Kältenetz - Pufferspeichergröße berechnen

schakal87 · Gast

Meine Frage:
Hallo, ich habe eine Frage zur Pufferspeichergrößenberechnung bei unterschiedlichen Leistungen von Erzeuger zur Verbraucher in Verbindung mit unterschiedlichen Systemtemperaturen in einem Kältenetz.

Kälteerzeuger: 14 kW den ganzen Tag über bei 7/14°C
Kälteverbraucher: 16 kW an 10 Stunden am Tag bei 18/32°C
Zwischen Erzeuger und Verbraucher muss ein Pufferspeicher, damit die Leistungsdifferenz von den 2kW kompensiert werden kann. Zu berücksichtigen sind die unterschiedlichen Systemtemperaturen.

Die Frage ist, wie groß muss der Pufferspeicher sein, damit der Kälteverbraucher die ganzen 10 Stunden seine 16 kW bei 18/32°C erhält?

Die Differenz von den 2 KW (16 - 14 kW) muss ja für gepuffert werden, damit ich für den Verbraucher 10 Stunden lang die 16 kW Leistung zur Verfügung stellen kann.

Bei 10 Stunden Leistungsabnahme am Tag wäre dies eine Differenz von 20 kW/h, die zu puffern sind.
Mit Q=m*c*T folgt daraus
m=(20kW/h / (4,19*14K))*3600 folgt eine Pufferspeichergröße von 1.227 Liter.

Ist das so richtig gerechnet?

Was passiert mit dem unterschiedlichen Systemtemperaturen?
Müsste durch den Erzeugerkreis mit den deutlich niedrigen Systemtemperaturen gegenüber den Systemtemperuren des Verbraucherkreises der Puffer noch kleiner ausfallen? Wie rechnet man das oder habe ich dort einen Denkfehler und man muss dies nicht berücksichtigen?

Wäre super, wenn mir jemand helfen könnte.
Vielen Dank im Voraus.

Meine Ideen:
Die Leistungsdifferenz von stündlich 2 KW (16 kW - 14 kW) muss gepuffert werden, damit der Verbraucher seine vollen 16 kW Leistung über die ganzen 10 Stunden erhält. Somit wären 20 kWh jeden Tag zu puffern.
Mit Q=m*c*T ergibt dies bei den Systemtemperaturen des Verbraucherkreises (18/32°C)
m=(20kW/h / (4,19*14K))*3600 eine Pufferspeichergröße von 1.227 Liter.

Wie aber bekommt man nun noch den Kälteerzeugerkreis mit den Systemtemperaturen von 7/14°C in die Betrachtung mit rein? Dieser lädt ja den Speicher mit deutlich geringeren Temperaturen. Der Erzeuger hat zwar nur 14 kW Leistung, dafür aber deutlich niedrigere Systemtemperaturen. Kompensiert das irgendwie das Leistungsdefizit? Wenn ja, spielt das eine Rolle für die Puffergröße?

Wäre super, wenn mir jemand helfen könnte.
Vielen Dank im Voraus.

Capesius · Anmeldungsdatum: 01.05.2022 Beiträge: 55

Ohne Wissen um den genaueren Kontext und mangels weiterer Information gehen wir zwecks Vermeidung von Rückfragen davon aus, daß es sich um einen Gleichstromwärmetauscher handelt (Die Frage nach den Differenzen der Prozeßtemperaturen ist damit beantwortet), bei dem auf einer Seite das Kühlmedium (7°C) und das Kühlgut (32°) ein- und das erwärmte Medium (14°C) und das gekühlte Gut (18°) auf der anderen Seite austreten und daß beide Medien die spez. isobare Wärmekapazität cp = 4,18 J/K/kg aufweisen.

Bei den Leistungsangaben soll es sich um die therm. Dauerbetriebsleistungen handeln, das bedeutet, daß der Kälteproduzent 478 g/s und der Kältekonsument 273 g/s durch den Tauscher leiten, während die o.e. Verhältnisse herrschen.

Damit der Gleichstromwärmetauscher im obigen Gleichgewicht bleibt, müßte der Kälteproduzent jedoch 556 g/s durchleiten. Die Differenz von 78 g/s zu seiner stationär erbrachten Kühlleistung kumuliert während der täglichen Laufzeit auf 78 * 3,6 * 10 kg = 2 808 kg und ist aus dem Puffer zusätzlich einzuspeisen, der währenddessen zugeschaltet und nachts wieder auf 7°C abgekühlt werden muß.