ICEBAT à fonte externe

La fonte externe, puissances élevées et températures de sortie basses

 

Les accumulateurs de glace Fafco à fonte externes (types XM) viennent compléter notre offre pour le stockage de glace. Ces accumulateurs permettent en effet d’obtenir d’importantes puissances pendant la décharge, grâce à l’extraction de l’eau du bac, issue directement de la fonte de la glace. Le fluide caloporteur utilisé pour charger l’accumulateur est un mélange d’eau et de glycol.
De plus, la température de l’eau extraite durant la fonte est très basse (entre 0.5 et 2°C) tout en étant forcément supérieure à 0°C. Cela représente un intérêt majeur pour les applications industrielles, notamment en agroalimentaire ou en pharmaceutique.
La fonte externe offre donc des circuits de charge et de décharge indépendants, ce qui ouvre de nouvelles possibilités, comme le fait de charger et décharger l’accumulateur en même temps, en utilisant notre stockage comme un échangeur de chaleur.
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Principe de fonctionnement

Un circuit pour la charge, un circuit pour la décharge

L’ICEBAT XM reprend le design de l’ICEBAT standard mais ajoute une entrée et une sortie pour l’eau glacée. Ce système permet de rendre les solutions de stockage de glace compatibles avec d’autres applications.

 

Afin de former la glace à l’intérieur de l’ICEBAT, une boucle d’eau glycolée refroidit à -4°C par un groupe froid circule à travers un réseau d’échangeurs Fafco immergés dans l’eau de la cuve. L’eau glycolée va peu à peu céder ses frigories à l’eau jusqu’à ce que cette dernière atteigne 0°C.

A partir de ce moment, une couche de glace va se former à la surface des échangeurs immergés, et grandir tant que le groupe froid sera en marche. Après 6 à 8 heures, le réseau de tube formant les échangeurs est complètement pris en glace, et la charge peut s’arrêter.

Afin de préserver la structure du bac de la dilatation de la glace, une partie du volume d’eau initial reste à l’état liquide et absorbe les contraintes mécaniques.

Cette animation représente la formation de la glace autour des tubes des échangeurs FAFCO. L’eau glycolée (en vert) refroidit l’eau de l’accumulateur (en bleu) à travers les tubes de polypropylène (en noir). La glace (en blanc) se forme progressivement autour des tubes. Lorsque les anneaux de glaces voisins se rencontrent, ils fusionnent jusqu’à donner un seul bloc de glace homogène.

Afin de faire fondre la glace et de récupérer l’énergie stockée, l’ICEBAT XM n’utilise plus la boucle d’eau glycolée, mais une boucle d’eau glacée. En effet, autour du bloc de glace formé dans l’ICEBAT, il reste toujours un volume d’eau liquide. Cette eau est extraite par un collecteur dans la partie inférieure du bac et transportée jusqu’à un échangeur à plaque ou un process afin de le refroidir. L’eau réchauffée retourne alors à l’ICEBAT où elle sera aspergée sur le bloc de glace à l’intérieur de l’ICEBAT afin de le faire fondre progressivement.

Cette animation représente la fonte de la glace due à l’écoulement de l’eau autour du bloc de glace. L’eau glycolée (en vert) ne circule pas durant la décharge. La glace fond alors progressivement, depuis la périphérie du blog de glace jusqu’à son centre, jusqu’à ce qu’il ne reste plus que de l’eau (en bleu) dans l’accumulateur.

Le système intégré HP

L’ICEBAT XM étant clairement destiné à des applications nécessitant une décharge rapide ou une température de départ très basse, notre système Haute Puissance est installé par défaut.
Lors de la décharge, la glace fond peu à peu, d’abord à proximité des tubes, puis de plus en plus éloignée. Ainsi, les échanges thermiques en début de décharge sont meilleurs qu’en fin de charge. Nous installons donc au-dessous des échangeurs un réseau de distribution d’air comprimé.

Des bulles d’air sont ainsi injectées sous la glace pendant la décharge. Ces dernières vont remonter à la surface en traversant le bloc de glace dans les espaces crées autour des tubes des échangeurs. Cela a pour effet d’améliorer les échanges thermiques et de garantir une puissance de décharge maximale à n’importe quel moment de la décharge.

Documentation

Fichiers disponibles sur demande:

  • Schémas de principe de couplage en série et parallèle
  • Manuel d’utilisation du capteur de niveau de charge
  • Manuel d’utilisation du compresseur d’air pour le système ‘Haute Puissance’

info@fafco.ch.

Les autres solutions de stockage du froid par Fafco :