Die Technologie der Wärmespeicher-Wärmetauscher revolutioniert die Wärmerückgewinnung und die Lastspitzenverschiebung in der Prozessindustrie. Durch die Integration eines solchen Wärmetauschers in Ihr System können Sie Energiekosten senken, Temperaturschwankungen ausgleichen und die thermische Gesamteffizienz verbessern. Dieser Artikel erläutert die Funktionsprinzipien, wichtige Auslegungsparameter und praktische Anwendungen – untermauert durch reale Daten –, um Ihnen bei der Beurteilung zu helfen, ob diese Lösung für Ihre Anlage geeignet ist.
Ein Wärmespeicher-Wärmetauscher kombiniert einen Wärmetauscher mit einem Phasenwechselmaterial oder einem Speichermedium, um Wärmeenergie aufzunehmen, zu speichern und bedarfsgerecht abzugeben. Im Gegensatz zu herkömmlichen Wärmetauschern, die Wärme sofort übertragen, entkoppelt diese Bauweise die Wärmezufuhr vom Wärmebedarf. So lässt sich überschüssige Wärme in Zeiten geringer Last speichern und in Spitzenzeiten wieder abgeben. Für Verfahrenstechniker bedeutet dies einen reibungsloseren Betrieb, geringere Energiekosten und eine bessere Nutzung von Abwärme.
Gängige Speichermedien sind geschmolzene Salze, Thermoöle und hochdichter Beton. Der Wärmetauscherkern – häufig eine geschweißte oder abgedichtete Plattenkonstruktion – übernimmt den Wärmeaustausch zwischen Speichermedium und Prozessfluid. SHPHE, ein 2005 gegründeter Hersteller mit Sitz in Shanghai, bietet verschiedene Produktlinien für thermische Energiespeicheranwendungen an, darunter den geschweißten Plattenwärmetauscher HT-Bloc und den geschweißten Plattenwärmetauscher mit großem Spalt.
In einer typischen Konfiguration wird der Wärmespeicher-Wärmetauscher zwischen einer Wärmequelle (z. B. Ofenabgas, Solarkollektor oder Blockheizkraftwerk) und dem Prozesskreislauf installiert. Beim Laden durchströmt heißes Fluid der Wärmequelle den Wärmetauscher und erwärmt das Speichermedium. Beim Entladen fließt kaltes Prozessfluid durch denselben Wärmetauscher und nimmt die gespeicherte Wärme auf. Der entscheidende Vorteil besteht darin, dass das Speichermedium als Puffer wirkt und Versorgungsschwankungen ausgleicht.
In einer Chemieanlage mit Batch-Prozessen kann beispielsweise ein Wärmespeicher-Wärmetauscher die Abwärme eines kontinuierlichen Reaktors auffangen und zur Vorwärmung der Einsatzstoffe beim Anfahren nutzen. Dadurch verringert sich der Bedarf an Hilfskesseln und der Brennstoffverbrauch sinkt in vielen Fällen um 15–25 %. Die tatsächlichen Einsparungen hängen vom Temperaturbereich, dem Durchfluss und dem Betriebszyklus ab.
Bei der Spezifizierung eines Wärmetauschers für thermische Energiespeicher müssen mehrere kritische Parameter berücksichtigt werden. Die folgende Tabelle listet allgemein akzeptierte Bereiche für industrielle Anwendungen auf:
| Parameter | Typischer Bereich | Anmerkungen |
|---|---|---|
| Betriebstemperatur | -40 °C bis 550 °C | Hängt vom Speichermedium und dem Dichtungsmaterial ab. |
| Auslegungsdruck | Bis zu 30 bar (mit Dichtung); bis zu 100 bar (geschweißt) | Höhere Drücke erfordern vollständig verschweißte Konstruktionen |
| Wärmeübertragungsfläche | 0,5 m² bis 1.500 m² pro Einheit | Modulare Platten ermöglichen flexible Größenanpassung |
| Speicherkapazität | 10 kWh bis 10 MWh | Angepasst an den Arbeitszyklus |
| Durchflussrate pro Kanal | 0,5 bis 50 m³/h | Weitspaltkonstruktionen bewältigen höhere Durchflussmengen bei Feststoffen. |
SHPHE bietet kostenlose Dienstleistungen zur thermischen Auslegung und Auswahl an, um Ihnen bei der Abstimmung dieser Parameter auf Ihren spezifischen Prozess zu helfen. Das Ingenieurteam kann Ihnen die optimale Plattengeometrie, die Werkstoffgüte (z. B. SS316L, Titan oder Hastelloy) und den Dichtungstyp empfehlen.
Diese Eigenschaften machen den Wärmespeicher-Wärmetauscher zu einer praktischen Wahl für Branchen wie die Lebensmittelverarbeitung, die Petrochemie, die Pharmaindustrie und die Fernwärmeversorgung. Beispielsweise kann in einer Molkerei ein Wärmespeicher-Wärmetauscher die Wärme aus der Pasteurisierung zurückgewinnen und für CIP-Reinigungsanlagen (Cleaning-in-Place) wiederverwenden, wodurch der Dampfverbrauch um bis zu 20 % gesenkt wird.
Thermische Energiespeicher-Wärmetauscher werden in verschiedenen gängigen Anwendungsszenarien eingesetzt:
Für jede Anwendung bietet SHPHE eine maßgeschneiderte Lösung. Das Produktportfolio umfasst HT-Bloc-Plattenwärmetauscher, TP-Plattenwärmetauscher, Plattenwärmetauscher mit großem Spalt, Plattenwärmetauscher mit Dichtung, PCHE, Plattenluftvorwärmer und Kissenplattenwärmetauscher. Alle Geräte werden nach ISO 9001 und ASME U zertifiziert gefertigt, und das Unternehmen exportiert in über 20 Länder.
SHPHE entwickelt und fertigt seit 2005 Plattenwärmetauscher. Das Ingenieurteam kennt die Besonderheiten von Wärmespeichersystemen und kann Ihnen das passende Produkt aus dem Portfolio empfehlen. Ob Sie eine abgedichtete Einheit für die Niederdruckspeicherung oder einen vollständig verschweißten HT-Bloc für Hochtemperatur-Salzschmelzen benötigen – SHPHE bietet eine kompatible Alternative zu Marken wie Alfa Laval oder Compabloc.
Das Unternehmen bietet kostenlose thermische Auslegung und Auswahl, um sicherzustellen, dass Ihr Wärmespeicher-Wärmetauscher optimal auf Ihre Prozessbedingungen abgestimmt ist. Das Qualitätsmanagementsystem ist nach ISO 9001 zertifiziert, und das Unternehmen besitzt das ASME-U-Stempelzeichen für die Herstellung von Druckbehältern. Dies gibt Ihnen Sicherheit hinsichtlich Leistung und Konformität.
Frage 1: Kann ein Wärmetauscher für thermische Energiespeicher korrosive Flüssigkeiten verarbeiten?
Ja. Für korrosive Medien sind Plattenmaterialien wie Titan, Hastelloy und Duplex-Edelstahl erhältlich. Auch Dichtungsmaterialien wie EPDM, Viton und PTFE können entsprechend der chemischen Beständigkeit ausgewählt werden.
Frage 2: Wie lange ist die typische Amortisationszeit für die Installation eines Wärmespeicher-Wärmetauschers?
Die Amortisationszeit hängt von den Energiepreisen und der Auslastung ab, aber viele Industrieanwender berichten von einer Rendite innerhalb von 1,5 bis 3 Jahren. Der kostenlose Planungsservice von SHPHE hilft Ihnen, die Einsparungen anhand Ihrer spezifischen Daten zu ermitteln.
Frage 3: Wie dimensioniere ich einen Wärmetauscher für einen Wärmespeicher in meiner Anlage?
Sie müssen die Durchflussmengen des heißen und kalten Fluids, die Ein- und Austrittstemperaturen, den zulässigen Druckverlust und die gewünschte Speicherdauer angeben. Die Ingenieure von SHPHE verwenden diese Daten für eine thermische Berechnung und wählen die geeignete Plattenkonfiguration aus.
Frage 4: Ist der Wärmetauscher für den thermischen Energiespeicher mit den bestehenden Rohrleitungen kompatibel?
Ja. Standard-Anschlussgrößen reichen von DN25 bis DN300, mit Flansch-, Gewinde- oder Schweißanschlüssen. Das Gerät lässt sich mit minimalen Anpassungen in die meisten bestehenden Systeme integrieren.
Frage 5: Welche Wartungsarbeiten sind an einem Wärmetauscher für thermische Energiespeicher erforderlich?
Dichtungseinheiten mit Dichtungen müssen je nach Temperatur und chemischer Belastung alle 3–5 Jahre ausgetauscht werden. Geschweißte Einheiten sind wartungsärmer, sollten aber jährlich auf Ablagerungen überprüft werden. SHPHE legt jeder Lieferung eine Wartungsanleitung bei.
Frage 6: Kann ich einen Wärmespeicher-Wärmetauscher mit Phasenwechselmaterialien verwenden?
Absolut. Die Plattenkonstruktion eignet sich hervorragend für PCM-Anwendungen, da die schmalen Kanäle hohe Wärmeübertragungsraten beim Schmelzen und Erstarren ermöglichen. SHPHE kann je nach PCM-Viskosität eine Ausführung mit großem Spalt oder mit Dichtung empfehlen.
Um ein individuelles Angebot für einen Wärmespeicher-Wärmetauscher zu erhalten, benötigen wir folgende Angaben: Durchflussrate (warme und kalte Seite), Ein- und Austrittstemperaturen, Betriebsdruck, Zusammensetzung des Speichermediums (einschließlich Feststoffe oder korrosiver Stoffe) und gewünschte Speicherkapazität. Das Ingenieurteam von SHPHE erstellt Ihnen kostenlos eine thermische Auslegung und Auswahl und sendet Ihnen anschließend ein Angebot mit technischen Spezifikationen.
Kontaktieren Sie SHPHE noch heute, um zu erfahren, wie ein Wärmespeicher-Wärmetauscher Ihre industriellen Prozesse optimieren kann. Mit über 18 Jahren Erfahrung und einem globalen Exportnetzwerk ist SHPHE bestens gerüstet, Ihr nächstes Projekt zu unterstützen.
Wir bieten Ihnen umfassende Außenhandelslösungen, um Unternehmen bei der globalen Entwicklung zu unterstützen.
Die Abgase von Industrieöfen und Kesseln enthalten große Mengen ungenutzter Wärmeenergie. Der kundenspezifische Plattenluftvorwärmer (PAPH) von SHPHE wurde speziell entwickelt, um diese Hochtemperatur-Abgase aufzufangen, wertvolle Abwärme zurückzugewinnen und sie direkt der einströmenden Verbrennungsluft oder den Prozessgasströmen zuzuführen. Durch die deutliche Erhöhung der Flammenzufuhrtemperatur optimieren unsere Systeme die Verbrennungsthermodynamik, ermöglichen massive Brennstoffeinsparungen und reduzieren den CO₂-Fußabdruck und die Emissionen der Industrie signifikant. Die für den Einsatz unter extremen Abgasbedingungen konzipierten SHPHE PAPH-Systeme sind die optimale Wahl für moderne, energieintensive Anlagen, die Wert auf die Einhaltung der Entkohlungsvorschriften und maximale thermische Effizienz legen.
Seit der Erfindung des Plattenwärmetauschers (PHE) im Jahr 1923 hat sich die Wärmetechnik von Standardanwendungen in der Lebensmittelverarbeitung hin zu hochkomplexen industriellen Prozessen entwickelt. Wir bei SHPHE nutzen dieses klassische, vielseitige Design und fertigen daraus maßgeschneiderte Wärmeübertragungslösungen, die exakt auf Ihre spezifischen Prozessflüssigkeiten und Wärmelasten abgestimmt sind. Während herkömmliche Plattenwärmetauscher mit Dichtung hohe Effizienz und kompakte Bauweise bieten, optimiert SHPHE die Plattenwellenform, die Metallurgie und die Dichtungssysteme, um Ihre spezifischen Anforderungen an Chemikalien, Klimatechnik oder Energierückgewinnung zu erfüllen. Unsere individuell gefertigten Plattenwärmetauscher mit Dichtung bieten hervorragende Skalierbarkeit und Wartungsfreundlichkeit und sind somit ein unverzichtbarer Bestandteil für die Schwerindustrie – darunter Öl und Gas, Metallurgie und Lebensmittelverarbeitung –, wo Anlagenverfügbarkeit, Energierückgewinnung und langfristige Nachhaltigkeit höchste Priorität haben.
Die Pillow Plate (auch als Noppenplatte oder Prägeplatte bekannt) wurde Mitte des 20. Jahrhunderts entwickelt, um die Fertigungsengpässe und Gewichtsbeschränkungen herkömmlicher, ummantelter Wärmekomponenten zu umgehen, und hat die Präzisionstechnik für Fluidwände revolutioniert. Bei SHPHE nutzen wir diese hochflexible Technologie und machen sie zur Grundlage für die maßgeschneiderte Integration industrieller Wärmeübertragung. Mithilfe modernster automatisierter CNC-Faserlaserschweißtechnik passen unsere Ingenieure die mechanischen Aufblasprofile und Punktraster exakt an Ihre spezifischen Anforderungen hinsichtlich Fluiddynamik, Druckgrenzen und Behälterkonfigurationen an. Die kundenspezifischen Pillow Plates von SHPHE sind heute unverzichtbare Komponenten für Verarbeitungsbetriebe weltweit, die höchste thermische Leistung, absolute Dichtheit und hygienische Prozesse priorisieren – und damit die optimale Lösung für die Kühlung in der Lebensmittel-, Pharma-, Chemie- und Schüttgutindustrie.
Maßgeschneidert für höchste Prozessanforderungen. Bei SHPHE liefern wir nicht nur Anlagen, sondern entwickeln individuelle Wärmelösungen. Unsere HT-Bloc-Plattenwärmetauscher werden von unseren erfahrenen Ingenieuren speziell konfiguriert, um Ihre branchenspezifischen Herausforderungen zu meistern – sei es der Umgang mit hochviskosen Medien, extremen Temperaturen oder beengten Platzverhältnissen.
Wählen Sie die beliebtesten Außenhandelsdienstleistungen aus, um Ihren vielfältigen Bedürfnissen gerecht zu werden.
Die Abgase von Industrieöfen und Kesseln enthalten große Mengen ungenutzter Wärmeenergie. Der kundenspezifische Plattenluftvorwärmer (PAPH) von SHPHE wurde speziell entwickelt, um diese Hochtemperatur-Abgase aufzufangen, wertvolle Abwärme zurückzugewinnen und sie direkt der einströmenden Verbrennungsluft oder den Prozessgasströmen zuzuführen. Durch die deutliche Erhöhung der Flammenzufuhrtemperatur optimieren unsere Systeme die Verbrennungsthermodynamik, ermöglichen massive Brennstoffeinsparungen und reduzieren den CO₂-Fußabdruck und die Emissionen der Industrie signifikant. Die für den Einsatz unter extremen Abgasbedingungen konzipierten SHPHE PAPH-Systeme sind die optimale Wahl für moderne, energieintensive Anlagen, die Wert auf die Einhaltung der Entkohlungsvorschriften und maximale thermische Effizienz legen.
Maßgeschneidert für höchste Prozessanforderungen. Bei SHPHE liefern wir nicht nur Anlagen, sondern entwickeln individuelle Wärmelösungen. Unsere HT-Bloc-Plattenwärmetauscher werden von unseren erfahrenen Ingenieuren speziell konfiguriert, um Ihre branchenspezifischen Herausforderungen zu meistern – sei es der Umgang mit hochviskosen Medien, extremen Temperaturen oder beengten Platzverhältnissen.
Industrieprozesse mit partikelhaltigen Suspensionen, hochviskosen Sirupen oder faserreichem Zellstoff erfordern mehr als Standardausrüstung – sie benötigen ein zielgerichtetes Wärmemanagement. Bei SHPHE konfigurieren wir den TP-Plattenwärmetauscher so, dass er die gravierenden Probleme von Ablagerungen, Verstopfungen und Erosion in Ihrer Anlage effektiv bekämpft. Durch die Kombination von maßgeschneiderten Kanalgeometrien, verschleißfester Metallurgie und integrierten CIP-Systemen (Cleaning-in-Place) gewährleisten wir absolute Produktionskontinuität, wo herkömmliche Wärmetauscher versagen.
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Nutzerkommentare
Serviceerfahrungen von echten Kunden
Mikrofon
HVAC-ServicemanagerWir haben im letzten Quartal unseren alten Pufferspeicher gegen diesen Wärmespeicher-Wärmetauscher ausgetauscht. Die Schichtung ist deutlich besser – wir messen selbst bei Spitzenlast eine solide Temperaturdifferenz von 12 °F auf der Rücklaufseite. Die Installation war unkompliziert, keine komplizierten Flansche. Meine Mitarbeiter haben sogar gerne damit gearbeitet.
Sophie
ProzessingenieurWir verwenden das System für einen Pilotkreislauf mit flüssigem Salz. Die interne Leitblechkonstruktion bewältigt die Temperaturzyklen bisher gut – nach 200 Zyklen sind keine Mikrorisse zu erkennen. Einziger Kritikpunkt: Das Dichtungsmaterial wirkt für den von uns angestrebten Temperaturbereich (550 °C) etwas billig. Wir werden es eventuell selbst aufrüsten.
Tom
InstandhaltungsleiterWir haben das Gerät vor sechs Monaten in unserem Fernwärmewerk installiert. Die Wärmerückgewinnungsrate ist deutlich besser als bei unserem alten Rohrbündelwärmetauscher. Die Reinigung des Rohrbündels während der letzten Abschaltung war kinderleicht – keine Ablagerungen auf der Seite mit dem Phasenwechselmaterial. Würde ich wieder kaufen.
Emma
EnergieanalystFür den Preis ist das Gerät ordentlich, allerdings sind die Angaben im Datenblatt zur Entladezeit übertrieben. Im realen Betrieb erreichen wir etwa 85 % der Nennkapazität. Der Kundenservice reagierte jedoch prompt und schickte uns innerhalb eines Tages aktualisierte Leistungskurven. Für unser Pilotprojekt zur Nachfrageumverteilung ist das Gerät ausreichend.