آیس بانک چیست و انواع آیس بانک در صنایع مختلف

آیس بانک (Ice Bank) یا مخزن یخ یک دستگاه ذخیره‌ی انرژی است تا سرمای لازم برای تجهیزات با انرژی کمتری تولید شده و در صورت نیاز به سرما، این انرژی از آیس بانک استفاده شود.

در آیس بانک ، انرژی به‌صورت تغییر فاز آب به یخ ذخیره می‌شود. این دستگاه در کاربردهای بسیاری استفاده شده و می‌تواند قابلیت اطمینان و عملکرد سیستم‌های خنک‌کاری را ارتقا دهد.

آیس بانک چیست؟

ممکن است با شنیدن واژه‌ی انرژی سرمایی تعجب کنید اما هر ماده‌ای که دارای دمایی متفاوت از دمای محیط باشد، انرژی دارد. در این دستگاه، انرژی با استفاده از تغییر فاز سیال و تبدیل آن به فاز جامد، ذخیره می‌شود. ذخیره‌ی انرژی به‌وسیله‌ی تغییر فاز یکی از پرکاربردترین و به‌صرفه‌ترین روش‌های ذخیره‌ی انرژی است. نمونه‌ی دیگر این روش را می‌توان در مقیاس بزرگ‌تر در نیروگاه‌های خورشیدی یافت. تفاوت آیس بانک با نیروگاه‌ها در نوع تبدیل فاز است.

فاز در نیروگاه‌ها از جامد به مایع است اما در مقابل در آیس بانک (Ice Bank) ، این تبدیل فاز از مایع به جامد است. مهم‌ترین مزیت استفاده از تبدیل فاز، کاهش تلفات گرمایی است. گرمایی با تغییرات دما رابطه‌ی مستقیم دارد اما در تغییر فاز، دمای ماده تغییر نمی‌کند و به همین دلیل در این روش، تلفات گرمایی مقدار بسیار کمی دارد.

استفاده از آیس بانک در ایران باستان نیز مرسوم بوده است. سازه‌های خشتی که به یخدان مشهور بودند، کار آیس بانک را انجام می‌دادند. در این سازه‌ها، یخ‌ها در طول زمستان ذخیره شده و در تابستان استفاده می‌شدند. برخی از این یخدان‌ها حتی تا اواخر تابستان نیز می‌توانستند از آب شدن یخ‌های ذخیره‌شده جلوگیری کنند.

در بسیاری از صنایع، تجهیزاتی وجود دارند که برای کار به خنک شدن نیاز دارند. استفاده از آیس بانک سه دلیل عمده دارد. اول اینکه آیس بانک با تبدیل انرژی الکتریکی ورودی به سرما و ذخیره‌ی آن در ساعات خنک شبانه‌روز، بازده چیلر یا هر سیستم تبرید دیگری را افزایش می‌دهد.

دلیل دوم، در دسترس بودن سیال سرد در زمان قطعی انرژی است. دلیل آخر برای استفاده از آیس بانک‌ها، افزایش ظرفیت خنک‌کاری سیستم تبرید است.

آیس بانک با تولید سیال سرد در ساعات کاری کارخانه یا کارگاه به صورت مستقل، یک منبع جداگانه برای سیستم تبرید به حساب می‌آید. این نکته به چیلر این امکان را می‌دهد تا ظرفیتی که باید برای آن انتخاب شود، کاهش یابد. درنتیجه آیس بانک می‌تواند هزینه‌ی اولیه‌ی سیستم را نیز کاهش دهد.

سیستمی که دارای آیس بانک است، دقیقاً مانند مداری است که از یک باتری یا خازن استفاده می‌کند. باتری و خازن به هنگام قطعی یا نوسان انرژی ورودی، توان موردنیاز مدار را تأمین می‌کنند. آیس بانک نیز همین عملکرد را دارد؛ با این تفاوت که به جای انرژی الکتریکی، خروجی آن یک سیال با دمای پایین است.

با افزایش بازده سیستم و درنتیجه کاهش انرژی ورودی به سیستم، آیس بانک باعث کاهش هزینه‌های جاری خواهد شد. علاوه بر این، به دلیل کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، آیس بانک جزو سیستم‌های سازگار با محیط‌زیست طبقه‌بندی شود و گواهینامه‌ی LEED (پیشرو در طراحی زیست‌محیطی و انرژی) نیز برای آن صادر می‌شود.

نحوه‌ی کار آیس بانک

اگر بخواهیم در دو کلمه عملکرد آیس بانک را توصیف کنیم، می‌توانیم بگوییم که آیس بانک یک مبدل حرارتی (Heat Exchanger) عایق‌شده است. آیس بانک درواقع سرمای سیال سرد ورودی را دریافت کرده و آن را به‌صورت تغییر فاز در سیال داخلی ذخیره می‌کند. سیال داخل مخزن با دریافت سرما، به فاز جامد تبدیل می‌شود و در مواقعی که نیاز به سرما وجود دارد، برعکس این روند رخ می‌دهد؛ یعنی فاز جامد داخل مخزن با انتقال انرژی به مبرد خروجی، گرم شده و تبدیل به فاز مایع می‌شود. تمام عملکرد یک آیس بانک، تکرار این چرخه است.

هرچه تغییرات دمایی به ازای واحد انرژی دریافتی یا همان گرمای ویژه‌ی سیالی که به‌عنوان سیال داخل مخزن انتخاب شده، پایین‌تر باشد، ظرفیت آیس بانک افزایش می‌یابد. به دلیل این‌که ظرفیت گرمایی و گرمای نهان ذوب آب بالا است و این سیال به‌راحتی و به‌طور فراوان در دسترس است، از این سیال در اکثر آیس بانک‌ها به‌عنوان سیال داخل مخزن استفاده می‌شود. از دیگر عواملی که در ظرفیت آیس بانک اثرگذار است، کیفیت و خواص گرمایی عایق مخزن است. هر چه میزان رسانش گرمایی عایق کمتر بوده و ضخامت آن بیشتر باشد، اتلاف انرژی از مخزن کمتر خواهد بود.

آبی که در داخل مخزن قرار دارد، در هنگام انجماد، منبسط شده و تقریباً 9 درصد به حجم آن افزوده می‌شود. به همین دلیل مقدار آب مخزن باید در محدوده‌ی مناسبی باشد تا افزایش حجم آن آسیبی به بدنه وارد نکند.

در ادامه برای آشنا شدن با یک آیس بانک صنعتی، چرخه‌ی کاری آن به همراه جزئیات دقیق‌تر بررسی می‌شود. مخزن زیر از جنس پلی‌ اتیلن است که نقش عایق را ایفا می‌کند. همچنین مبدل آیس بانک زیر از نوع مارپیچی با لوله‌های پلاستیکی است و تمام این لوله‌ها در آب غرق شده‌اند.

در طول شب، یک محلول که دارای ترکیب 75 درصد آب و 25 درصد اتیلن گلیکول است، از چیلر خارج شده و در لوله‌های مبدل آیس بانک ، جریان می‌یابد. این محلول که نقش مبرد را ایفا می‌کند، سرما را به داخل مخزن انتقال داده و چیلر تا منجمد شدن کامل آب داخل مخزن، سیال سرد را به آیس بانک منتقل می‌کند. چرخه‌ی این روند در شکل زیر نشان داده شده است.

مبدل داخل مخزن به‌گونه‌ای طراحی شده است که یخ به‌صورت یکنواخت در همه‌ی قسمت‌های مخزن تشکیل شود. در طی این فرایند، آب در بین یخ‌های تشکیل‌شده حبس نمی‌شود و می‌تواند به‌طور آزادانه حرکت کند. این کار برای جلوگیری از ایجاد تنش حرارتی در داخل مخزن، ضروری است. دماهایی که در شکل‌های زیر نشان داده شده‌اند، تنها مناسب با مخزن زیر با مبرد و ظرفیت مشخص هستند و ممکن است برای آیس بانکهای مختلف، متفاوت باشند.

در یک آیس بانک استاندارد، یخ‌سازی در طول شب انجام می‌شود. در این حالت، محلول آب-گلیکول بین چیلر و مبدل حرارتی آیس بانک، جریان می‌یابد ولی جریانی در کویل وجود نخواهد داشت. در این مبدل، دمای مبرد واردشده به آیس بانک، 25 درجه‌ی فارنهایت یا -3/9 درجه‌ی سلسیوس است و با این دما، آب داخل مخزن شروع به یخ زدن می‌کند.

در طول روز، محلول آب-گلیکول توسط آیس بانک خنک می‌شود و در این حالت، دمای این محلول بین 11 تا 1 درجه‌ی سلسیوس است. از شیر تعدیل دما (Temperature Modulating Valve) برای ثابت نگه‌ داشتن دمای خروجی استفاده می‌شود. این شیر با تنظیم دبی مبرد خروجی از آیس بانک، دمای آن را در مقداری ثابت که آیس بانک توانایی تولید آن را دارد، نگه می‌دارد.

این مقدار برای چرخه‌ی زیر، 6/7 درجه‌ی سلسیوس است. در طول روز، مبرد وارد کویل شده و انتقال گرما با سیستم انجام می‌شود. در برخی از سیستم‌ها، یخ ذخیره‌شده در مخزن می‌تواند تمام بار موردنیاز در طول روز را بر عهده بگیرد اما در سایر سیستم‌ها، چیلر نیز همراه با آیس بانک، سرما تولید می‌کند.

اجزا و ساختار آیس بانک

ساختار آیس بانک بسیار ساده است و مطابق شکل زیر، از یک مبدل گرمایی غوطه‌ور در داخل مخزن تشکیل شده است. برای افزایش سطح تبادل گرما بین سیال مبرد و آب داخل مخزن، مبدل گرمایی داخل مخزن مانند ساختار داخلی مبدل‌های پوسته لوله (Shell and Tube Heat Exchanger) انتخاب شده است. برای اینکه بازده آیس بانک بالا باشد، مبرد باید چندین دور در داخل مخزن بگردد تا دمای خروجی آن نزدیک به دمای مخزن باشد.

جنس لوله‌های داخل مخزن باید به‌گونه‌ای انتخاب شوند که رسانایی گرمایی مناسبی داشته و در مقابل تغییرات دمایی مقاوم باشند. در اکثر سیستم‌ها، لوله‌های مسی، فولادی، استیل و پلاستیکی گزینه‌های اصلی برای مبدل داخل مخزن هستند. با توجه به اینکه آب پس از یخ زدن، به لوله‌ها فشار آورده و تنش حرارتی قابل‌توجهی ایجاد می‌شود، لوله‌ها باید توانایی تحمل نیروی بالایی داشته باشند.

اطراف لوله‌ها توسط یک مخزن عایق‌بندی‌شده محاصره شده است. در برخی از مخزن‌های جدید، محفظه به‌صورت سرباز انتخاب می‌شود تا امکان بهینه‌سازی و افزایش سطح تبادل گرما وجود داشته باشد. این مخزن‌ها می‌توانند ویژگی‌های فنی و کارایی بهتری داشته باشند.

1. آیس بانک با سیستم ذوب خارجی (External melt system)

تشکیل یخ در داخل آیس بانک با سیستم ذوب خارجی زمانی کامل می‌شود که حلقه‌ای از یخ با ضخامت مشخص در اطراف لوله‌های مبدل حرارتی داخل مخزن تشکیل شود. زمانی که این روند کامل شود، یک آیس بانک معمولی در حدود 65 درصد یخ و 35 درصد آب خواهد داشت.

در سیستم ذوب خارجی، سیال خنک‌کاری همان آب داخل مخزن است که قسمتی از آن به یخ تبدیل شده است؛ بنابراین در این سیستم، دو حلقه برای تبادل گرما وجود خواهد داشت. حلقه‌‌ی اول همان سیال داخل لوله‌های مبدل حرارتی آیس بانک است که محلول گلیکول در داخل لوله‌ها به‌عنوان مبرد استفاده می‌شود و وظیفه‌ی تشکیل یخ و انتقال سرما به داخل آنها را بر عهده دارد.

حلقه‌ی دوم به داخل مخزن آیس بانک متصل بوده و سیال آن به‌عنوان سیال عامل این حلقه کار می‌کند. پس‌از اینکه تشکیل یخ‌ها تکمیل شد، برای استفاده از انرژی ذخیره‌شده، آب داخل مخزن که یخ نزده، به مقصد موردنظر پمپاژ می‌شود. یخ‌ها نیز از قسمت بیرونی حلقه‌ی تشکیل‌شده به دور لوله‌ها شروع به ذوب شدن می‌کنند. به همین دلیل به این سیستم، سیستم ذوب خارجی گفته می‌شود. به دلیل اینکه در این سیستم از دو نوع سیال متفاوت استفاده می‌شود، به قطعات و تجهیزات بیشتری برای کنترل نیاز است.

سیال مبرد سیستم ذوب خارجی نیز از مبردهای رایج مانند گلیکول، CFC یا  CHFC انتخاب می‌شود. کویل‌های طراحی شده برای تبادل گرما می‌توانند حداکثر ضخامت 35 میلی‌متر داشته باشند. به دلیل اینکه چگالی آب بالاتر از یخ است، در قسمت پایینی مخزن، آب وجود خواهد داشت. با توجه به اینکه دمای آب و یخ برابر بوده و ضریب انتقال حرارت جابجایی در نزدیکی آب بالاتر است، پمپاژ مبرد از سمت پایین مخزن صورت می‌گیرد.

سیستم ذوب خارجی مزایای زیر را دارد:

• هنگام استفاده از انرژی آیس بانک می‌توان دمای سیال خروجی را به 1/1 درجه‌ی سلسیوس یا پایین‌تر رساند.
• دبی جریان خروجی از آیس بانک محدودیتی نداشته و می‌توان به‌دلخواه و با ظرفیت بسیار بالا از انرژی ذخیره‌شده استفاده کرد.
• در اکثر موارد، سیالی که وظیفه‌ی انتقال سرما به بیرون از آیس بانک را بر عهده دارد، با سیال داخل مخزن یکسان است.
• بازده کلی این سیستم بالاتر از سایر سیستم‌ها است. به دلیل اینکه هنگام استفاده از آیس بانک، سایر سیستم‌ها مانند چیلر و پمپ‌های مربوط به آن خاموش هستند، تنها ورودی انرژی سرد به سیستم، آیس بانک است.

با وجود اینکه سیستم ذوب خارجی مزایای بسیار ویژه‌ای دارد، معایب زیر نیز باید برای این سیستم در نظر گرفته شوند:

• و یخ داخل مخزن در فشار اتمسفری قرار دارند و به همین دلیل، چرخه‌ی سیستم خنک‌کاری باید بر اساس این فشار، طراحی و ساخته شود. همچنین پمپ مکش آب باید پایین‌تر از سطح آب مخزن آیس بانک قرار بگیرد.

2. آیس بانک با سیستم ذوب داخلی (Internal melt system)

با تشکیل یخ به دلیل افزایش حجم، سطح آب نیز در داخل مخزن افزایش می‌یابد. در سیستم ذوب داخلی، تشکیل یخ زمانی کامل می‌شود که سطح آب به مقدار مشخصی برسد. در این سیستم، حجم یخ در زمان تکمیل فرایند یخ‌ سازی، در حدود 65 تا 85 درصد حجم کل مخزن است و لوله‌های مبدل حرارتی داخل مخزن، بافاصله‌ی کمتری از لوله‌های سیستم ذوب خارجی قرار دارند.

به همین دلیل در سیستم ذوب داخلی، این امکان وجود دارد که یخ‌های تشکیل‌شده بین چند لوله به هم متصل شوند. در حین تشکیل یخ، محلول گلیکول با دمای زیر صفر از داخل لوله‌های آیس بانک عبور کرده و در هنگام ذوب یخ، همین محلول گلیکول با دمای بالاتر، از لوله‌ها جریان می‌یابد. در این سیستم، یخ‌ها از قسمت داخلی حلقه‌های تشکیل‌شده به دور لوله‌ها ذوب می‌شوند و به همین دلیل به این سیستم، سیستم ذوب داخلی گفته می‌شود.

معمولاً برای دیواره‌های مخزن در چنین سیستمی از پلاستیک‌ها و به‌خصوص پلی‌اتیلن استفاده می‌شود. این سیستم برای تبادل انرژی از مبرد گلیکول استفاده می‌کند. در هنگام ذخیره‌ی انرژی، محلول گلیکول با دمایی پایین (در حدود -5 درجه‌ی سلسیوس) از چیلر خارج شده، از لوله‌های داخلی عبور کرده و باعث یخ زدن سیال می‌شود. در هنگام برداشت انرژی از مخزن نیز این محلول بین آیس بانک و نقطه‌ی هدف که نیاز به خنک شدن دارد، گردش می‌کند.

مزایای سیستم ذوب داخلی شامل موارد زیر هستند:

• سیستم خنک‌کاری یک سیستم حلقه بسته است.
• آب داخل آیس بانک ثابت مانده و تنها تغییر فاز می‌دهد.
• به دلیل بسته بودن حلقه‌ی لوله‌ها، کنترل این سیستم آسان‌تر است.
• دمای خروجی گلیکول، 1 درجه‌ی سلسیوس است. این دما به‌اندازه‌ی دمای خروجی سیستم ذوب خارجی پایین نیست اما دمای خروجی، پایین‌تر از دمای سیستم‌های قدیمی‌تر خنک‌کاری به‌وسیله‌ی آب است.

سیستم ذوب داخلی معایب زیر را دارد:

• سیال خنک‌کاری، محلول گلیکول است.
• دبی گلیکول به دلیل افت فشار در داخل مبدل داخلی آیس بانک، محدود است. به همین دلیل، ظرفیت استفاده از انرژی ذخیره‌شده از آیس بانک در این سیستم نیز محدود خواهد بود.

کاربرد آیس بانک در صنایع مختلف

با توجه به اینکه در موارد بی‌شماری نیاز به دمایی پایین‌تر از دمای محیط وجود دارد، کاربردهای آیس بانک بسیار گسترده هستند. در ادامه تعدادی از متداول‌ترین کاربردهایی که وجود این دستگاه می‌تواند تفاوت زیادی در عملکرد کلی سیستم ایجاد کند، بررسی می‌شوند.

آیس بانک در صنعت تهویه مطبوع

سیستم‌های تهویه مطبوع برای استفاده از آیس بانک‌ها یک گزینه‌ی ایده‌آل به حساب می‌آیند. توان بالای کمپرسورهای سیستم‌های تهویه مطبوع در زمان اوج مصرف روزهای تابستانی اتفاق می‌افتد. آیس بانک می‌تواند بخش یا کل این انرژی را به ساعات غیر اوج مصرف منتقل کند.

در برخی از شهرها ممکن است در تمام طول سال نیاز به کاهش دمای ساختمان باشد. کاربردهای رایج تهویه مطبوع، شامل مواردی همچون ساختمان‌های اداری، بیمارستان‌ها، مراکز خرید بزرگ، دانشگاه‌ها، مدارس، استادیوم‌ها و مراکز ورزشی است. برای استعلام و خرید محصول به صفحه آیس بانک تهویه مطبوع مراجعه کنید.

آیس بانک در صنایع غذایی

اکثر صنایع غذایی در تعدادی از مراحل تولید، نیاز به خنک کردن ماده‌ی اولیه‌ی تولید یا محصول نهایی دارند. صنایعی مانند تولید مواد پروتئینی، تولید آب‌میوه‌ها و انواع نوشیدنی‌ها، صنایع لبنی، صنایع پخت نان و شیرینی ازجمله صنایعی هستند که در صورت استفاده از آیس بانک صنایع غذایی ، عملکرد کلی سیستم حرارتی بهبود زیادی خواهد یافت. همچنین آیس بانک‌ها در فرایند تولید شیر و پاستوریزه کردن آن با عنوان آیس بانک شیر استفاده می‌شوند.

صنایع دارویی و شیمیایی

در صنایع دارویی نیاز به خنک نگه‌داشتن بسیاری از مواد اولیه وجود دارد. همچنین در صنایع شیمیایی و پتروشیمی یکی از مراحل تولید فراورده‌ها خنک کردن خوراک اولیه پس از انجام عملیات حرارتی مختلف است.

صنایع تولید پلاستیک

یکی از مراحل تولید پلاستیک، خنک‌کاری آن است. درواقع پس از این‌که پلاستیک‌ها ذوب شده و در قالب تزریق شدند، باید با نرخ مشخص و به‌صورت یکنواخت سرد شوند. کیفیت محصول نهایی به میزان زیادی به نحوه‌ی خنک‌کاری وابسته است. استفاده از آیس بانک به دلیل افزایش توان و پایداری سیستم، باعث ارتقای کیفیت پلاستیک‌ها خواهد شد.

توربین‌ها

خنک‌سازی پره‌های توربین نیروگاه‌های تولید برق ازجمله کاربردهایی است که نیاز به یک سیستم تبرید مستقل دارد. با توجه به عدم محدودیت انرژی ورودی سیستم تبرید در این کاربرد، در صورت استفاده از آیس‌بانک در چنین سیستمی، می‌توان سرمای موردنیاز را در طول شب، ذخیره و در طول روز استفاده کرد.

سایر صنایع

• صنایع عمران و ساختمان‌سازی، معماری و بتن کاری
• صنایع تولید لوازم بهداشتی و تجهیزات پزشکی
• صنایع لاستیک‌سازی
• صنعت ماهیگیری و شیلات

مزایای استفاده از آیس بانک

• کاهش مصرف انرژی: استفاده از آیس بانک در یک سیستم تبرید، اجازه‌ی کار کردن این سیستم در پایین‌ترین دمای شبانه‌روز را خواهد داد. زمانی که دمای محیط سیستم تبرید پایین است، انرژی پایین‌تری برای تولید سرما نیاز بوده و همچنین بازده سیستم نیز بالاتر خواهد بود.
• کاهش هزینه‌ی انرژی: در شبکه‌های توزیع برق به‌روز و هوشمند، نرخ انرژی مصرفی در ساعات مختلف شبانه‌روز، متفاوت است. این نرخ در ساعات کم‌باری مانند نیمه‌شب به بعد، پایین‌تر از ساعات اوج مصرف است. استفاده از آیس بانک در یک سیستم باعث می‌شود که برق مصرفی به‌صورت شبانه ثبت شده و هزینه‌ی انرژی پایین بیاید.
• کاهش ظرفیت سیستم تبرید: استفاده از آیس بانک در کنار یک سیستم تبرید مانند چیلر این اجازه را می‌دهد که سیستم در ساعات غیر کاری کارخانه یا کارگاه نیز کار کرده و انرژی را در آیس بانک ذخیره کند. این انرژی ذخیره شده زمانی که نیاز به سیال سرد با نرخ بالا وجود دارد، به کمک چیلر آمده و بخشی از نیاز را تأمین می‌کند؛ بنابراین حداکثر توان خروجی موردنیاز سیستم تبرید کاهش یافته و هزینه‌ی اولیه‌ی چیلر و تجهیزات جانبی آن پایین‌تر می‌آیند.
• افزایش توان سیستم تبرید: اگر آیس بانک پس از انتخاب و نصب یک سیستم تبرید به آن اضافه شود، می‌تواند توان سیستم را اضافه کند. افزایش توان به دلیل تولید سیال سرد اضافی توسط آیس بانک در مواقع موردنیاز است. یک سیستم تبرید با اضافه شدن آیس بانک به آن، می‌تواند 50 تا 60 درصد به ظرفیت کمپرسور و کندانسور خود بیفزاید. با افزایش ظرفیت سیستم و تولید سیال با دمای پایین‌تر، دبی سیال مبرد نیز پایین آمده و هزینه‌ی اولیه‌ی تجهیزاتی مانند سیستم پایپینگ و پمپ‌ها کاهش می‌یابد. با کاهش ظرفیت این تجهیزات، هزینه‌ی سایر تجهیزات وابسته مانند دستگاه‌های کنترلی، وسایل الکتریکی و تابلوی برق نیز کاهش می‌یابد.
• دوستدار محیط‌زیست: آیس بانک باعث افزایش بازده سیستم تبرید و کاهش مصرف انرژی می‌شود. علاوه بر این به دلیل اینکه هنگام استفاده از آیس بانک، سیستم تبرید شب‌ها نیز کار می‌کند و بازده نیروگاه‌های تولید برق در شب بالاتر بوده و تولید مواد آلاینده در حدود 30 درصد پایین‌تر است، استفاده از این وسیله‌ی جانبی باعث کاهش آلاینده‌ها و گازهای گلخانه‌ای خواهد شد.
• افزایش قابلیت اطمینان: آیس بانک می‌تواند به‌عنوان یک سیستم مستقل عمل کرده و درصورتی‌که سیستم تبرید دچار مشکل شده یا نیاز به بررسی و تعمیر دارد، به‌راحتی می‌توان آن را خاموش کرده و آیس بانک را در مدار سیستم قرار داد؛ بنابراین سیستمی که از آیس بانک استفاده می‌کند دارای یک پشتیبان است. خود آیس بانک نیز به دلیل نداشتن قطعه‌ی متحرک داخلی می‌تواند این اطمینان را به کاربر بدهد که بدون هیچ مشکلی در مواقع ضروری، عملکرد خود را به‌درستی انجام خواهد داد.
• نیاز به مراقبت و نگهداری بسیار پایین: آیس بانک یک مبدل حرارتی است و مانند سایر مبدل‌های حرارتی تنها در بلندمدت (هر شش ماه یا یک سال) نیاز به باز شدن و تمیزکاری دارد. استهلاک این دستگاه نیز بسیار پایین بوده و طول عمر بسیار بالایی دارد.
• بهبود ویژگی‌های سیستم کنترل: استفاده از آیس بانک، یک منبع جداگانه‌ی سیال سرد در اختیار سیستم کنترلی می‌گذارد تا این سیستم در صورت نیاز و با استفاده از برنامه‌های از پیش تعیین‌شده بتواند مشکلات احتمالی را برطرف کند.
• طراحی فشرده: آیس بانک‌ها در مقایسه با ظرفیت انرژی که می‌توانند ذخیره کنند، حجم بسیار پایینی دارند.

معایب آیس بانک‌ها

بدون شک هیچ سیستمی بدون ایراد نیست و هر دستگاهی با توجه به ویژگی‌هایی که دارد، برای برخی از موارد، مناسب بوده و در دیگر موارد استفاده از آن قابل توجیه نیست. آیس بانک نیز باوجود مزایای فراوان، دو ایراد زیر را دارد که قبل از انتخاب این دستگاه، باید با شرایط کاربر مطابقت داده شوند.

• حجم و وزن زیاد

آیس بانک‌ها به دلیل ظرفیت بالای ذخیره‌ی انرژی، حجم زیادی نیز دارند. همچنین به دلیل نیاز به سطح تبادل گرمای بالا، طول لوله‌های مبدل حرارتی داخل مخزن نیز زیاد بوده و در نتیجه، وزن نهایی آیس بانک زیاد است.

• به‌ صرفه نبودن برای سیستم‌های کوچک

در سیستم‌های کوچک، استفاده از آیس بانک‌ها به‌هیچ‌وجه اقتصادی نیست؛ زیرا استفاده از این دستگاه نیازمند به‌کارگیری سیستم کنترلی و تجهیزات دیگری است که هزینه‌ی بالایی برای سیستم‌های کوچک مانند سیستم تهویه‌ی خانگی به دنبال دارد. در سیستم‌های بزرگ، هزینه‌ی تجهیزات کنترلی و پایپینگ نسبت به هزینه‌ی سیستم تبرید، بسیار پایین است اما در سیستم‌های کوچک‌تر، هزینه‌ی تجهیزات کنترلی می‌تواند درصد بالایی را به خود اختصاص دهد.

 انواع سیستم‌ های ذخیره‌ سازی یخ

1. ذخیره‌سازی کامل یخ (Full Ice Storage)

استراتژی‌های متعددی برای به‌کارگیری سیستم‌های ذخیره‌ی سرما وجود دارد اما بین تمام این استراتژی‌ها، دو روش وجود دارند که محدودیت‌های طراحی سیستم را تعریف می‌کنند. روش ذخیره‌سازی در یک پروژه‌ی خاص، بر اساس نرخ انرژی الکتریکی ورودی به سیستم تعیین می‌شود. زمانی که انرژی ورودی کافی برای تغییر ساعات کار یک سیستم سرمایش وجود داشته باشد، تمام بار سیستم در طی ساعات غیر اوج مصرف بار تولید می‌شود.

به این روش، ذخیره‌سازی کامل گفته می‌شود و بیشتر در کاربردهای بهینه‌سازی و با استفاده از تمام ظرفیت چیلر اجرا می‌شود. شکل زیر ساعات کار چیلر برای یک سیستم تهویه مطبوع را نشان می‌دهد که تمام ساعات کاری بر 14 ساعت غیر اوج مصرف منطبق هستند.

مربع‌ های آبی‌رنگ نشان‌دهنده‌ی انرژی ذخیره‌شده در آیس بانک هستند که از ساعت 5 تا 7 انجام می‌شود. همچنین نمودار سیاه‌رنگ نشان‌دهنده‌ی مصرف سیستم بین ساعات 7 تا 5 است. در این نوع از ذخیره‌سازی یخ، چیلر در طول روز روشن نمی‌شود که این کار، هزینه‌ی انرژی را به میزان زیادی کاهش می‌دهد. در مقابل برای این روش، چیلری با ظرفیت زیاد نیاز است.

2. ذخیره‌سازی جزئی یخ (Partial Ice Storage)

در اکثر سیستم‌ها، سیستم ذخیره‌سازی جزئی یخ به‌صرفه‌ترین روش است. همچنین قابلیت پیاده‌سازی این روش بیشتر از ذخیره‌سازی کامل یخ است. در به‌کارگیری این روش، چیلر با ظرفیت بسیار کمتری در طول شبانه‌روز کار می‌کند. این چیلر در طول شب، آیس بانک را شارژ کرده و در طول روز و در ساعات کاری کارگاه یا کارخانه، بخشی از بار هدف را تأمین می‌کند.

بخش دیگر بار ساعات کاری توسط انرژی ذخیره شده در آیس بانک تأمین می‌شود. افزایش ساعات کاری از 14 به 24، انتخاب کمترین میزان ظرفیت ممکن برای چیلر را ممکن می‌سازد. برای سیستمی که در شکل زیر نشان داده شده، ظرفیت چیلر در حدود 40 درصد کاهش یافته است. همچنین در ذخیره‌سازی جزئی یخ، ظرفیت آیس بانک نیز بین 50 تا 60 درصد کاهش می‌یابد.

راهنمای خرید آیس بانک مناسب

قبل از هر کاری، رسم پروفیل بارهای سیستم در ساعت‌های مختلف شبانه‌روز برای تمام کاربردها توصیه می‌شود. این پروفیل‌ها می‌توانند کمک زیادی به انتخاب ظرفیت مناسب آیس بانک و استراتژی استفاده از سیستم تبرید بکنند. پس‌ازاین کار، موارد زیر را بررسی کنید:

1. محدودیت‌ های توان ورودی به سیستم تبرید در طول روز و ساعات اوج مصرف را مشخص کنید.
2. طراحی یک آیس بانک با انتخاب روش ذوب داخلی یا خارجی شروع می‌شود. پس از انتخاب روش ذوب یخ، می‌توان کمیت‌های کلی آیس بانک را مشخص کرد.
3. محدوده‌ ی دماهای ورودی و خروجی از آن را مشخص کنید. این دما‌ها وابسته به دبی مبرد نیز هستند و تنها با نیاز یک کاربر مشخص می‌شوند.
4. اکثر آیس بانکها از روش ذخیره‌سازی جزئی یخ استفاده می‌کنند اما اگر هزینه‌های جاری برای یک سیستم در اولویت است، ذخیره‌سازی کامل یخ، انتخاب مطلوب است.
5. مشخصات طراحی و کمیت‌ها را دوباره بررسی کنید تا مشخص شود که میزان کار سیستم تبرید در هرروز چند ساعت است.

اطلاعات فوق تنها روند کلی برای انتخاب یک آیس بانک است و در عمل، برای ساخت این دستگاه، محاسبات مهندسی پیچیده‌ای انجام می‌شود. همچنین باید تأثیر عوامل غیرقابل پیش‌بینی نیز در محاسبات دخالت داده شود.

پس از مشخص شدن بارهای سیستم و اطلاعات اولیه‌ی طراحی، انتخاب استراتژی عملکرد یک آیس بانک قدم بعدی است. برخلاف سیستم‌های قدیمی که در آن‌ها تنها چیلر کار می‌کرد و انرژی تولیدی آن استفاده می‌شد، در یک سیستم دارای آیس بانک، امکان کنترل مصرف انرژی در اجزای مختلف وجود دارد. برای ایجاد یک استراتژی عملکرد موفق، عوامل مختلفی باید در نظر گرفته شده‌اند که در بخش‌های قبل توضیح داده شدند.

شرکت فراسرد طراحی، ساخت و فروش آیس بانک در صنایع مختلف

آیس بانک از جمله دستگاه‌هایی است که هزینه‌ی اولیه‌ی نسبتاً بالایی داشته و برای هر کاربرد، نیاز به طراحی و ساخت اختصاصی دارد. به همین دلیل این دستگاه‌ها به‌صورت سفارشی ساخته می‌شوند و تنها شرکت‌های محدودی توانایی ساخت آن را دارند.

شرکت فراسرد با بیش از 35 سال سابقه در زمینه‌ی طراحی و ساخت آیس بانک ها و اتمام بیش از 500 پروژه در شهرهای مختلف و به‌خصوص در شهرهای گرم، پیشگام این صنعت در ایران است. همچنین درزمینه‌ی ساختمان‌های سبز (دارای سیستم مدیریت انرژی پاک) و سازگار با محیط‌زیست نیز این شرکت پروژه‌های موفقی را انجام داده است.

موارد زیر تنها بخشی از فعالیت‌های شرکت فراسرد در این زمینه هستند.

• طراحی ویژه آیس بانک مربوط به صنایع شیر و نصب و راه‌اندازی آیس بانک در بیش از ۲۰۰ مرکز نگهداری اختصاصی و فراوری صنایع لبنی ازجمله کارخانه‌های بزرگ در ایران مانند کارخانه شیر پگاه و شیر پاستوریزه پاک
• طراحی و ساخت آیس بانک‌های اختصاصی برای صنایع نان
• تولید آیس بانک‌های مخصوص صنایع و تجهیزات پزشکی
• طراحی آیس بانک برای آب‌سردکن در صنعت بتن‌سازی در نواحی گرمسیر
• تولید آیس بانک‌ها با روش‌های ذوب داخلی و خارجی برای سازگاری با سیستم‌های مختلف

جهت دریافت قیمت آیس بانک میتوانید با واحد فروش شرکت فراسرد ۶۶۹۰۳۸۱۰ تماس بگیرید.