گزارش سمینار آموزشی سیستم‌های ذخیره‌ساز سرمایش پژوهشگاه نیرو
گزارش سمینار آموزشی سیستم‌های ذخیره‌ساز سرمایش پژوهشگاه نیرو
گزارش سمینار آموزشی سیستم‌های ذخیره‌ساز سرمایش پژوهشگاه نیرو

در سمینار آموزشی سیستم‌های ذخیرهساز سرمایش مطرح شد:

سیستمهای ذخیرهسازی انرژی راهکاری مهم برای کاهش مصرف انرژی

 

یکی از نیازهای مهم یک ساختمان، تأمین سرمایش آن در فصل تابستان است. این مهم در ساختمانهای بزرگ با استفاده از چیلر تامین میگردد. سیستمهای ذخیرهسازی سرما نیز بهعنوان یکی از روشهای قابل توجه به منظور جابجایی و کنترل بار در فصل گرما بسیار مطرح است. اولین سمینار آموزشی سیستمهای ذخیرهساز سرمایش ( Ice thermal storage) که با همکاری مرکز توسعه فناوری مدیریت بارهای سرمایشی و شرکت رشد و توسعه در مجموعه پژوهشگاه نیرو، 16 بهمن 96 برگزار شد، به این مهم پرداخته است.

این سمینار با سخنرانی آقای Rafael van Eijcken عضو هیاتمدیره یورونت (Eurovent) خاورمیانه در خصوص روشهای نوین ذخیرهسازی انرژی که میتواند به سیستمهای تولید سرما کمک شایانی کند، اجرا شد. متن ترجمه شده اظهارات رافائل وان را در ذیل میخوانید.

 

ذخیرهسازی انرژی یکی از راهکارهای مهم در جابجایی بار

ذخیرهسازی انرژی یکی از راهکارهای مهم در جابجایی بار و مدیریت بار در سمت مصرفکننده است که باعث ایجاد تعادل بین عرضه و تقاضای مصرف انرژی در یک دوره زمانی معین میگردد .به دلیل آنکه سیستمهای تولید سرما در ایران عمدتا از انرژی الکتریکی استفاده مینمایند، لذا ذخیرهسازی سرما برای تطابق میان عرضه و مصرف انرژی الکتریکی از نقش و اهمیت بالایی برخوردار است.

ذخيرهسازي انرژي يكي از راهكارهاي مهم در جابجايي و مديريت بار به سمت مصرفكننده است. این ذخیرهسازی باعث ايجاد تعادل بين عرضه و تقاضاي مصرف انرژي در يك دوره زماني معين ميگردد. ذخیرهسازی انرژی میتواند کمک شایانی به سیستمهای تولید سرما کند. ذخیرهسازی امر بسیار مهم برای تطابق میان عرضه و مصرف انرژی الکترونیکی است، نباید از نقش و اهمیت بالای این سیستمها غافل باشیم.

 

مزایای استفاده از سیستمهای ذخیرهسازی انرژی و موارد مصارف آن

استفاده از اين سيستمها در کلیه سالنهاي ورزشي، مدارس، سينماها، سالنهای همایش، مساجد بزرگ، كارخانجاتي كه تبريد مرتبط با پروسه توليد دارند، مكانهايي با بار مقطعي بالا، مناطقي با هزينه ديماند بالا، پروژههايي كه محدوديت خريد انشعاب برق دارند، پروژههايي كه نياز به افزايش ظرفيت سيستم برودت دارند و پروژههاي سرمايش ناحيهاي و موارد ديگر، توجيه اقتصادي مناسب و بسیار خوبی دارد.

با گسترش به‌كارگيري سيستمهاي سرمايشي تراكمي از يك طرف و جايگزيني گسترده لامپهاي كممصرف به جاي لامپهاي رشتهاي از طرف ديگر، بار شبكه در ساعات مياني روز تقريبا برابر با ساعات آغازين شب میباشد. از ساعت 11 تا18، عمدتا مربوط به بارهاي سرمايشي و از ساعت 20 تا24، عمدتا مربوط به مجموع بارهاي سرمايشي و روشنايي است.

 

مزایاي سيستمهاي ذخيرهسازي سرما

انتقال مصرف برق چيلر به ساعات كمباري، اصلاح منحني بار و كاهش ديماند برق، كوچكتر شدن ظرفيت چيلرها و برجهاي خنككننده، کاهش حجم تاسیسات مرکزی و لولهکشی، كوچكتر شدن تجهيزات الكتريكي، كاهش مصرف برق و هزينههاي مربوط به آن، افزايش ضريب عملكرد چيلرها به علت انتنقال ساعت كار آنها به شب هنگام و کارکرد در حالت بار كامل برخی از مزایای استفاده از سیستم‌های ذخیره‌سازی سرما هستند.

از طرف ديگر با توجه به وضعيت اقليمي كشور و تقاضا براي سرمايش جهت تهويه مطبوع ساختمانها در نواحي وسيعي از كشور، شبكه برق سراسري كشور، تابستانها با پيك تابستاني مواجه بوده كه هر ساله نيز اين پيك افزايش يافته و صنعت برق كشور را با مشكل مواجه نموده است .اين مشكل زماني حادتر ميشود كه توليد برق نيز بهدليل كاهش قدرت توليدي در نيروگاههاي گازي كه بهعلت كاهش راندمان حجمي كمپرسورهاي آن ميباشد، بهصورت قابل ملاحظهاي كاهش مييابد. در این میان استفاده از سيستمهاي ذخيرهساز سرما بهعنوان راهحلي براي برطرف كردن اين مشكل مطرح است.

 

نحوه عملکرد سیستم ذخیرهساز انرژی

نحوه عملكرد اين سيستم اینگونه است كه در ساعات كمباري كه تعرفه برق در حدود يك چهارم تعرفه برق در زمان اوج بار ميباشد و عموما تقاضا براي سرمايش هم بسيار كمتر است، سرمايش به‌صورت يخ در مخزن ذخيرهساز سرما ذخيره و در زمان پيك و يا ساعات عادي كه تقاضا براي سرمايش بيشتر است، چيلر خاموش شده و سرمايش مورد نياز از طريق مخزن ذخيرهساز توسط يك پمپ سيركولاسيون تامين ميشود. به اين ترتيب هزينه برق مصرفي مشترك به حدود يك چهارم كاهش خواهد يافت. همچنين با توجه به اينكه ساعات كمباري در بيشتر موارد در شب است و دماي هوا پایينتر است، راندمان كندانسور چيلر نيز بالاتر بوده و موجب ارتقاء كارایي انرژي سيستم سرمايش تراكمي ميگردد.

جهت تولید یخ و ذخیره آنها در بانک یخ، از دستگاههای چیلر تراکمی استفاده میشود .این دستگاهها شامل سیکل تبرید تراکمی به همراه کمپرسور، کندانسور و شیر اختناق هستند، در عین حال بخش اواپراتور چیلر در بانکهای ذخیره ساز یخ وظیفه تولید یخ را بر عهده خواهد داشت .در کنار این سیستم از یک هواساز جهت استفاده از برودت یخهای ذخیرهسازی شده در بانک یخ استفاده میشود. در این هواساز آب با گردش خود توسط پمپ سیرکولاسیون، برودت را از یخ به هوای محیط انتقال خواهد داد.

 

STORAGE یا انبار یخ

استفاده از چیلر جهت تولید یخ در ساعات Off-Peak و ذخیره آن در Ice Storage برای استفاده در ساعات On-Peak با توجه به اینکه در اغلب پروژهها اعم از تجاری، اداری، بیمارستانی،آموزشی، هتلها، فرودگاهها و غیره، میزان بار برودتی Full Load در ساعات On-Peak حدود 30 تا 40 درصد بالاتر از بار برودتی Partial Load میباشد، لذا میتوان چیلر را بر اساس Partial Load انتخاب و با استفاده از تکنولوژی Ice Storage و ذخیره یخ در شب مابهالتفاوت ظرفیت مورد نیاز را تأمین نمود.

 

دلیل استفاده از ICE STORAGE

دلایل بسیاری برای استفاده از ICE STORAGE وجود دارد. از جمله کاهش هزینه خرید برق اولیه، کابل‌کشی‌ها و فضای مورد نیاز جهت تابلو برق در پی کاهش سایز چیلر و ضریب همزمانی برق، کاهش سایز چیلر، پمپ، لوله‌ها و ترمینال‌ها به دلیل کاهش دمای آب خروجی از Ice Storage تا 3 درجه سانتیگراد، کاهش هزینه برق در طول دوران بهره‌برداری با توجه به تفاوت تعرفه نرخ برق در ساعاتOff-Peak و‌On-Peak ، با توجه به ذخیره یخ در شب در صورت قطع برق در روز نیازی به استفاده از دیزل ژنراتور جهت روشن کردن چیلر نیست و همچنین اینکه کاهش مصرف برق و شکستن Peak برق نیاز به ساخت نیروگاه‌های جدید را از بین خواهد برد.

 

مزایای اقتصادی و نگهداری این سیستمها

بدون قطعه متحرک :بدون نیاز به نگهداری

تکنولوژی ساخت کویل گالوانیزه بدون جوشکاری :کاهش احتمال نشتی

کار کردن در دمای پایین: کاهش احتمال خوردگی

چک کردن موجودی یخ: سالی دو بار

چک کردن آب تانک: صرفا با آنالیز سالانه

چک کردن گلیکول در کویلهای یخ: صرفا با آنالیز

 

با پیشرفت تکنولوژی روزبهروز راههای کارآمدتر و بیشتری برای اینکه بتوانیم در مصرف انرژی صرفهجویی کنیم یافت می‌شود. با ذخیرهسازی انرژی در سیستمهای سرمایشی میتوانیم در فصل گرما نیز از چیلرها بهترین بهره را ببریم. همان‌طورکه کارشناسان و عضو هیاتمدیره یورونت نیز بر این موضوع صحه گذاشتند، باید همواره به دنبال راههای برای کاهش مصرف انرژی باشیم.