Batteria del ghiaccio industriale con una superficie ghiacciata costantemente estesa
Una Batteria del ghiaccio industriale con una superficie di ghiaccio costantemente ampia consente di raffreddare il prodotto il più rapidamente possibile nonostante i picchi di carico. Il vantaggio di una Batteria del ghiaccio industriale è l'elevata capacità di raffreddamento per la riduzione dei picchi di carico di raffreddamento, che può essere fornita con sistemi di refrigerazione relativamente piccoli, perché devono essere progettati solo per il carico medio.
Per la migliore qualità possibile degli alimenti e dei prodotti lattiero-caseari, le prestazioni di raffreddamento ai picchi di carico non devono interrompersi. Il ghiaccio garantisce la massima riserva di energia e sicurezza.
Visualizzazione per la comprensione del principio di funzionamento di una banca del ghiaccio industriale
Quali sono i vantaggi della Batteria del ghiaccio industriale?
- temperatura dell'acqua ghiacciata molto stabile, inferiore a 1°C, fino alla fine del processo
- potenza frigorifera molto elevata per i picchi
- basso contenuto di refrigerante
- ritorno sicuro dell'olio
- completamentein acciaio inox
- design aperto, facile ispezione e pulizia
- possibilità diutilizzare i serbatoi esistenti
Efficienza di stoccaggio del ghiaccio
L'efficienza dei costi operativi del deposito di ghiaccio si basa in particolare sulla possibilità di utilizzare l'energia notturna a basso prezzo, che spesso costa solo la metà rispetto alla tariffa normale , oppure di limitare il fabbisogno massimo di energia, perché questo determina il prezzo base del fornitore di elettricità. Il sistema di stoccaggio del ghiaccio consente di gestire picchi di consumo elevati anche con sistemi di refrigerazione progettati solo per il valore medio giornaliero.
Un sistema di stoccaggio del ghiaccio è un sistema innovativo di accumulo di energia che può essere utilizzato anche in combinazione con impianti fotovoltaici per immagazzinare e utilizzare energia rinnovabile. Il ghiaccio viene immagazzinato fino a quando non è necessario rilasciare l'energia immagazzinata. L'accumulo di ghiaccio viene ricaricato utilizzando energia rinnovabile come il fotovoltaico. Un sistema fotovoltaico converte la luce solare in elettricità e può quindi contribuire allo stoccaggio del ghiaccio. Il sistema fotovoltaico fornisce l'elettricità necessaria per raffreddare l'acqua nel deposito di ghiaccio e convertirla in ghiaccio.
Un altro vantaggio dell'uso del fotovoltaico in combinazione con un sistema di stoccaggio del ghiaccio è che l'elettricità prodotta può essere utilizzata direttamente sul posto. Ciò significa che si possono evitare i guasti alla rete e ridurre il fabbisogno di elettricità dalla rete. Ciò è particolarmente vantaggioso nelle zone rurali, dove la rete elettrica non è sempre stabile.
La combinazione di sistemi di stoccaggio del ghiaccio e sistemi fotovoltaici offre anche un'eccellente opportunità per ridurre il consumo energetico negli edifici. L'energia immagazzinata può essere utilizzata per abbassare la temperatura ambiente e quindi ridurre l'uso dell'aria condizionata. In generale, l'uso del fotovoltaico in combinazione con l'accumulo di ghiaccio rappresenta un modo innovativo ed ecologico di immagazzinare e utilizzare l'energia rinnovabile. Si prevede che questa tecnologia sarà sempre più utilizzata in futuro per ridurre la necessità di combustibili fossili e promuovere un approvvigionamento energetico sostenibile.
Modalità di conservazione della Batteria del ghiaccio industriale
Come funziona una Batteria del ghiaccio industriale?
Una banca del ghiaccio è un sistema innovativo che utilizza acqua ghiacciata e una tecnologia specificamente progettata per immagazzinare e gestire in modo efficiente l'energia termica per periodi prolungati, in modo da poterla utilizzare quando necessario. Con questo metodo è possibile immagazzinare grandi quantità di energia in modo economico, rendendolo perfetto per progetti con elevate richieste di energia durante il giorno e tariffe energetiche basse.
Modalità di stoccaggio o accumulo di ghiaccio: Nell'accumulo statico di ghiaccio, le piastre dell'evaporatore si trovano in un serbatoio aperto pieno d'acqua, ad esempio in un serbatoio rettangolare. Il ghiaccio congela, a seconda del tempo di stoccaggio, a una temperatura di evaporazione compresa tra -4 e -10 °C sulle piastre verticali, formando uno strato omogeneo fino a 55 mm, che aderisce saldamente alle piastre. (conservazione statica del ghiaccio).
Operazione di raffreddamento o fase di sbrinamento: L'acqua di ritorno riscaldata viene distribuita attraverso un sistema di tubi disposti sul fondo della vasca, che assicura uno sbrinamento omogeneo del ghiaccio. Un tubo di ricircolo dell'aria sul fondo del serbatoio crea una forte turbolenza e garantisce un trasferimento di calore molto efficace e quindi temperature dell'acqua del ghiaccio molto basse. La circolazione dell'aria è a risparmio energetico solo quando è necessaria, ma in modo automatico. La superficie del ghiaccio è vantaggiosamente identica a quella della piastra e rimane costante fino alla fine dello sbrinamento, garantendo così una prestazione di raffreddamento molto elevata e costante.
Sfruttando il cambiamento di fase e l'entalpia di fusione dell'acqua, pari a 333 kJ/kg, i sistemi di stoccaggio del ghiaccio offrono una densità di accumulo significativamente superiore, fino a 84,9 kWh/m³ in base al volume d'acqua, rispetto ai sistemi di stoccaggio dell'acqua refrigerata. Questo risultato si ottiene con una differenza di temperatura di 6 K. Inoltre, i sistemi di stoccaggio del ghiaccio hanno perdite termiche minime. A differenza dei sistemi di stoccaggio dell'acqua refrigerata, i sistemi di stoccaggio del ghiaccio accumulano sia calore sensibile che latente. Durante il processo di estrazione del calore, noto come caricamento del sistema di stoccaggio del ghiaccio, il ghiaccio si forma sulla superficie dello scambiatore di calore una volta raggiunta o superata la temperatura di nucleazione locale.
Usare tariffe elettriche vantaggiose ed evitare i picchi di carico per il raffreddamento con l'accumulo di ghiaccio?
L'efficienza dei costi operativi del raffreddamento sotto forma di accumulo di ghiaccio si basa in particolare sulla possibilità di utilizzare elettricità a basso costo/elettricità notturna, che spesso costa solo la metà rispetto alla tariffa normale, oppure di limitare la domanda massima di elettricità, poiché questa determina il prezzo base del fornitore di elettricità.
I sistemi di stoccaggio del ghiaccio offrono una soluzione unica per la gestione dei carichi della rete elettrica. Servono come sistema di accumulo di energia termica che immagazzina l'elettricità in eccesso sotto forma di freddo quando viene generata da impianti solari o eolici. In questo modo, la capacità delle fonti di energia rinnovabili può essere riutilizzata in un secondo momento, in modo che il carico sulla rete elettrica rimanga stabile e uniforme. Lo stoccaggio del ghiaccio svolge un ruolo essenziale nel mantenimento di un funzionamento efficiente ed efficace della rete, il che ne evidenzia l'importanza per la sostenibilità.
Il risparmio economico ottenuto con lo stoccaggio del ghiaccio si basa sul fatto che la macchina frigorifera a compressione utilizzata per la copertura dei picchi di carico non funziona durante le ore di alta tariffa e il raffreddamento necessario è fornito dallo stoccaggio del ghiaccio. Durante la notte (ore di bassa tariffa), viene ricaricato dalla macchina frigorifera, fornendo così nuovo ghiaccio per la giornata. Oltre a questo vantaggio in termini di costi, grazie a tariffe elettriche più basse, c'è anche un vantaggio termodinamico: Durante la notte, grazie alla temperatura esterna più bassa, il coefficiente di rendimento della macchina frigorifera è migliore, consentendo la produzione della temperatura più bassa necessaria per la produzione di ghiaccio con un coefficiente di rendimento leggermente migliore.
Massima riserva di potenza e sicurezza per le basse temperature costanti dell'acqua ghiacciata
Una batteria del ghiaccio è un sistema innovativo che utilizza acqua ghiacciata e una tecnologia appositamente sviluppata per immagazzinare e gestire in modo efficiente l'energia termica per lunghi periodi di tempo e utilizzarla quando serve. Questo metodo consente di immagazzinare grandi quantità di energia in modo economico, rendendolo perfetto per progetti con un'elevata domanda di energia durante il giorno e tariffe energetiche basse.
L'accumulo di ghiaccio si adatta a una domanda di raffreddamento in rapida crescita. Questo è vero sotto diversi aspetti, in termini di consumo energetico, costi energetici, costi di investimento e disponibilità di spazio ed elettricità. Lo stoccaggio del ghiaccio è un metodo efficace ed efficiente di gestione dell'energia. Quando l'acqua congela, la temperatura del ghiaccio rimane costante a 0 °C fino a quando tutta l'acqua liquida presente nell'ambiente è congelata. Durante questo processo, l'energia associata al congelamento viene immagazzinata nel ghiaccio stesso sotto forma di calore latente. Questa energia immagazzinata diventa successivamente disponibile quando il ghiaccio si scioglie e può essere utilizzata per una serie di applicazioni come il condizionamento dell'aria o come tampone per stabilizzare le reti elettriche. L'accumulo di ghiaccio sfrutta questa proprietà fisica dell'acqua e consente di immagazzinare una quantità di energia fino a 80 volte superiore a quella che sarebbe possibile immagazzinare nella sola acqua liquida.
L'accumulo di ghiaccio è anche, in generale, un metodo economico ed efficiente dal punto di vista energetico per raffreddare processi ed edifici durante i periodi di alta domanda.
Il congelamento dell'acqua avviene in tre fasi: sottoraffreddamento, nucleazione e crescita dei cristalli. L'acqua liquida può essere raffreddata fino a 0 °C e, in determinate condizioni, può anche essere sottoraffreddata fino alla temperatura di nucleazione. La nucleazione si riferisce alla formazione di un seme di cristallo. L'acqua che ha una temperatura inferiore alla temperatura di fusione è chiamata acqua sottoraffreddata. Il sottoraffreddamento è la differenza tra la temperatura di fusione e la temperatura di nucleazione. Per ogni Kelvin di sottoraffreddamento nel deposito di ghiaccio, si formano 0,012 kg di ghiaccio per kg di acqua.
Partendo dal reticolo cristallino esistente del nucleo, si formano i nuclei. Le molecole si diffondono attraverso lo strato limite intorno al nucleo dall'acqua e si incorporano nel reticolo cristallino, trasferendo calore latente. Il rilascio del calore di cristallizzazione porta a un improvviso aumento di temperatura fino alla temperatura di fusione di 0 °C. La velocità di cristallizzazione dipende in larga misura dall'efficienza con cui il calore di cristallizzazione può essere dissipato. L'intero volume di stoccaggio può essere congelato a una temperatura di fusione costante finché il ghiaccio non viene sottoraffreddato. La temperatura di fusione dell'acqua è di 0 °C.
Esistono diversi tipi di nucleazione: omogenea, eterogenea e secondaria. La nucleazione omogenea si verifica quando il ghiaccio si forma a temperature molto basse in acqua molto pura. La temperatura per la nucleazione omogenea può essere inferiore a -40 °C. Nell'acqua sottoraffreddata si formano semi di cristallo, ovvero accumuli di molecole d'acqua collegate tra loro da legami idrogeno. Solo gli ammassi che hanno una struttura simile a quella del ghiaccio sono rilevanti per la formazione dei reticoli cristallini. Gli ammassi si formano spontaneamente e si disgregano nuovamente. Con l'aumento del sottoraffreddamento dell'acqua, la formazione e la crescita degli ammassi superano la loro rottura.
Lo stoccaggio del ghiaccio come alternativa innovativa alle fonti energetiche convenzionali
La combinazione energia solare-accumulo di ghiaccio
I collettori solari termici offrono un'efficienza molto più elevata, con un tasso di conversione dell'80%. I moduli fotovoltaici, invece, hanno un tasso di conversione del 14-22%. Con un sistema solare termico, avrete bisogno di molto meno spazio e avrete un chiaro vantaggio rispetto al fotovoltaico.
L'utilizzo di un sistema di stoccaggio del ghiaccio in combinazione con l'energia solare consente di accumulare energia stagionale per le pompe di calore. Quando le sonde geotermiche non sono consentite, il terreno non è accessibile, l'acqua di falda non può essere utilizzata e una pompa di calore aria-acqua non è un'opzione, un sistema di stoccaggio del ghiaccio è un'ottima alternativa. Inoltre, la possibilità di raffreddare attivamente gli ambienti in estate può essere un argomento convincente, soprattutto se si considera l'aumento delle temperature estive. Questa potrebbe essere un'alternativa valida anche per le abitazioni private.
Il sistema di stoccaggio del ghiaccio è alimentato dall'energia solare e dal calore ambientale. Questa energia proviene dall'aria intorno ai collettori solari, dal calore naturale del terreno e potenzialmente da altre fonti di calore come il recupero del calore delle acque reflue. Inoltre, è possibile utilizzare la significativa energia di cristallizzazione di 93 kWh/m3 rilasciata durante la transizione di fase acqua-ghiaccio.
I collettori solari o gli assorbitori sono utilizzati come fonte di calore primaria e per rigenerare il Sistema di stoccaggio del ghiaccio. Questi collettori consentono temperature di funzionamento molto efficienti ed efficaci. Inoltre, i collettori non vetrati o la ventilazione attiva possono utilizzare il calore dell'aria ambiente. La condensa sulla superficie del collettore contribuisce in modo significativo alla produzione di calore. Quando si utilizzano collettori vetrati e/o selettivi, il calore solare può essere utilizzato direttamente per il riscaldamento e/o l'acqua calda sanitaria a temperature più elevate.
I sistemi di stoccaggio del ghiaccio stanno diventando sempre più popolari come soluzione alternativa per l'accumulo stagionale di calore in vari edifici residenziali e commerciali. Con la riduzione del fabbisogno di riscaldamento e l'aumento della domanda di raffreddamento tramite energie rinnovabili, la tecnologia di accumulo del ghiaccio in combinazione con l'energia solare sta acquisendo sempre più importanza.
Accumulo di ghiaccio e pompe di calore
L'accumulo di ghiaccio industriale è un modo efficace per immagazzinare l'energia in eccesso sotto forma di freddo e utilizzarla quando serve. Combinando l'accumulo di ghiaccio con le pompe di calore, le aziende possono ottenere notevoli risparmi energetici. I processi industriali spesso richiedono una quantità significativa di energia per mantenere le temperature necessarie alla produzione. Di solito, a questo scopo si utilizzano combustibili fossili o sistemi di riscaldamento elettrici, che sono associati a costi energetici elevati. Esistono però metodi alternativi per la regolazione della temperatura che sono molto più efficienti dal punto di vista energetico.
La combinazione di stoccaggio del ghiaccio industriale e pompe di calore può contribuire a ridurre il consumo energetico nell'industria. A tal fine, l'energia in eccesso generata durante la produzione o di notte, ad esempio, viene utilizzata per riempire l'accumulo di ghiaccio. Se poi serve energia termica, l'acqua congelata nell'accumulatore di ghiaccio viene utilizzata per azionare la pompa di calore e generare l'energia termica necessaria.
L'utilizzo dell'accumulo di ghiaccio industriale in combinazione con le pompe di calore consente alle aziende di ottenere notevoli risparmi energetici. Utilizzando l'energia in eccesso sotto forma di freddo per generare calore, è possibile ridurre in modo significativo il fabbisogno energetico dell'azienda. In alcuni casi, la combinazione dell'accumulo di ghiaccio con le pompe di calore può fornire un risparmio energetico fino al 50% rispetto ai metodi di riscaldamento e raffreddamento convenzionali.
La produzione industriale richiede una grande quantità di energia, spesso derivata da combustibili fossili. Con l'aumento dei costi energetici e la crescente consapevolezza del cambiamento climatico, le aziende sono alla ricerca di soluzioni energetiche innovative e sostenibili. Una tecnologia promettente per il risparmio energetico è la combinazione dell'accumulo di ghiaccio industriale con le pompe di calore.
L'accumulo di ghiaccio industriale in combinazione con le pompe di calore è una tecnologia promettente per il risparmio energetico nella produzione industriale. Utilizzando elettricità notturna a basso costo e fonti di energia rinnovabili, l'azienda può ridurre i costi energetici e allo stesso tempo le emissioni di CO2.
Le batterie del ghiaccio, o depositi di ghiaccio, sono sistemi di stoccaggio del ghiaccio che possono essere utilizzati in combinazione con pompe di calore o sistemi di refrigerazione. Quando un deposito di ghiaccio viene caricato, si forma del ghiaccio sulla superficie dello scambiatore di calore una volta raggiunta la temperatura di nucleazione locale. Questo riduce l'efficienza del processo di carica. La temperatura di nucleazione è la temperatura della superficie dello scambiatore di calore all'inizio della formazione del ghiaccio.
L'accumulo di ghiaccio è diventato un'alternativa consolidata alle fonti di energia convenzionali per le pompe di calore. Sono parte integrante dei moderni sistemi di riscaldamento degli edifici e fungono sia da fonte di calore che da efficiente accumulatore di calore a bassa temperatura. Sempre più edifici residenziali e commerciali adottano questa tecnologia per l'accumulo stagionale di energia.
Combinazione di un banco di ghiaccio con un Refrigeratori Falling Film come preraffreddatore
Nei sistemi a serbatoio "senza" un sistema di distribuzione dell'acqua calda (di solito con un Refrigeratori Falling Film come preraffreddatore o come progetto igienico), lo spessore maggiore del ghiaccio si trova di solito sul lato di uscita dell'acqua. Grazie al pre-raffreddatore, che riduce il ghiaccio necessario, le temperature dell'acqua che entra nel banco di ghiaccio sono generalmente basse, ma lo sbrinamento all'ingresso dell'acqua è maggiore che all'uscita. Nel caso di flussi di volume fortemente fluttuanti, si utilizza il principio della vasca divisa. L'acqua viene immessa nel serbatoio inferiore, prima in un tubo di miscelazione e poi, tramite una pompa di circolazione, nel Refrigeratori Falling Film, che dovrebbe ricevere un flusso di volume relativamente costante. Se il livello dell'acqua del banco di ghiaccio è approssimativamente costante, il tubo di miscelazione è aperto in alto e in basso, consentendo un flusso maggiore o minore al banco di ghiaccio, mentre la pompa di circolazione al preraffreddatore può sempre fornire il volume impostato per far funzionare il preraffreddatore nel modo più efficiente e senza ghiaccio possibile. Il principio dello split-tank con tubo di miscelazione aumenta la flessibilità dei dati di funzionamento, come tipicamente desiderato per la conservazione del ghiaccio. Per ottenere la migliore qualità possibile di alimenti e prodotti caseari, la capacità di raffreddamento non deve crollare durante i picchi di carico.
Misurazione dello spessore del ghiaccio per il monitoraggio e il controllo dello spessore del ghiaccio
Lo spessore del ghiaccio desiderato può essere impostato tramite un sensore situato tra le piastre dello scambiatore di calore. Il sensore trasmette il segnale a un controllore dello spessore del ghiaccio. Il controllore assume la funzione di fornire il segnale di accensione e spegnimento al sistema di refrigerazione. Di solito, se l'unità di stoccaggio del ghiaccio ha già un sistema di refrigerazione installato da noi, il sensore di spessore del ghiaccio è già stato testato. Tuttavia, dopo un funzionamento prolungato, si verificano condizioni che non potevano essere simulate durante il test. Potrebbe essere necessario regolare nuovamente lo spessore del ghiaccio.
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Vantaggi della Batteria del ghiaccio industriale BUCO
- Temperatura dell'acqua del ghiaccio costantemente bassa fino alla fine del periodo di sbrinamento, soprattutto nell'uso caseario
- Stoccaggio del ghiaccio completamente in acciaio inox obbligatorio per le applicazioni casearie
- Basso contenuto di refrigerante nel sistema di refrigerazione
- Batteria del ghiaccio industriale con ritorno sicuro dell'olio
- Banco di ghiaccio come sistema di evaporazione aperto e facilmente accessibile
- Banco di ghiaccio facile da ispezionare e pulire obbligatorio per le applicazioni lattiero-casearie
- Banco del ghiaccio con l'utilizzo di serbatoi già esistenti, con la possibilità di sostituire i tubi corrosi nell'industria lattiero-casearia.
- Generare acqua ghiacciata con il nostro accumulatore di ghiaccio BUCO, che utilizza tariffe elettriche notturne a basso costo.
Sistema di refrigerazione a banco di ghiaccio?
Caratteristiche tecniche della Batteria del ghiaccio BUCO
- Dimensioni del deposito di ghiaccio da 50 kWh a 2000 kWh di energia frigorifera
- Evaporatore a refrigerazione per tutti i refrigeranti e le modalità operative o per il funzionamento in salamoia
- Unità compatte, plug-in o per sistemi di refrigerazione in loco
Applicazioni e vantaggi della Batteria del ghiaccio industriale BUCO
- Aumento della capacità di raffreddamento di picco grazie allo stoccaggio del ghiaccio con un sistema di refrigerazione più piccolo nell'industria alimentare, della birra e lattiero-casearia
- Riduzione dei picchi di potenza nella rete elettrica nelle applicazioni lattiero-casearie
- Utilizzo di depositi di ghiaccio a basse tariffe notturne
Struttura e dimensioni della Batteria del ghiaccio industriale BUCO
Dimensioni tipiche senza sistema di raffreddamento
L (m) / B (m) / H (m)
Sistema compatto: 0,5 / 2,3 / 1,5
Sistema tipo A: 2,5 / 2,3 / 2,2
Sistema tipo B fino a: 10 / 2.3 / 2.2
Abbiamo sempre assimilato in modo ottimale le scienze ingegneristiche e la termodinamica nei vari processi produttivi.
Termodinamisti, ingegneri meccanici e saldatori definiscono il dimensionamento, la progettazione e la costruzione di pannelli e sistemi di scambiatori di calore personalizzati in materiali che vanno dagli acciai dolci e austenitici fino al titanio, e assicurano una distribuzione di successo del loro lavoro in tutto il mondo.
Per farlo, si avvalgono delle competenze e dei calcoli di ingegneria della produzione sviluppati nel corso degli ultimi cento anni, che vengono continuamente ottimizzati in un processo continuo.
Nella percezione dei nostri clienti, il prodotto Buco è sinonimo di:
Consulenza tecnica e di processo
Efficienza termodinamica
Qualità e longevità
