مخازن مدل C نسل جدیدی از سیستمهای ذخیرهسازی انرژی ایسبانک هستند. این مخازن در اندازههای مختلف ساخته میشوند تا در هر فضایی بتوان از آنها استفاده کرد.یکی از ویژگیهای مهم آنها، اتصال آسان چند مخزن به هم است. چون لولههای اصلی در داخل مخزن قرار گرفتهاند، دیگر نیازی به لولهکشی زیاد در بیرون نیست. با این طراحی، حدود ۸۰ درصد از لولهکشیهای خارجی حذف میشود که باعث کاهش هزینه نصب و کاهش فضای مورد نیاز تا حدود ۲۰ درصد خواهد شد. علاوه بر این، نصب آنها در محیطهای مختلف راحتتر انجام میشود.مخزن مدل C دارای مبدل حرارتی یکپارچه و مقاوم از جنس پلیاتیلن است. این ساختار باعث افزایش دوام مخزن میشود و دیگر نیازی به سرویس یا نگهداری دورهای ندارد.
این مخازن میتوانند تا ۱۲۵ psi فشار کاری را تحمل کنند، بنابراین بسیار مطمئن و بادوام هستند.
عملکرد سیستم ذخیرهسازی انرژی ایسبانک در کنار چیلر
در سیستمهایی که از ذخیرهسازی انرژی ایسبانک استفاده میشود، اندازه چیلر (دستگاه اصلی خنککننده) میتواند ۴۰ تا ۵۰ درصد کوچکتر از چیلرهای معمولی باشد.
علتش این است که در طول روز، یعنی زمان اوج مصرف برق و گرما، چیلر همراه با مخازن ایسبانک کار میکند تا هوای خنک مورد نیاز ساختمان را تأمین کند.
اما در شبها که مصرف برق کمتر است، چیلر به جای خنک کردن مستقیم فضا، سرمای تولیدی را در قالب یخ داخل مخازن ذخیره میکند. این سرمای ذخیرهشده روز بعد استفاده میشود تا ساختمان خنک بماند.
به این ترتیب، چیلر مجبور نیست همیشه با حداکثر توان کار کند؛ در نتیجه طول عمر دستگاه بیشتر میشود، مصرف انرژی کاهش پیدا میکند و سیستم با بازده بالاتر و بار کاری یکنواختتر کار میکند.
چرخه شارژ سیستم ذخیرهسازی حرارتی
در مرحله شارژ که معمولاً شبها انجام میشود، چیلر مایع خنککنندهای شامل حدود ۲۵ درصد گلیکول (اتیلن یا پروپیلن گلیکول) را تا دمای حدود ۴ درجه زیر صفر سانتیگراد (۲۵°F) سرد میکند.
این مایع بسیار سرد از داخل مبدل حرارتیِ داخل مخزن ایسبانک عبور میکند. در این فرآیند، مایع خنککننده گرمای آب اطراف خود را میگیرد و باعث میشود آب داخل مخزن بهتدریج یخ بزند. در پایان، حدود ۹۵ درصد آب موجود در مخزن به یخ جامد تبدیل میشود.
در این زمان، ظرفیت کاری چیلر حدود ۳۰ تا ۳۵ درصد کمتر از حالت معمول است، اما چون هوای شب خنکتر است، راندمان چیلر افت نمیکند و حتی ممکن است کمی بهتر هم بشود.
طراحی دقیق لولهها و جریان متقابل در مبدل حرارتی باعث میشود دمای درون مخزن یکنواخت پخش شود. به این ترتیب، یخزدن آب بهصورت تدریجی و کنترلشده انجام میشود و فشار اضافی یا آسیب به مخزن به وجود نمیآید.
مدت زمان شارژ بستگی به شرایط پروژه دارد و معمولاً بین ۶ تا ۱۲ ساعت طول میکشد.
مفهوم کلی چرخه تخلیه (استفاده از سرمای ذخیرهشده)
در مرحله تخلیه، سرمایی که شبها بهصورت یخ در مخزن ایسبانک ذخیره شده است، برای خنک کردن هوای ساختمان در طول روز استفاده میشود ، یعنی درست در زمانهایی که مصرف برق زیاد است.
در این زمان، یخ داخل مخزن بهآرامی ذوب میشود و سرمای آن برای خنکسازی فضا به کار میرود. به این ترتیب، چیلر دیگر لازم نیست با ظرفیت کامل کار کند.
نتیجه این کار این است که مصرف برق کمتر میشود، هزینه انرژی کاهش پیدا میکند و سیستم سرمایش هم با بازده بهتر و فشار کاری کمتر عمل میکند.
۱ –مزیت سیستم ایسبانک در مقایسه با سیستمهای سنتی
- چیلر در سیستم ایسبانک، محلول آب و گلیکول را تا حدود ۱۱ درجه سانتیگراد (۵۲°F) سرد میکند.
- در سیستمهای معمولی، باید این دما را تا حدود ۶٫۷ درجه سانتیگراد (۴۴°F) پایین بیاورد تا بتواند هوای ساختمان را خنک کند.
- در سیستم ایسبانک، چون از سرمای ذخیرهشده در یخ استفاده میشود، نیازی نیست چیلر تا این حد پایین سرد کند.
این موضوع باعث میشود:
- راندمان چیلر بالاتر رود
- مصرف انرژی کمتر شود
- هزینه برق کاهش پیدا کند
- طول عمر سیستم افزایش یابد
۲ چگونگی استفاده از یخ ذخیرهشده
در این مرحله، که در ساعات اوج مصرف (روز) اتفاق میافتد:
- ۱. محلول خنک (با دمای حدود ۱۱ درجه سانتیگراد / ۵۲°F) وارد مخزن ایسبانک میشود.
- ۲. در داخل مخزن، این محلول از کنار لولههایی عبور میکند که یخ ذخیرهشده از شب قبل، دور آنها باقی مانده است.
- ۳. یخ بسیار سرد، گرمای محلول ورودی را جذب میکند.
- ۴. با جذب گرما، دمای محلول از ۱۱ درجه به حدود ۶٫۷ درجه سانتیگراد (۴۴°F) کاهش مییابد.
نتیجه:
- یخ در واقع مثل یک «باتری سرمایش» عمل میکند؛ انرژی سرمایی که شب ذخیره شده بود، اکنون به آب منتقل میشود تا هوای ساختمان خنک شود.
۳ – نحوه کار شیر کنترلی در سیستم ایسبانک
- این شیر کنترلی وظیفه دارد دو جریان آب خنک را با هم ترکیب و تنظیم کند:
- آب خنکتر (حدود ۳۴°F) که مستقیماً از یخ داخل مخزن میآید.
- آب گرمتر (حدود ۵۲°F) که از چیلر برمیگردد.
- این دو جریان با هم مخلوط میشوند تا دمای آب خروجی دقیقاً ۴۴°F (حدود ۶٫۷ درجه سانتیگراد) باشد.
- اگر هوای ساختمان خیلی گرم باشد (نیاز سرمایش زیاد است)، شیر طوری تنظیم میشود که آب بیشتری از مسیر یخ عبور کند تا سرمای بیشتری تولید شود.
- اگر هوا خنکتر باشد و نیاز سرمایشی کمتر شود، جریان آب از مسیر یخ کمتر و از مسیر بایپس (آب گرمتر) بیشتر میشود.
- در نتیجه، سیستم میتواند بهصورت خودکار و پیوسته سرمای مورد نیاز ساختمان را تنظیم کند، بدون اینکه نیاز به دخالت دستی باشد.
۴ – چگونگی خنک شدن هوای ساختمان
این مرحله، همان بخش پایانی است که هوای ساختمان واقعاً خنک میشود:
- ۱. آب خنک آماده: آبی که دمای آن دقیقاً به ۶٫۷ درجه سانتیگراد (۴۴°F) رسیده است، وارد دستگاههای تهویه (کویلهای هواده) میشود.
- ۲. برخورد با هوای گرم: هوای گرم داخل ساختمان (که مثلاً ۲۴ درجه سانتیگراد / ۷۵°F است) از روی این دستگاههای خنک عبور میکند.
- ۳. خنکسازی هوا: با عبور هوا، دمای آن تا حدود ۱۳ درجه سانتیگراد (۵۵°F) پایین میآید و سپس وارد فضاهای داخلی میشود تا ساختمان را خنک کند.
- ۴. جذب گرما: در طول این فرآیند، محلول آب و گلیکول گرمای هوای ساختمان را جذب میکند و دمای خودش بالا میرود و به حدود ۱۵٫۵ درجه سانتیگراد (۶۰°F) میرسد.
۵ – تکمیل چرخه خنکسازی و ذخیرهسازی جزئی
- بازگشت برای شارژ مجدد: آبی که از ساختمان برگشته و گرمای آن را جذب کرده است (حالا به ۶۰°F رسیده)، دوباره به چیلر برمیگردد. چیلر آن را کمی خنکتر میکند و دمایش را به ۵۲°F میرساند و دوباره به مدار میفرستد. این فرآیند بدون توقف تکرار میشود تا ساختمان همیشه خنک بماند.
- تأمین دوگانه انرژی: چرا این سیستم را «ذخیرهسازی جزئی» (Partial Storage) مینامند؟
- چون در طول روز که مصرف اوج میگیرد، بار سرمایشی بین دو منبع تقسیم شده است: بخشی از سرما توسط یخهای ذخیرهشده تأمین میشود و بخشی دیگر توسط چیلری که در حال کار است.
این تقسیم کار هوشمندانه به چیلر اجازه میدهد تا با فشار کمتر و کارایی بالاتر کار کند، در حالی که انرژی ذخیرهشده هم به کمک میآید
چرخه مدار جانبی (Bypass Cycle)
- شیر هوشمند: یادت هست که یک شیر تنظیمکننده برای مخلوط کردن آب گرم و آب سرد از یخ داشتیم؟ این شیر یک کار دیگر هم میکند.
- روزهای خنک: در روزهایی که هوا خیلی گرم نیست (مثل اوایل بهار یا پاییز)، ممکن است چیلر بهتنهایی بتواند سرمای کافی برای ساختمان تولید کند.
- بایپس (کنار زدن): در این حالت، شیر هوشمند تصمیم میگیرد که اصلاً نیازی نیست آب از مخازن یخ عبور کند. تمام آب خنک مورد نیاز را از مسیر جانبی (Bypass) میفرستد و انرژی ذخیرهشده (یخ) دستنخورده باقی میماند.
نتیجه: این کار به سیستم انعطافپذیری نامحدود میدهد تا فقط در زمان اوج گرما از یخ استفاده کند و در مواقع دیگر، یخها را برای روزهای سختتر ذخیره نگه دارد.
دو روش طراحی سیستم سرمایش ایسبانک
در طراحی سیستم سرمایش ایسبانک، هدف آن است که با ترکیب تولید مستقیم سرما و ذخیرهسازی آن در قالب یخ، مصرف انرژی در ساعات اوج کاهش یافته و بهرهوری کل سیستم افزایش یابد.
۱. ذخیره کامل (Full Storage):
در این روش، همه سرمای مورد نیاز ساختمان از یخ ذخیرهشده شب قبل تأمین میشود.
چیلر فقط شبها کار میکند تا یخ بسازد، و در طول روز استراحت میکند.
مزیتش این است که مصرف برق در ساعات اوج بسیار کم میشود، چون روزها فقط از سرمای ذخیرهشده استفاده میشود.
۲. ذخیره جزئی (Partial Storage):
در این روش، سیستم هوشمندتر عمل میکند.
چیلر در طول روز هم میتواند کار کند و بخشی از سرمای مورد نیاز را مستقیم تولید کند. بقیه سرما از یخهای ذخیرهشده میآید.
تصمیم اینکه از یخ استفاده شود یا از چیلر، بستگی به دمای هوا و قیمت برق دارد.
به این ترتیب، سیستم تعادل برقرار میکند و همیشه بهصرفهترین حالت ممکن کار میکند.
توصیهها درباره محلول گلیکول
محلولهای بر پایه اتیلن گلیکول یا پروپیلن گلیکول پیشنهاد میشوند. این مواد بهعنوان سیال خنککننده صنعتی دارای ویسکوزیته پایین و رسانایی حرارتی بالا هستند. ترکیب آنها شامل مواد ضدخوردگی چندجزئی است که اجازه استفاده از پمپها، آببندها و کویلهای استاندارد را میدهد.
به دلیل تفاوت جزئی در ضریب انتقال حرارت بین آب خالص و محلول گلیکول، معمولاً نیاز است دمای سیال ۱ تا ۲ درجه کمتر تنظیم شود ـ که این تصحیح بهراحتی با وجود یخ فراهم میشود.
نگهداری و سرویس سیستم
نگهداری سیستم ایس بانک تقریباً مشابه سیستمهای سرمایشی معمول است:
- نگهداری منظم چیلر طبق دستور سازنده
- بررسی سالانه سلامت محلول گلیکول
- کنترل سطح آب درون مخازن
- افزودن ضدعفونیکننده هر دو سال یکبار برای جلوگیری از رشد جلبکها
مهندسی برتر در سیستمهای ایس بانک
شرکت شیراز کولد بهعنوان یکی از مجموعههای پیشرو در حوزه طراحی، ساخت و اجرای سیستمهای برودتی و سرمایشی در شیراز و جنوب کشور فعالیت میکند.
این شرکت با تکیه بر دانش فنی مهندسان متخصص و بهرهگیری از فناوریهای روز دنیا، خدمات کامل طراحی و نصب سیستمهای ذخیرهسازی انرژی سرمایی (Ice Bank)، چیلرها، سردخانهها و تجهیزات برودتی صنعتی و ساختمانی را ارائه میدهد.
تمامی محصولات و پروژههای شیراز کولد تحت ۱۸ ماه گارانتی معتبر و ۷۰ ماه خدمات پس از فروش پشتیبانی میشوند تا مشتریان از کیفیت، دوام و پشتیبانی واقعی اطمینان کامل داشته باشند.
