قابل بذکر است که آیس بانک ها یک نوع روش ذخیره سازی انرژی گرمایی (Thermal Energy Storage = TES) در دمای پایین می باشند.
اما چگونه؟
در واقع نبود یا کاهش انرژِی گرمایی سبب کاهش دما و ایجاد سرما می گردد. تولید یخ در آیس بانک نتیجه و محصول نبود گرماست و در این روش پس از تولید یخ (ذخیره گرما در دمای پایین) باید از انرژی برودتی آن در زمان دیگری استفاده شود. و سیکل منظمی در حال اجراست: گرما از طریق جریان آبی که توسط آیس بانک خنک شده است جذب می شود. سپس دمای آب بالا رفته، مجدداً برای خنک شدن به آیس بانک باز می گردد.
در ساعات اوج مصرف انرژی، از آیس بانک استفاده ای نمیشود زیرا در ساعات افت مصرف انرژی فرایند یخ سازی خود را انجام داده و توانایی نگهداری آنها را در طول روز دارد. در اصل، حدود ساعت 6 بعد از ظهر به بعد بار برودتی به شدت کاهش یافته و در ساعات 12 شب تا 6 صبح تقریباً بار برودتی صفر است. ساعاتی که مصرف برقِ شبکۀ شهری حداقل بوده و بهمین علت تعرفۀ برق بین 2 تا 5 برابر ارزانتر است. بنابراین؛ تولید یخ در آیس بانک درست در همین ساعات اتفاق می افتد.
علاوه بر کاهش هزینۀ برق مصرفی، به کمک این سیستم می توان مقدار برق مورد نیاز برای پروژه (Demand ) را نیز کاهش داد و به این صورت در راه اندازی پروژه مبلغ کمتری برای خرید برق ساختمان پرداخت خواهد شد. در واقع سیستم ذخیره سازی یخ یا آیس بانک می تواند از جمله مصداق های ویژه ای باشد که هر دو استراتژی Peak shaving و Load shifting را شامل می شود. بطوریکه با کوچک شدن و یا حتی حذف چیلر در مقایسه با شرایط مرسوم، میزان تقاضای برق در زمان پیک مصرف به حداقل برسد.
آیس بانک ها در کجا کاربرد دارند ؟
به طور کلی آیس بانک ها در تمامی صنایعی که به خنک سازی و برودت (در محدوده دمایی بین 3- درجه cm تا 6 +cm) استفاده می شوند به طور مثال:
- در سالن های پرورش و تولید قارچ
- صنایع غذایی
- سیستم های برودتی و تهویه مطبوع
- صنعت ماهیگیری و شیلات
- صنایع عمران، معماری، ساختمان سازی و بتن کاری
- همچنین مورد استفاده در صنایع تولید دارو، لوازم بهداشتی و تجهیزات پزشکی
- و …
اجزای تشکیل دهنده آیس بانک :
ساختار سیستم های ذخیره سازی یخ (Ice bank )، شامل دو قسمت اصلی و تاثیرگذار” مخزن و کویل یا همان مبدل حرارتی درون مخزن “ میباشند. برای بهره برداری درست از این سیستم ذخیره سازیِ یخ، میبایست در طراحی و تولید آنها اتصالات و همچنین اعمال درست فرآیندهای کنترلیِ لازم بسیار مورد توجه و دقت قرار گیرد. در ادامه به دیگر اجزای آیس بانک میپردازیم:
-
مخزن:
: همانطور که گفته شد، مخزن و کویل داخلی آن مهترین جزء آیس بانک ها هستند. ابتدا، درون این مخزن که نوعی عایق است پر از آب میشود و بعد از تکامل سیکل تبرید به یخ تبدیل میشود. کویلها برای خنک سازی آب، درون مخزن ها قرار میگیرند. همچنین ابعاد مخزن ها با توجه به نیاز مصرف کننده قابل تغییر است.
-
کمپرسور:
کاربرد این سیستم مکانیکی در صنایع مختلف بسیار زیاد است. در آیس بانک وظیفه کمپرسور ایجاد نیروی مکش لازم جهت کشیدن گاز مبرد از اواپراتور، متراکم کردن آن و فرستادن آن به کندانسور است. در نتیجه، آن گاز در کمپرسور به مایع تبدیل خواهد شد.
-
اواپراتور:
آب درون مخزن توسط کویل های اواپراتور که با آن آب تبادل حرارتی انجام میدهد، خنک میشود.
-
کندانسور:
برای تبدیل مبرد مورد استفاده در سیکل تبرید از حالت گاز به مایع
-
پمپ استیل:
برای گردش آب درون مجموعه
-
مبدل حرارتی یا همان پلیت کولر:
برای تبادل حرارت بین سیالات عبوری از میان صفحات
-
تابلو برق:
برای کنترل بخش های مختلف و برق رسانی به کل مجموعه
انواع آیس بانک:
آیس بانک ها معمولاً بر2 اساس تقسیم میشوند:
-
نحوۀ ذخیره سازی یخ یا سیکل کاری
- سیستم ذخیره سازی کامل یخ (Full ice storage)
- سیستم ذخیره سازی جزئی یخ (Partial ice storage)
در اغلب پروژه های تهویه مطبوع از آیس بانک با سیستم ذخیره سازی جزئیِ یخ استفاده می شود؛ چراکه بواسطۀ کوچک تر شدن سایز مخزن آیس بانک، هم هزینۀ خرید این تجهیزات کاهش یافته و هم فضای کمتری از پروژه اشغال می شود.
-
نحوۀ ذوب شدن یخ موجود در آیس بانک
- ذوب از داخل (Internal melting)
- ذوب از خارج (External melting)
در پروژه های تهویه مطبوع غالبا از آیس بانک های ذوب از داخل (Internal melting) و در پروژه های برودت صنعتی، عمدتا از آیس بانک های ذوب از خارج (External melting) استفاده می شود.
مزایای استفاده از آیس بانک:
-
کاهش روند مصرف انرژی (Power consumption):
طراحی این دستگاه موجب شده تا بتوان سیستم انرژی سرمایی به صورت 24 ساعته تولید برودت کرده و آن را برای مواقع خارج از پیک مصرف ذخیره نماید. خصوصا این که آیس بانک برای ذخیره انرژی به هنگام شب شروع به کارکرد می نماید.
-
سازگاری با محیط زیست:
تولید برق در طی شب، حدوداً 30 درصد آلودگی کمتری تولید می کند. از آنجایی که این دستگاه در هنگام شب برق مصرف می کند، سازگاری بالاتری با محیط زیست دارد.
-
سرویس و نگهداری با هزینه کم:
این دستگاه کمتر دچار استهلاک و فرسایش شده زیرا بدون قطعات متحرک یا چرخنده می باشد. پس کاربرد آیس بانک در صنایع مختلف به صرفه میباشد.
-
افزایش توان دستگاه های برودتی:
در سردخانه ها و سیستم های تهویه مطبوع از آیس بانک جهت افزایش توان آنها استفاده می شود.
همچنین؛ در سیستم های تهویه مطبوع، آیس بانک گلیکولی (Glycol-Based) بسیار رایج است. گلیکول در واقع یک نوع ترکیب از خانواده الکل است و به همین دلیل در ساخت ضد یخ های صنعتی بسیار پر کاربرد می باشد. زمانی که قرار است آب را به یخ تبدیل کنیم به مایعی نیاز داریم که قاعدتاً دمای انجماد آن کمتر از دمای انجماد آب یعنی صفر درجۀ سانتی گراد (در فشار 1 Bar) باشد.
- 2022 ©