeschaltet wird, das Speichergerät vergrößert werden. Falls die Kältemaschine während der Nichtkühlzeit abgeschaltet wird, verringert sich die Eisaufbauzeit und deshalb sind niedrigere Glykoltemperaturen erforderlich und der Leistungskoeffizient (COP) der Kältemaschine wird verringert.
Neben der Bestimmung, wann die Kältemaschine laufen oder abgeschaltet werden soll, ist ein weiterer Aspekt der Betriebsstrategie, ob während des Abschmelzens die Kältemaschine oder das Eis Priorität erhält, um die vorhandene Kühllast abzudecken.
Bei einem Kältemaschinenprioritätssystem arbeitet die Kältemaschine immer bei voller Kapazität. Wenn die Kühllast die Leistung der Kältemaschine überschreitet, wird der Rest vom schmelzenden Eis abgedeckt. Ein konstanter Teil der Last wird von der Kältemaschine abgedeckt, während die Schwankung der Last vom Eis abgedeckt wird.
Bei einem Eisprioritätssystem wird ein konstanter Teil der Last vom Eis abgedeckt, während die Kältemaschine die Schwankung bei der Last übernimmt. Da die Kältemaschine nicht ständig bei maximaler Kapazität arbeitet, ist sie gegenüber dem Kältemaschinenprioritätssystem überdimensioniert. Eisprioritätssysteme führen zu überdimensionierter Eis- und Kältemaschinenauswahl und werden deshalb selten eingesetzt.
Normale Praxis ist, dass Teilspeichersysteme mit Kältemaschinenpriorität und 24-Stunden- Kältemaschinenbetrieb am häufigsten eingesetzt werden.

Betriebsmodi

Das modulare Eisspeichergerät kann in jedem der fünf verschiedenen Betriebsarten betrieben werden. Diese Betriebsarten bieten die von den Gebäudebetreibern geforderte Flexibilität für die Erfüllung ihrer täglichen Klima-Kühlanforderungen.

Eisaufbau: In dieser Betriebsart wird Eis durch Zirkulation einer 25% Lösung (nach Gewicht) von Wasser/Glykol mit Inhibitoren bei Minus-Temperaturen durch die im Eisspeichergerät installierten Rohrbündel aufgebaut. Während dieser Betriebsart werden die Betriebsbedingungen der Kältemaschine überwacht und die Kältemaschine wird abgeschaltet, wenn die Mindestglykolzufuhrtemperatur außerhalb der Kältemaschine erreicht wird. Optional ist ein Eismengenmessgerät für die Steuerung des Kältemaschinenbetriebs erhältlich.
Eisaufbau mit Kühlung: Wenn während der Eisaufbauzeit eine Kühllast vorhanden ist, wird eine Teilmenge des kalten Glykols, das für den Eisaufbau verwendet wird, zur Kühllast umgeleitet, um die erforderliche Kühlung zu liefern. Die Menge des umgeleiteten Glykols wird durch die Solltemperatur des Gebäudekreislaufs bestimmt.
Kühlung - nur Eis: In dieser Betriebsart ist die Kältemaschine ausgeschaltet. Die warme Rückfluss-Glykollösung wird auf die gewünschte Solltemperatur gekühlt, indem Eis geschmolzen wird, das im modularen Eisspeichergerät gespeichert ist.
Kühlung - nur Kältemaschine: In dieser Betriebsart versorgt die Kältemaschine alle Kühlanforderungen des Gebäudes. Der Glykolfluss wird um das Eisspeichergerät herumgeleitet, damit das kalte Zufuhrglykol direkt zur Kühllast fließen kann. Temperatursollwerte werden von der Kältemaschine aufrecht erhalten.
Kühlung - Eis mit Kältemaschine: In dieser Betriebsart wird die Kühlung durch kombinierten Betrieb der Kältemaschine und des Eisspeichergeräts geliefert. Die Glykolkältemaschine kühlt das warme Rückfluss-Glykol vor. Die teilweise gekühlte Glykollösung geht dann durch das Eisspeichergerät, wo sie vom Eis auf die Auslegungstemperatur gekühlt wird.