آیس بانک و بررسی مزایا و معایب Ice Bank

آیس بانک (Ice Bank) سیستم هایی می باشند که انرژی های برودتی یخ را ذخیره می کنند تا سرمای لازم برای تجهیزات با انرژی بسیار کمی تولید شود و در صورت نیاز به سرما، از انرژی های ذخیره شده خود استفاده کند. در آیس بانک، اصولا انرژی به‌ شکل تغییر فاز آب به یخ صورت می گیرد. امروز از سری مقالات آریا تهویه قصد داریم شما را بیشتر با آیس بانک و بررسی مزایا و معایب (Ice Bank) آشنا کنیم.

مزایا آیس بانک (Ice Bank):

در ابتدا مقاله آیس بانک و بررسی مزایا و معایب آیس بانک (Ice Bank) ابتدا به مزایا و معایب آیس بانک (Ice Bank) خواهیم پرداخت و سپس به تفاوت چیلر و آیس بانک خواهیم پرداخت. باما همراه باشید:

آیس بانک ها این قابلیت را دارند که در ساعات کم مصرف که هزینه برق کمتر است انرژی را ذخیره کنند و در ساعات اوج مصرف از انرژی ذخیره شده استفاده کنند و هزینه های انرژی را کاهش دهد.
آیس بانک دمای محیط داخلی سازگارتر و راحت تری را فراهم میکند زیرا نوسانات تقاضای انرژی هموار است.

با ذخیره انرژی در آیس بانک در ساعات کم مصرف منجر به کاهش تقاضا در شبکه برق در ساعات اوج مصرف می شود.
آیس بانک دارای انعطاف پذیری است زیرا می توان همراه با انرژی تجدید پذیر مانند خورشید و باد برای ذخیره انرژی در صورت نیاز استفاده کرد که باعث بهبود انعطاف پذیری کلی سیستم انرژی می شود.
آیس بانک گاز گلخانه ای تولید نمی کندو در مقایسه با سیستم های خنک کننده سنتی که با گاز فریون کار می کنند سازگار با محیط زیست برای خنک سازی است.

معایب آیس بانک:

هزینه اولیه آیس بانک ها در مقایسه با سیستم های تهویه مطبوع بیشتر است.
آیس بانک ها سیستم های پیچیده ای هستند که برای نصب و نگهداری نیاز به دانش و تخصص دارندکه هزینه و سختی کار را افزایش می دهند.
آیس بانک ها ظرفیت های محدود تری برای ذخیره انرژی دارند که ممکن است برای تامین نیاز های سرمایش ساختمان های بزرگ یا تاسیسات صنعتی کافی نباشد.
آیس بانک ها به ضای قابل توجهی برای ذخیره یخ نیاز دارند که ممکن است در خیلی از کاربری ها این فضا موجود نباشد.
آیس بانک ها نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند تا اطمینان حاصل شود که به درستی و کارآمد عمل می کنند که به طور کلی باعث افزایش هزینه می شود.
آیس بانک در ماه های گرم سال می تواند کارآیی کمتری داشته باشد زیرا زمانی که تقاضا برای خنک کننده بیشتر است یخ سریعتر ذوب می شود که انرژی را کاهش می دهد.
در این سیستم مشکلات ناشی از رسوب آب وجود دارد.

تفاوت چیلر با ایس بانک:

چیلر یک سیستم تبرید است که یک سیال، معمولا آب را تا دمای مشخص خنک می کند و آن را از طریق فن کویل ها به گردش در می آورد تا گرما را از هوا بگیرد.
به طور خلاصه، چیلر یک سیستم  تبرید است برای خنک کردن استفاده می شود در حالی که بانک یخ یک نوع سیستم ذخیره انرژِ حرارتی است که از یخ برای ذخیره انرژی خنک کننده استفاده می شود.
دربررسی فنی و توضیحات عملکرد آیس بانک ها متوجه شدیم که از لحاظ فنی میتوان از چیلر ها یا سیستم های برودتی با ظرفیت کمتری در مقایسه با شرایط معمول استفاده کرد زیرا یخ به عنوان ذخیره انرژی گرمایی سبب میشود که بخشی از بار برودتی توسط آن تامین شود و در نتیجه ظرفیت چیلر کمتر میشود. چیلر با ظرفیت کمتر علاوه براینکه می تواند قیمت کمتری داشته باشد میتواند انرژی کمتری نیز مصرف کند که هم برای کارفرما و هم برای بهره بردار سودمند خواهد بود.
همه چیلر  و هم ایس بانک به عنوان دستگاهی سرماساز استفاده میشن و تفاوت آنها در این می باشد که آیس بانک در اوقاتی از شبانه روز (معمولا در نیمه های شب و اوایل صبح که قیمت هر کیلووات برق در حداقل ممکن است) کار کرده و یخ هایی را به وجود می آورد که بتوان از این یخ ها در طول روز برای سرماسازی استفاده شود ولی چیلر هر زمانی که به سرما نیاز باشد روشن شده و همان لحظه سرمایش مورد نیاز را تامین می کند.

تجهیزات آیس بانک:

آیس بانک می تواند هم به صورت مستقل و هم در کنار چیلر مورد استفاده قرار بگیرد در صورتی که مستقل طراحی شود باید دارای کمپرسور،کندانسور،کویل و اواپراتور، مخزن و سایر تجهیزات سیستم تبرید باشد.اگر آیس بانک به عنوان سیستمی همراه با چیلر طراحی شود تنها نیاز به کوسل اواپراتور و مخزن بوده و آیس بانک از مدار تبرید خود چیلر استفاده می کند.

• ذوب کن داخلی:

سیستم تشکیل شده از یک مخزن اتیلن گلیکول حاوی کویل که این مخزن با آب پرشده است و یک محلول اتیلن گلیکول با دمای 5- درجه سانتی گراد از درون کویل عبور داده می شود و آب به تدریج شروع به انجماد ابتدا در اطراف کویل و نهایتا در تمام مخزن می کند. در هنگام نیاز به سرمایش بیشتر و اضافی محلول گلایکول وارد سیستم سرمایش می شود و در یک مبدل حرارتی صفحه ای انرژی سرمایشی خود را به چیلد واتر انتقال می‎‌دهد و با دمای بیشتر به مخزن بر می گردد. سپس یخ داخل مخزن شروع به ذوب شدن می کند و گلایکول مجددا خنک می شود تا زمانی که تمام یخ ذوب شود.

• ذوب کن خارجی:

در این سیستم ها مخزن از فولاد یا بتن ساخته می شود. در ذوب کن خارجی نیز سیال درون کویل گلایکول یا مبرد CFC/CHFC انجام می شود و آب تا ضخامت 35 میلیمتر حول هر کویل تشکیل و ذخیره می شود. بقیه فضای باقی مانده مخزن با آب پر می شود. هنگامی که نیاز به سرمایش باشد، آب یخ از پایین مخزن به سیستم پمپ شده و در یک مبدل حرارتی صفحه ای با چیلد واتر تبادل حرارتی انجام می دهد. زمانی که آب به آیس بانک باز می گردد مجبور به گردش حول یخ می شود. در این سیستم، آب سرد و یخی که به سیستم پمپ می شود همواره دمای ثابتی و پایداری خواهد داشت.

مزایا هواساز DX:

سرمایش بدون گلیکول برخلاف سیستم هیدرونیک که نیاز به گلیکول دارند چیلر با کویل هواساز DX با آب خالص کار می کند که اواپراتور در برابر یخ زدگی تا 20- درجه سانتی گراد محافظت می شود.
افت فشار در چیلر به دلیل اینکه شیر سه طرفه که به صورت سری به اواپراتور متصل است وجود دارد کمتر است.
وزن و ابعاد  سیستم DX هیچ تاثیری برروی وزن و ابعاد چیلر ندارد.
افزایش راندمان در حالت خنک کننده مکانیکی، عملکرد چیلر با استفاده از محلول آب-گلیکول کاهش نمی یابد و از انجا که تلفات فشار مدار آب کم است پمپ های آب انرژی کمتری مصرف می کنند.

کنترل چیلر:

آخرین حلقه سیستم HVAC حلقه کنترل است که باید به روش خاص کنترل شود تا از عملکرد صحیح اطمینان حاصل شود.  هر جز مجهز به کنترل کننده خودکار در سطح واحد است.

چرخ حرارتی (Heat wheel):

چرخ حرارتی که به عنوان چرخ بازیابی گرما نیز شناخته می شود.
وسیله ای چرخشی است که برای انتقال انرژِی گرمایی از یک جریان هوا به جریان دیگر استفاده می شود. جرخ حرارتی شامل یک چرخ چرخان است که از مواد رسانای گرما مانند آلومینیوم ساخته شده که با یک ماده جاذب گرما مانند سیلیکاژل پوشانده شده است. چرخ بین دو جریان هوا می چرخد که یکی از آنها گرم و دیگری سرد است.
با چرخش چرخ، انرژِ گرمایی از جریان هوای گرم به جریان هوای سرد منتقل می شود و انرژی لازم برای گرم کردن هوای ورودی را کاهش می دهد.
چرخ های حرارتی معمولا در سیستم های گرمایش، تهویه مطبوع (HVAC) برای افزایش بهره وری انرژی و کاهش هزینه های گرمایش استفاده می شوند.

مزایا:

1.بهره وری انرژی:چرخ های حرارتی می تولنند با بازیابی انرژی گرمایی از جریان هوای خروجی و استفاده از آن برای پیش گرم کردن هوای ورودی کارآیی انرژی سیستم های HVAC را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.این امر مقدار انرژی مورد نیاز برای گرم کردن هوای ورودی را کاهش می دهد و در هزینه انرژی صرفه جویی می کند.
2.افزایش راحتی: با پیش گرم کردن هوای ورودی،چرخ های حرارتی به حفظ دمای ثابت داخل، کاهش نوسانات دما و بهبود آسایش محیط داخل کمک می کند.
3.انتشار کمتر CO2: با کاهش انرژی مورد نیاز برای گرمایش،چرخ های حرارتی می توانند به کاهش انتشار دی اکسیدکربن کمک کنند و به یک سیستم HVAC پایدارتر و سازگار با محیط زیست تبدیل شوند.
4.عمر طولانی:چرخ های حرارتی با دوام هستند و به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارند و همین موضوع آنهارا به یک راه حل مقرون به صرفه برای سیستم های HVAC تبدیل کند.
5.یکپارچه سازی آسان: از چرخ های حرارتی می توان به آسانی در سیستم های تهویه مطبوع استفاده کرد و بهره وری انرژی سیستم را ارتقا می دهد.
6.صرفه جویی در فضا: چرخ های حرارتی فشرده هستند و کمترین فضا را اشغال می کنند بنابراین آنها بهترین انتخاب برای سیستم های HVAC هستند.

معایب:

1.هزینه اولیه: نصب چرخ های حرارتی در مقایسه با سایر بازیاب های حرارتی مانند مبدل های حرارتی، گران تر است و در کوتاه مدت آن را گزینه گرانتری تبدیل می کند.
2.تعمیر و نگهداری: اگر چه چرخ های حرارتی به حداقل تعمیر و نگهداری نیاز دارند اما برای حفظ کارآیی خود به تمیز کردن منظم نیاز دارند که می تواند در برخی از سیستم های HVAC یک نقطه ضعف باشد.
3.نصب پیچیده: نصب چرخ های حرارتی می تواند در مقایسه با سایر بازیاب های حرارتی پیچیده تر باشد و به دانش و مهارت تخصصی نیاز دارد.
4.محدوده های دمایی: چرخ های حرارتی در سیستم هایی که اختلاف دمایی بین جریان هوا سرد و گرم نسبتا زیاد است موثرتر هستند. در سیستم هایی با اختلاف کم، چرخ های حرارتی ممکن است کارآیی کمتری داشته باشد و صرفه جویی در انرژی مورد نظر را فراهم نکند.
5.ظرفیت انتقال حرارت محدود: چرخ های حرارتی ظرفیت انتقال حرارت محدودی دارند و اثر بخشی آنها به عواملی مانند سرعت، جریان هوا و اختلاف دما های بین جریان ها بستگی دارد.
6.آلودگی متقابل: در برخی از سیستم های HVAC ممکن است خطر آلودگی متقاطع بین جریان های هوا وجود داشته باشد که می تواند در کاربری هایی مانند خلوص هوا مهم است مانند بیمارستان ها یا آزمایشگاه ها نگران کننده باشد.

تهویه حرارت هوا به هوا:

مبدل حرارتی هوا به هوا که به عنوان بازیاب تهویه حرارت هوا به هوا (HVR) نیز شناخته می شود،

امیدواریم از مقاله معرفی آیس بانک و بررسی مزایا و معایب Ice Bank بهره کافی را برده باشید. و از قسمت دیدگاه های سوالات مدنظر خود را در مورد آیس بانک و مزایا آیس بانک (Ice Bank) مطرح کنید.