آیس بانک چیست؟

آیس بانک (Ice Bank) یا مخزن یخ یک طراحی نوین صنعتی است که به منظور صرفه جویی در میزان مصرف برق در کنار چیلرها و سیستم های مبرد مورد استفاده قرار می گیرند. در این سیستم ها، از یک مخزن آب استفاده می شود. به گونه ای که در ساعت های کم بار (اغلب ساعت های شبانه)، این مخزن آب را به یخ تبدیل کرده و از یخ تولید شده در ساعت های اوج بار به منظور خنک سازی محیط و افزایش کارایی دستگاه های برودتی استفاده می شود. در مقاله آیس بانک چیست قصد داریم دربارۀ نحوۀ عملکرد این سیستم ها و چگونگی طراحی آن ها صحبت کنیم.

آیس بانک چیست

آشنایی مقدماتی؛ آیس بانک چیست ؟

سیستم های برودتی به مانند سردخانه ها و دستگاه های چیلر، مصرف انرژی الکتریکی بالایی دارند. به طوری که یکی از مشکلات بزرگ این سیستم ها، همین مصرف بالای انرژی شان است. به این منظور امروزه از طراحی های متفاوتی برای کاهش میزان مصرف انرژی استفاده می شود. یکی از طراحی های نوینی که به این منظور مورد استفاده قرار می گیرد، دستگاه های آیس بانک است. در این سیستم ها از ذخیره سازی یخ با هدف کمک به دستگاه های مبرد استفاده می شود. این سیستم ها مخزن های بزرگی هستند که عایق بندی شده و درون آن ها از آب پر می شود. این آب در ساعت هایی از شب که هزینه های مصرف انرژی الکتریکی کمتر است، تبدیل به یخ شده و در طول ساعات روز به عنوان یک منبع تأمین انرژی مورد استفاده قرار می گیرد. در حقیقت، از ظرفیت گرمایی یخ به مانند یک باتری استفاده می شود. توده های یخ تشکیل شده در مخزن در طول روز می توانند سرمای مورد نیاز چیلرها یا سردخانه ها را تأمین کنند.


پیشنهاد می شود مقاله سردخانه چیست را نیز مطالعه کنید


عملکرد

گرمای نهان ذوب یخ برای هر یک کیلوگرم، چیزی در حدود 333 کیولوژول است که انرژی بالایی به حساب می آید. در طراحی آیس بانک ها از همین توضیح سادۀ فیزیکی کمک گرفته می شود. این سیستم ها به مانند یک باتری عمل کرده و سرمای مورد نیاز سیستم های برودتی را در خود ذخیره می کنند. یک مخزن هزار لیتری مخزن یخ با توجه به اطلاعات بالا، می تواند سرمای قابل توجهی را در خود ذخیره کند. این سرمای ذخیره شده در طول ساعت های روز که گرمای محیط بالاتر بوده و ساعات اوج مصرف برق به حساب می آیند، به کمک دستگاه های چیلر جذبی و سردخانه ها آمده، موجب کاهش مصرف انرژی الکتریکی می شود.

تجهیزات طراحی

سیستم های آیس بانک از کمترین تجهیزات مکانیکی کمک می گیرند. به طوری که در ساختمان این سیستم ها تقریباً هیچ جزء متحرکی وجود ندارد و تمامی قطعات در جای خود ثابت هستند. طراحی این سیستم ها را هم می توان به صورت جداگانه انجام داد و هم می توان آن را در کنار سیستم های برودتی قرار داد. در طراحی جداگانه لازم است برای این سیستم کمپرسور، کندانسور، کویل اواپراتور و … نیز در نظر گرفته شود. در صورتی که اگر بخواهید از مخزن یخ در کنار دستگاه های برودتی و چیلرها استفاده کنید، دیگر نیازی به کمپرسور و کندانسور نخواهید داشت. در این صورت برای طراحی دستگاه تنها نیاز به کویل اواپراتور و مخزن خواهد بود. در حقیقت این سیستم می تواند از دستگاه های برودتی چیلر یا سردخانه استفاده کند.


توصیه می کنیم این مقاله را نیز مطالعه کنید : کندانسور و اواپراتور و انواع آن


نحوه عملکرد سیستم های ترکیبی مخازن یخ و چیلر

در این بخش از مقاله آیس بانک چیست قصد داریم به عمکلرد این سیستم ها اشاره کنیم. در طراحی های میکس، کویل اواپراتور در داخل مخزن قوطه ور می شود. در طول روز که دمای محیط بالاتر است، از تمام ظرفیت دستگاه های برودتی به منظور خنک سازی چیلر استفاده می شود، ولی در زمان شب که دمای محیط پایینتر می آید و دیگر نیازی به استفاده از تمام ظرفیت دستگاه نیست، گاز مبرد به سمت کویل اواپراتور مخزن ice bank هدایت شده، سبب تشکیل یخ در اطراف لوله های کویل اواپراتور می شود. در اطراف کویل اواپراتور، لازم است از حسگرهایی استفاده شود که نسبت به ضخامت یخ حساس باشند. به شکلی که وقتی ضخامت یخ به میزان مورد نظر رسید، جریان سیال مبرد را قطع کند. همچنین برای بهبود انتقال حرارت در سرتاسر مخزن آیس بانک از یک یا چند همزن آجیتاتور استفاده می شود.

پس از اینکه توده های یخ در اطراف لوله های کویل اواپراتور تشکیل شد، سیستم آمادۀ فعالیت خواهد بود. در اغلب کنتورهای امروزی، هزینۀ مصرف برق در طول روز بیشتر محاسبه می شود. به علاوه ممکن است ظرفیت چیلر حتی در حالت صد در صد توان، جوابگوی خنک سازی محیط های ساختمانی و سردخانه نباشد. در این حالت، سیستم های آیس بانک به کمک فرایند خنک سازی آمده، می توانند بخشی از انرژی مورد نیاز برای خنک سازی محیط را تأمین کنند. به منظور عملکرد بهتر، معمولاً مخزن های یخ را پایین تر از سطح زمین و حتی داخل زمین نصب می نمایند.

مزایای استفاده از آیس بانک

  • مصرف کمتر انرژی الکتریکی : همین طور که توضیح داده شد، آیس بانک ها در ساعات شب که هزینۀ مصرف انرژی کمتر است، فعالیت می کنند و با ذخیره سازی انرژی سرمایی، در طول روز به کمک فرایندهای سرمایشی آمده و مورد استفاده قرار می گیرند.
  • استفاده از سرماسازهای کوچک تر : در صورتی که از مخزن یخ استفاده شود، به خاطر توان ثابتی که این دستگاه صنعتی دارد، طراحی سیستم های برودتی می تواند با ظرفیت پایینتری انجام شود و از تجهیزات برودتی کوچکتری استفاده شود.
  • افزایش توان سیستم های برودتی : در سیستم های تهویه مطبوع و همچنین سردخانه ها، استفاده از سیستم ها به معنی افزایش توان دستگاه نیز هست. آبی که از مخزن یخ ها خارج می شود، در فشار محیط حدود نیم درجه سانتیگراد دما دارد. این در حالی است که اگر فشار پایینتر هم آورده شود، امکان رساندن دما به منفی ده درجه سانتیگراد نیز وجود دارد؛ که این دما بسیار پایین تر از دمای آب اواپراتورهای معمولی در سیستم های برودتی است.
  • اهمیت زیست محیطی : استفاده از آیس بانک ها به صورت مستقیم و غیر مستقیم می تواند به حفاظت از محیط زیست کمک کند. در درجۀ اول، استفاده از این سیستم به معنی کاهش ظرفیت دستگاه های برودتی بوده و این موضوع یعنی استفادۀ کمتر از سیال های مبرد. سیال هایی که عمدتاً از گازهای CFC تولید می شوند و باعث تخریب لایۀ اوزون می گردند. همچنین بهره گیری از مخزن های یخ موجب می شود که در سیستم های برودتی از انرژی الکتریکی کمتری استفاده شود؛ که به طور غیرمستقیم به حفاظت از محیط زیست کمک می کند.

جمع بندی

به پایان مقاله آیس بانک چیست رسیدیم. مخازن یخ، سیستم هایی هستند که به منظور بهبود کارایی چیلرها و سیستم های برودتی مورد استفاده قرار می گیرند. ساختمان مخازن یخ بسیار ساده بوده و از دو جزء مخزن و کویل اواپراتور ساخته می شوند. مخزن دستگاه با آب پر شده، با بهره گیری از فرایندهای خنک سازی، این آب به توده های یخ تبدیل می شود. این عمل اغلب در ساعت های شب صورت می گیرد. یخ تولید شده در آیس بانک را می توان در طول روز استفاده کرد. در حقیقت ice bank ها به مانند یک باتری عمل کرده و انرژی سرمایی را در خود ذخیره می کنند. امروزه از مخازن یخ در کنار سیستم های برودتی و چیلرها به منظور کاهش مصرف انرژی الکتریکی و افزایش توان دستگاه استفاده می شود. به علاوه که این دستگاه ها موجب کاهش آلودگی های محیط زیستی نیز می گردند.

دیدگاه‌ها 0

*
*