آیس بانک چیست؟ - کاربرد و مزایای آن - الکتروبهمن

آیس بانک چیست؟

آیس بانک به انگلیسی (Ice Bank) یا مخزن یخ یک طراحی مدرن صنعتی می باشد که با هدف صرفه جویی در میزان مصرف برق در کنار چیلرها استفاده می شود و همینطور در کنار سیستم های مبرد مورد استفاده قرار می گیرند.

 در سیستم آیس بانک، از یک مخزن آب استفاده می شود. به شکلی که در ساعت های کم مصرف، این مخزن آب را به یخ تبدیل می کند و از یخی که تولید شده معمولا در ساعات اوج بار مصرف به منظور خنک سازی محیط و افزایش کارایی دستگاه های برودتی استفاده می شود.

مقاله آموزشی: نصب و راه اندازی انواع سردخانه

آشنایی بیشتر با آیس بانک

سیستم های برودتی سردخانه ها و دستگاه های چیلر، مصرف انرژی الکتریکی بسیار بالایی دارند. یکی از بزرگترین مشکلات این سیستم ها، مصرف بسیار بالای انرژی شان است.

به همین دلیل امروزه از طراحی های جدید و متفاوتی برای کم شدن میزان مصرف انرژی استفاده می شود. یکی از جدیدترین و نوین ترین طراحی ها که با هدف کاهش انرژی تولید شده است دستگاه های آیس بانک می باشد. در این سیستم ها از ذخیره سازی یخ با هدف کمک به دستگاه های مبرد استفاده می شود.

سیستم های آیس بانک مخزن های بسیار بزرگی هستند که کانلا عایق بندی شده اند و درون آن ها را با آب پر می شود. این آب در ساعت هایی از شب که هزینه های مصرف انرژی الکتریکی کمتر است، تبدیل به یخ می شود و در طول ساعات روز به عنوان یک منبع تأمین انرژی مورد استفاده قرار می گیرد.

 در کل، از ظرفیت گرمایی یخ به عنوان 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.

مقاله آموزشی: هزینه ساخت سردخانه چگونه محاسبه می شود؟

انواع آیس بانک

آیس بانک ها به دو دسته تقسیم بندی می شوند:

بر اساس نحوۀ ذوب شدن یخ موجود در آیس بانک

بر اساس نحوۀ ذخیره سازی یخ (سیکل کاری)

ذوب از داخل

ذوب از خارج

ذخیره سازی کامل یخ

ذخیره سازی جزئی یخ

عملکرد دستگاه آیس بانک

گرمای پنهان ذوب یخ برای هر یک کیلوگرم، تقریبا حدود 333 کیولوژول می باشد که انرژی بسیار بالایی محسوب می شود. سیستم های آیس بانک شبیه به یک باتری عمل می کنند 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 کل ساعت های روز که گرمای محیط بالا می باشد 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.

مقاله آموزشی: لوله مویی چیست؟

تجهیزات طراحی آیس بانک ها

سیستم های آیس بانک با کمترین تجهیزات مکانیکی فعالیت می کنند. به شکلی که در ساختمان این سیستم ها تقریباً هیچ جزء متحرکی وجود ندارد و همه ی قطعات به صورت ثابت هستند.

 ساختار این سیستم ها را می توان به صورت جداگانه انجام داد و هم اینکه آن را در کنار سیستم های برودتی قرار داد. در صورتی که طراحی جداگانه باشد برای این سیستم کمپرسور، کندانسور، کویل اواپراتور و … نیز در نظر می گیرند. در صورتی که قصد دارید از مخزن یخ در کنار دستگاه های برودتی و چیلرها استفاده کنید، دیگر نیازی به کمپرسور و کندانسور نمی باشد. 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.

نحوه عملکرد سیستم های ترکیبی مخازن یخ و چیلر

در طراحی های میکس، کویل اواپراتور در داخل مخزن قوطه ور می شوند. در طول روز که دمای محیط بالا می باشد از کل ظرفیت دستگاه های برودتی با هدف خنک سازی چیلر استفاده می شود، ولی در هنگام شب که دما پایین تر می آید و همینطور نیازی هم 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.

بعد از اینکه توده های یخ در اطراف لوله های کویل اواپراتور تشکیل شد، سیستم آمادۀ فعالیت می شود. امکان دارد ظرفیت چیلر در حالت صد در صد توان، نتواند جوابگوی خنک سازی محیط های ساختمانی و سردخانه باشد. در این وضعیت، سیستم های آیس بانک به کمک فرایند خنک سازی می آیند و توانایی این را دارند که بخشی از انرژی مورد نیاز برای خنک سازی محیط را تأمین کنند.

برای عملکرد بیشتر، مخزن های یخ را پایین تر از سطح زمین و حتی داخل زمین نصب می کنند.

مزایای آیس بانک

مصرف کمتر انرژی الکتریکی

سیستم آیس بانک ها در طول شب که هزینۀ مصرف انرژی کمتر می باشد، فعالیت می کنند و با ذخیره کردن انرژی سرمایی، در طول روز به کمک فرایندهای سرمایشی آمده و مورد استفاده قرار می گیرند.

استفاده از سرماسازهای کوچک تر

اگر از مخزن یخ استفاده شود، به خاطر توان ثابتی که این دستگاه صنعتی دارند، طراحی سیستم های برودتی می تواند با ظرفیت پایین تری 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 می باشد. آبی که از مخزن یخ ها خارج می شود، در فشار محیط حدود نیم درجه سانتیگراد دما دارد. البته اگر فشار پایین تر هم آورده شود، امکان رساندن دما به منفی ده درجه سانتیگراد نیز وجود خواهد داشت؛ که این دما بسیار پایین تر از دمای آب اواپراتورهای معمولی در سیستم های برودتی می باشد.

تاثیرات زیست محیطی

  آیس بانک ها این قابلیت را دارند که به صورت مستقیم و غیر مستقیم می تواند به حفاظت از محیط زیست کمک کند. در مرحله ی اول، استفاده از این سیستم به منظور کاهش ظرفیت دستگاه های برودتی بوده و این موضوع یعنی استفادۀ کمتر از سیال های مبرد. سیال هایی که اکثرا از گازهای CFC تولید می شوند و باعث تخریب لایۀ اوزون می گردند.

همچنین استفاده بهینه از مخزن های یخ باعث می شود در سیستم های برودتی از انرژی الکتریکی کمتری استفاده شود؛ که به طور غیرمستقیم به حفاظت از محیط زیست کمک می کند.