مقدمه

بحث استفاده از مخازن ذخيره سرمايي (Cool Thermal Storage) از سالهاي ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰ آغاز گرديد. در اين زمان نيروگاه هاي توليد انرژي الكتريكي متوجه ضرورت كاهش پيك مصرف انرژي براي سهولت و حتي پيشرفت در امر توليد و توزيع شده بودند و در خيلي از موارد بخصوص در روزهاي گرم سال، مقدار ماگزيمم مصرف انرژي در يك پروژه بيشتر به سهم دستگاهها و تجهيزات تهويه مطبوع اختصاص داشت.
در بررسي انجام شده در ايالات متحده مشخس گرديد كه در بسياري از ايالتها تبريد در تابستان بيش از %۳۵ كل برق مصرفي را بخود اختصاص داده است. (درنتيجه صحبت بر سر بهينه سازي ملياردها دلار هزينه انرژي مصرفي مي باشد).

در نتيجه صنعت به اين امر توجه نمود كه اگر بتوان تبريد را در زمان غير يك مصرف انرژي به طريقي ذخيره نمود و بعداً مورد استفاده قرار داد بار مصرفي زيادي از دوش شبكه در زمان پيك مصرف برداشته خواهد شد و در نتيجه ظرفيت بيشتري براي مصارف ديگر در طول اين زمان در دست خواهد بود و همچنين از ظرفيت اوقات غير پيك مصرف انرژي نيز بطور كامل استفاده خواهد گرديد.

در نتيجه بسياري از شركتها و نيروگاههاي توليد كننده انرژي الكتريكي از راههاي مختلف از جمله با تغيير تعرفه خود، اضافه كردن مبالغ قابل توجهي به قيمت مصرف در زمان پيك مصرف انرژي، تعيين مبلغي اضافه براي مصرف كننده بر اساس مقدار ماكزيمم انرژي مصرفي در طول يك ماه ( هزينه ديماند Demand) ) (و نه براساس مقدار كل انرژي مصرفي) وحتي تعيين وامها و سوبسيد هايي براي ترغيب مصرف كننده ها به انتقال پيك مصرف انرژي خود به ساعتهاي غير پيك، سعي در انتقال قسمتي از انرژي الكتريكي از ساعات پيك مصرف به ساعات غير پيك نمودند.

مخزن ذخيره يكي از اين راههاست كه كاركرد چيلرها را كه از پرمصرف ترين دستگاههاي تهويه مطبوع مي باشند به ساعات دلخواه موكول مي نمايد. در اكثر موارد نيز هزينه اي كه از كم كردن سايز چيلر صرفه جويي مي گردد براي ساختن يك مخزن يا خريد آن كافي مي باشد.

يكي از ضعف هايي كه در اكثر پايان نامه ها به چشم مي خورد مشخص نبودن منبع تك تك مطالب ذكر شده است؛ بطوريكه اگر خواننده به صحت بخشي از مطلب شك نمايد بطور مشخص متوجه نخواهد شد كه اين بخش و يا اين فرمول و يا حتي اين جمله دقيقا از كدام منبع نقل شده است و لذا امكان پيگيري معتبر بودن آن امكان پذير نبوده و يا با دشواري بسيار همراه خواهد بود. در اين پايان نامه سعي گرديده تا تمام قسمتهاي متن و حتي تك تك جملات با شماره هايي كه داخل كروشه [ ] قرار گرفته اند به منبع مورد نظر ارجاع داده شوند ؛ بطوريكه خواننده بتواند خود صحت و يا ميزان اعتبار تك تك جملات را بررسي و پيگيري نمايد.
مطالبي كه ناشي از اطلاعات شخصي يا دانسته ها يا نگرش مهندسي يا برداشت شخصي اينجانب گردآورنده اين پايان نامه مي باشد و يا در اثر پرس و جو و تحقيق اينجانب روشن گرديده است و داراي منبع مورد تاييد بين المللي اي نمي باشد، كلا داخل كروشه [……. ] نقل ميشود تا خواننده محترم پايان نامه خود در مورد صحت آن تصميم گيري يا بررسي نمايد.

اميدواريم اين پايان نامه به مهندسين و پيمانكاران و صاحبان صنايع در بررسي، آناليز و ه

م چنين انتخاب روش مناسب و با طراحي يك مخزن ذخيره (سرمايي) كمك نمايد.

احسان معلم
تير ماه ۱۳۸۳

چكيده

در اين پايان نامه به بررسي انواع سيستمهاي مختلف ايجاد يك آيس بانك (Ice Bank) يا يك مخزن ذخيره سرمايي (Cool Thermal Storage) پرداخته مي شود. روشهاي مختلفي كه مورد بررسي قرار مي گيرند عبارتند از :
۱ – روش يخسازي بروي كويل (خارجي) (External Melt Ice-on-Coil Storage Storage System)
2 – روش يخسازي بروي كويل (داخلي) (Internal M

elt Ice-on-Coil Storage Storage System)
3 – روش كپسولهاي يخ يا توپهاي يخ (Encapsulated Ice)
4 – روش نمك هاي اوتكتيك (Eutectic Salt Phase-Change Materials)
با استفاده از منابع معتبر سعي شده است تا تمام نكات قابل توجه و ضروري جهت ايجاد يك سيستم با مخزن ذخيره و همچنين نقاط قوت و ضعف هر روش مورد بحث و بررسي قرار گيرد.
در انتها چند مثال كاربردي در چگونگي انجام محاسبات و تخمين سايز مخزن مورد نياز آورده شده است.

علائم و اصطلاحات بكار گرفته شده

مخزن ذخيره سرمايي : Cool Thermal Storage
ASHRAE
HVAC & R
شارژ مخزن
تخليه مخزن
تكنولوژي مخزن
ARI
تن-ساعت (منظور از تن – ساعت حاصلضرب تناژ مورد نياز ساختمان در تعداد ساعاتي است كه اين بار مورد نياز مي باشد)

فصل اول – معرفي كلي

مقدمه
همانطور كه ذكر گرديد بحث استفاده از مخازن ذخيره گرمايي و سرمايي از سال ۱۹۸۰ آغاز گرديده و تاكنون بسياري از فوايد استفاده از مخازن ذخيره در تعديل نرخ و هزينه مصرف انرژي و كوچك تر كردن سايز تجهيزات مورد نياز روشن گرديده است. [۱]

] يكي ديگر از مصارف مخزن ذخيره، استفاده از آيس بانك(Ice Bank) جهت داشتن سيال مبرد با دماي ثابت (۰°C) 32°F مي باشد كه در صنايع غذايي و صنايع لبنيات و پاستوريزاسيون بسيار حائز اهميت است چون در اين صنايع زمان و درجه حرارت محصول بسيار مهم است در يك پروسه سرمايش كنترل شده، تنها سيستمي كه بتواند در تمام مدت پروسه يك سيال سرد با دماي ثابت و يكنواخت تامين نمايد، يك سيستم آيس بانك (Ice Bank) مي باشد در طول فصل به كليه مزاياي يك سيستم با مخزن ذخيره به تفصيل پرداخته خواهد شد. [

 

قيمتهايي كه در اين پايان نامه برحسب دلار آمريكا ذكر شده اند براساس قيمتهاي سال ۱۹۹۲ ميلادي مي باشند. در غير اين صورت سال مربوط به آن ذكر خواهد گرديد. [۱]
] (در اين پايان نامه هر جا صحبت از مخزن ذخيره مي گردد منظور همان مخزن ذخيره سرمايي است.) [

۱ – ۱ تعريف و معرفي مخزن ذخيره سرمايي (Cool Thermal Storage)
مخزن ذخيره، گرما را از ماده مبرد در طول مدت زماني كه به سرمايش كمتري نياز است گرفته و اين سرماي باصطلاح ذخيره شده در مبرد (سيال سرد يا يخ) در زمان ديگري جهت تكميل بار سرمايي محل مورد استفاده قرار مي گيرد. اين ماده مبرد مي تواند آب سرد، يخ يا نمك اوتكتيك(Eutectic salt) باشد. [۱]
]به بيان ساده تر مثل اينكه چيلر در طول شب (يا هر زمان ديگر كه به تبريد احتياج نباشد يا به مقدار كمي مورد نياز باشد) به كار بپردازد و يك مخازن پر از آب سرد يا پر از يخ ايجاد نمايد و در طول روز (يا در زمان ديگري كه پيك بار سرمايي مورد نياز رخ مي دهد) اين مخزن براي تأمين بار سرمايي محل استفاده قرار مي گيرد.) [
بنابراين يك سيستم با مخزن ذخيره در كل همان بار سرمايي را جوابگو خواهد بود كه يك سيستم بدون مخزن دخيره تأمين خواهد نمود اما در مقابل با ظرفيت لحظه اي پايين تر. [۱]
اما در واقع اصلاً چرا كار لازم است ؟
اولين فايده اي كه اين كار دارد كوچك شدن سايز چيلر به نصف و حتي در برخي موارد كمتر مي باشد و اين بمعناي كاهش هزينه اوليه خواهد بود. [۱]
] علت اينكه چنين كاري ممكن خواهد بود اين است كه در حالت اجراي سيستم با مخزن ذخيره زماني زيادي در دست خواهد بود تا چيلر بتواند ذخيره سرمايي لازم جهت گذراندن پيك بار سرمايي را اندوخته نمايد ؛ در اين حالت ممكن است يك چيلر كوچك بتواند يك پيك سرمايي بزرگ را از سر بگذراند. [

البته اين نكته نيز قابل توجه است كه در برخي موارد همان هزينه اي كه از كوچك شدن چيلر صرفه جويي مي شود تماما صرف ساختن مخزن ذخيره مي گردد. [۱]
]بررسي اين مورد بسته به شرايط پروژه و پروفيل بار سرمايي محل از هر پرروژه به پروژه ديگر تفاوت مي كتد [
]در پروژه هاي بزرگ كه كوچك كردن سايز چيلرها باعث كم شدن تعداد آنها مي شود، معمولا ساخت مخزن ذخيره هزينه كمتر از مقدار صرفه جويي شده خواهد داشت و از نظر هزينه اوليه ساخت مخزن بسيار مناسب خواهد بود. [

دومين فايده سيستمهاي با مخزن ذخيره اين است كه چيلرها مجبور نخواهند بود تا در گرمترين ساعات روز با بازده پايين به كار بپردازند و در مقابل در ساعات شب با پايين بودن دماي كندانسيگ (Condensing) در بازده بسيار بالاتري كار خواهند نمود و اين از نظر مصرف انرژي گامي در جهت صرفه جويي در مصرف خواهد بود. [۱] ] (در اين مورد بعدا بطور مفصل بحث خواهد شد) [
فايده ديگر استفاده از مخازن ذخيره كاهش هزينه هاي مصرف انرژي است؛ زيرا قيمت برق مصرفي در تمام ساعات روز يكسان نيست و براي تشويق مصرف كنندگان به انتقال مصرف خود به ساعات غير پيك مصرف انرژي، قيمت برق در ساعاتي كه مصرف كم است، بسيار پايين مي باشد. [۱]
]اين حركت اخيراً در ايران نيز آغاز شده و اداره برق كنتور دو تعرفه اي و سه تعرفه اي را به هر مشتري متقاضي واگذار مي نمايد.) [
]علاوه بر اين در تعرفه هاي مصارف خانگي، قيمت انرژي بر حسب مقدار مصرف بطور تصاعدي بالا مي رود به اين معني كه چون در اين ساعات تمام وسايل مصرف كننده روشن هستند و مقدار ماكزيمم مصرف انرژي بسيار بالا مي باشد؛ اين باعث مي گردد تا بازاي هر kWh كيلووات-ساعت برق مصرفي، مبلغ زيادي توسط اداره برق تعيين گردد در صورتيكه اگر در مورد چيلرها بخصوص چيلرهاي تراكمي بتوان كار آنها را به ساعات ديگري منتقل نمود، مقدار ماكزيمم مصرف كاهش چشمگيري خواهد داشت و در نتيجه باعث مي گردد تا برق مصرفي براي ديگر موارد نيز با تعرفه پايين تري محاسبه گردد. [
]در تعرفه هاي صنعتي نيز با اينكه قيمت هر kWh كيلووات-ساعت برق مصرفي ثابت مي باشد اما در مقابل هزينه ديماند (Demand) تعريف مي گردد كه مبلغي را بازاي ماكزيمم kW كيلووات مصرفي به مبلغ برق مصرفي مصرف كننده مي افزايد؛ در نتيجه جهت جلوگيري از بالارفتن اين هزينه (جريمه) ديماند (Demand)
بهتر آن است كه حتي الامكان كاركرد چيلر ها را به ساعاتي كه دستگاههاي ديگر خاموش هستند منتقل نمود.. [

]علاوه بر اين كاركرد چيلرها بصورت نيم بار (Part Load) معمولا با كاهش بازده همراه مي باشد و در يك سيستم بئون مخزن ذخيره به اين علت كه ساعات پيك بار سرمايي فقط مدت زمان كوتاهي مي باشد لذا در بقيه موارد كمپرسور بصورت نيم بار (Part Load) كار مي كند كه اين باعث هدردادن انرژي مي گردد و مجموع اين انرژي ها در طول يكسال مقدار قابل توجهي خواهد گرديد. در سيستم مخزن ذخيره كمپرسور بصورت تمام بار كار خواهد كرد تا مخزن را شارژ نمايد؛ لذا در اكثر موارد كمپرسورها با حداكثر بازده خود بكار خواهند پرداخت. [

در سيستمهاي داراي مخزن ذخيره بعلت پايين تر بودن دماي سيال تغذيه (Supply) با كوچكتر كردن سايز لوله كشي و اندازه پمپها در هزينه اين تجهيزات و همچنين انرژي مصرفي براي پمپاژ صرفه جويي خواهد گرديد. بعلاوه بعلت پايين بودن دماي هواي توزيعي، اندازه دستگاههاي هواساز نيز (بعلت كاهش مواردي مورد نياز) كاهش خوهد يافت و طبيعتاً قيمت اوليه و انرژي مصرفي آنها نيز كمترخواهد بود. [۱]

] همچنين صداي ناشي از توزيع هوا در اتاقها بخصوص در محلهايي كه سكوت بسيار اهميت دارد (بيمارستانها و كتابخانه ها و…) به حداقل ممكن خواهد رسيد. [
] استفاده از مخزن ذخيره در سيستمهاي با چيلر تراكمي اغلب موجب مي‌گردد كه با كوچكتر شدن سايز چيلر تعداد كمپرسورهاي آن نيز كاهش يابد و براي مثال از ۴ كمپرسور ۳ كمپرسور (و يا حتي كمتر) برسد. در اين صورت چون كمپرسور از اجزاي گرانقيمت يك چيلر مي باشد و بازاي حذف هر كمپرسور ۲ تا ۳ ميليون تومان در يك چيلر ۲۰ ميليون توماني (حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد قيمت كل) در هزينه خريد چيلر صرفه جويي خواهد شد، لذا بررسي امكان ايجاد يك مخزن ذخيره ضروري بنظر مي رسد. [
البته مخزن ذخيره نيز نقاط ضعفي دارد.
]يكي از آنها اينكه در سيستمهاي بدون مخزن چون چيلر براي پيك بار آنهم در گرمترين ساعت روز انتخاب مي شود لذا اگر اين پيك طولاني شود و يا به هر علت تغييري در پروفيل بار محل بوجود بيايد احتمال اينكه چيلر نتواند جوابگوي بار باشد بسياركم است. اما در سيستم مخزن ذخيره وضع بسيار حساس است و طراحي بايد با شناخت دقيق پروفيل ساعت ـ ساعت بار مورد نظر باشد و اگر پروفيل بار تغييرات زيادي داشته باشد مثلا نقطه پيك بار طولاني تر از حد معمول شود ذخيره مخزن به پايان رسيده و سيستم ديگر نمي تواند جوابگوي بار باشد. به بيان ديگر سيستمهاي با مخزن ذخيره در برابر تغيير پروفيل بار بسيار حساس هستند و ضريب اطمينان اضافه زيادي ندارند [
] نقطه ضعف ديگر اين سيستمها اين است كه در مخازن ذخيره (بجز مخازن ذخيره اي كه مستقيما آب سرد را ذخيره مي نمايند) چون چيلر مربوطه ناچار به ايجاد يك مخزن يخ مي باشد، ناچار است در دماي زير صفر كار كند. در حالت معمول چيلر براي تهيه آب سرد در دماي (۸°C) 46°F تا (۱۲°C) 54°F كار مي كند اما اگر قرار باشد كه يك مخزن يخ درست شود بايد چيلر سيالي با دماي حدود ( -۵°C) 23°F ايجاد نمايد تا اين سيال بتواد با استفاده از مبدل حرارتي يا روشهاي ديگر باعث انجماد آب موجود در مخزن ذخيره گردد. [
](توجه : سيال مورد استفاده در اين سيستم (سيال در گردش در اواپراتور چيلر) نمي تواند آب خالص باشد و براي اينكه بتواند دماهاي زير صفر را نيز تحمل كند بايد به آب تا درصد مشخصي (براي مثال ۳۰%) اتيلن گليكول اضافه نمود در نتيجه آب در گردش در سيستم لوله كشي يك سيستم با مخزن ذخيره محلول آب و اتيلن گليكول خواهد بود. ) [
]اما در بحث ترموديناميكي اين موضوع مشخص است كه كاهش دماي اواپراتور باعث پايين آمدن بازده سيكل تبريد (پايين آمدن COP) خواهد شد و اين دقيقا نقطه ضعف دوم سيستمهاي مخزن ذخيره مي باشد كه داراي بازده كمتري نسبت به سيستم هاي بدون مخزن ذخيره مي باشند. البته به اين نكته نيز بايد توجه نمود كه كاهش دماي كندانسينگ در شب باعث بالا رفتن بازده (بالا رفتن COP) و جبران ضرر ناشي از كاهش دماي اواپراتور خواهد گرديد بررسي دقيقتر اين مورد در زير آمده است. [

 

۱ – ۲ بحثي ترموديناميكي در باره مخزن ذخيره

]در ترموديناميك ذكر شده است كه پمپ حرارتي يا يخچال دستگاهي است كه با گرفتن كار گرما را از يك منبع سرد به منبع گرم ببرد. (شكل ۱-۱ ) [
]در اين پروسه هر چه اختلاف دماي منبع سرد و گرم كمتر باشد اين انتقال گرما آسان تر بوده و كار كمتري مصرف خواهد نمود. (آنتروپي كمتري نيز ايجاد خواهد شد.) براي سيكلهاي تبريد بجاي بازده عبارت COP يا ضريب عملكرد تعريف مي شود: [
شكل ۱-۱ – شكل شماتيك يك سيكل تبريد

Carnot Cycle
TC QC QC
= = COP =
TH – TC Q C – H Q W
]عبارت آخر با فرض اينكه سيكل تبريد يك سيكل كارنو (Carnot) است نوشته شده، اما فقط جهت مقايسه مي باشد. آنچه كه مسلم است مطلوبست كه كار بسيار كمي مصرفي شود و Q C زيادي جابجا گردد پس COP بايد تا حد امكان بزرگ باشد در نتيجه هر چه اختلاف TH و TC كمتر باشد، اين هدف بهتر محقق مي گردد مصرف شدن كار كمتر نيز به معني صرفه جويي در انرژي مصرفي خواهد بود. [

]در بحثي كه انجام شد ذكر شد كه چيلر در واقع اجرا كننده يك سيكل تبريد كامل است كه بايد گرما را از منبع سرد ( از آبي كه قرار است سرد شود ) در اواپراتورگرفته و آنرا به محيط بدهد. [
]اگر مخزن ذخيره اي در كار نباشد چيلر فقط بايد آب براي مثال (۱۳°C) 55°F را به (۷°C) 45°F برساند. ( اين دما، دماي معمول كاري در HVAC مي باشد) (شكل۱-۲ ) در نتيجه دماي متوسط محيطي را كه اواپراتور بايد با آن مبادله گرمايي انجام دهد را مي توان همان (۱۰°C) 50°F در نظر گرفت. اما در حالتي كه مخزن ذخيره وجود داشته باشد، چيلر بايد مخزن را شارژ نمايد و اين يعني اينكه آب در گردش بايد به دمايي زير صفر برسد تا بتواند در مخزن ايجاد يخ نمايد. [
شكل ۱-۲ –شكل شماتيك شرايط آب ورودي و خروجي
اواپراتور چيلر در حالت بدون مخزن ذخيره

 

](اين آب در واقع محلول آب و اتيلن گليكول %۳۰ است تا از يخ زدن آن جلوگيري شود و اين محلول مي تواد باعث انجماد آب موجود در مخزن و ايجاد يخ در آن و در نتيجه شارژ مخزن گردد.) [

]در اين حالت چون اواپراتور چيلر بايد در واقع محلول آب و گليكول را از دماي (۰°C) 32°F به (-۶°C) 22°F برساند، دماي متوسط محيطي كه اواپراتور چيلر بايد با آن مبادله گرمايي انجام دهد ( -۶ + ۰ ) / ۲ )= -۳°C ( يا ۲۷°F در نظر گرفته مي شود در نتيجه دماي منبع سرد (TC) حدود ۱۳°C يا ۲۳°F نسبت به حالت قبل كاهش يافته است و اين در حالي است كه دماي كندانسور(Condenser) تقريبا ثابت است. (زيرا كندانسور يا مستقيما توسط هوايي كه به كمك فن از روي آن عبوري مي كنند خنك مي گردد و يا با عبور آب كه در برجهاي خنك كن به كمك روش سرمايش تبخيري (Evaporative Cooling) خنك گرديده است.) [
شكل ۱-۳ شكل شماتيك شرايط آب (آب وگليكول) ورودي و
خروجي در حالت با مخزن ذخيره (در حال شارژ مخزن)

]در نتيجه عبور آب يا هوا از روي كويلهاي كندانسور، گاز مبرد R-22 يا هر گاز مبرد ديگر تقطير شده و بطرف شير انبساط (Expansion Valve) مي رود. در هر دوي اين حالتها دماي كندانسور بسته به دماي آب يا هواي عبوري مي باشد و اين دو نيز كاملا وابسته به دماي هواي محيط مي باشند؛ پس در نتيجه در يك محيط معين كاري، دماي منبع گرم (TH) براي حالت با مخزن و يا بدون مخزن يكسان مي باشد. در نتيجه چون TH ثابت مي باشد، اما TC در حالت كار با مخزن ذخيره در حدود ۱۳°C يا ۲۳°F كاهش مي يابد، مشخص است كه اختلاف TH وTC در حالت كار با مخزن بيشتر بوده و در نتيجه COP در حالت با مخزن كمتر مي باشد. [
]چون ظرفيت چيلرها براساس حالت معمول كاري محاسبه مي گردد در نتيجه گفته مي شود كه ظرفيت كار با مخزن چيلرها يا ظرفيت يخسازي آنها در حدود ۶۰ تا ۷۰% درصد ظرفيت معمول آنها مي باشد براي مثال يك چيلر كه در حالت معمول كاري (۵۵°F →۴۵°F)، ۱۰۰ ton تن تبريد ظرفيت برودتي دارد در حالت شارژ مخزن بيش از ۶۰ تا ۷۰ تن نمي تواند ارائه دهد. [
] اما در واقع اين تمام ماجرا نيست. [
]در نگاهي دقيق تر بايد به اين نكته نيز توجه شود كه عمل شارژ مخزن معمولا در زماني انجام مي گيرد كه نياز به بار سرمايي وجود ندارد و اين معمولا در ساعات شب براي مث

ال ۱۲ شب تا ۶ صبح تعيين مي گردد در اين وقت از شبانه روز دماي محيط بسيار پايين بوده و به ميزان ۱۵°C درجه سانتيگراد خنك تر از ساعات گرم روز براي مثال ۱۲ ظهر تا ۵ بعدازظهر (كه چيلر در صورت نبودن مخزن ناچار بود در آن ساعات با حداكثر ظرفيت كار كند) مي باشد در واقع مخزن ذخيره به سيستم كمك مي نمايد تا بجاي آنكه در ساعاتي با دماي منبع گرم (TH) براي مثال ۴۰°C بكار بپردازد، در ساعاتي با دناي منبع گرم ۲۵°C بكار مشغول شود و اين بدين معني است كه TH و TC، ۱۵°C درجه سانتيگراد بهم نزديك‌تر مي شوند پس بتابراين در واقع درست است كه با وارد شدن مخزن به سيستم، در قسمت اواپراتور، همانطور كه گفته شد ۱۳°C به ضرر سيكل تمام مي شود اما با عوض شدن زمان كاري ۱۵°C به سيكل كمك خواهد شد. [
]همانطور كه مشاهده گرديد بررسي و آناليز دقيق يك سيستم با مخزن ذخيره به پارامترهاي زيادي از جمله شرايط آب و هوايي و اقليمي محل اجرايي پروژه بستگي مستقيم خواهد داشت. [
]در نقاطي از جهان كه اختلاف درجه حرارت شب و روز زياد مي باشد اميد اينكه بتوان از سيستم با مخزن ذخيره بازده بالاتري گرفت، همانطور كه ذكر شد، بسيار زياد است اما اين ويژگي در همه جا وجود ندارد. در ضمن هميشه امكان موكول كردن و تأمين كل بار مورد نياز از ساعت ۱۲ شب تا ۶ صبح موجود نيست و موارد ديگري كه همه و همه بايد در بررسي دقيق طرح و اجراي يك سيستم مخزن ذخيره مورد توجه قرار گيرند. [
]در كشورهاي خاورميانه و همچنين در ايران با توجه به اينكه اختلاف دماي شب و روز بسيار زياد است، (بطور متوسط۱۵°C) امكان سنجي ايجاد پروژه هاي مخزن ذخيره سرمايي از پتانسيل بالايي برخوردار مي باشد. [

در جدول ۱-۱ اختلاف دماي شب و روز شهرهاي مختلف ايران ذكر گرديده است. [۲] ]در مقدار متوسطي (ميانگين) كه بين شهرهاي ايران گرفته شد عدد ۱۵°C يا ۲۷°F بعنوان متوسط كشوري اختلاف درجه حرارت گرمترين و سردترين ساعت روز

جدول ۱-۱ شرايط وتغييرات دمايي تابستان و زمستان براي شهرهاي مهم ايران

بدست آمد. اما چون سردترين ساعت روز بطور معمول ساعت ۵ صبح است و گرمترين ساعت روز ساعت ۳ يا ۴ بعدازظهر مي باشد، در ساعات ديگر دماي محل از اين مقدارهاي مينيم

م و ماكزيمم بترتيب بيشتر و يا كمتر مي باشد. لذا براي در نظر گرفتن يك بازه زماني چند ساعته كه چيلر بايد در طول آن به عمل شارژ مخزن بپردازد، بهتر است كه اختلاف دماي ساعات كاري شب و روز، (براي مثال شب ۱۲ شب تا ۶ صبح در مقايسه با روز در ساعات ۱۲ ظهر تا ۵ بعدازظهر) ۱۰°C تا ۱۲°C در نظرگرفته شود. [
دماي هر ساعت روز را نيز مي توان بصورت رابطه اي از درصد اختلاف گرمترين و سردترين ساعت روز (ساعت ۱۵ و ساعت ۵) بيان نمود. بنا به اين روش دماي هر ساعت از روز را مي توان با كم كردن درصد مشخصي از اختلاف دماي روزانه از دماي گرمترين ساعت روز بدست آورد. اين مقادير در جدول ۱-۲ آورده شده امد. [۱]

]براي مثال اگر مطابق جدول ۱-۱ دماي هواي تهران در گرمترين ساعت روز در ساعت ۳ بعد از ظهر (۳۸°C) 100°F باشد و دامنه تغييرات دماي تهران (۱۵°C) 27°F باشد، با اين روش دماي هوا در ساعت ۵ صبح (۸۵°C) 73°F خواهد بود و بهمين ترتيب دماي هوا در ساعت ۱۳، (۳۶°C) 97°F و در ساعت ۲۳، (۲۷°C) 80°F خواهد بود. [

جدول ۱-۲ – درصد تغييرات دماي روزانه

در توضيح بيشتر اين مطلب به فصل ۲۶ هندبوك (ASHRAE Handbook – Fundamentals 1993) مراجعه شود.

]نتيجه گيري : اينكه بطور كلي گفته شود كه بازده يك سيستم با مخزن ذخيره بالاتر يا پايين تر از يك سيستم بدون مخزن ذخيره است صحيح نيست و همان طور كه شرح داده شد بايد تمام موارد را از جمله دماهاي كاري پروژه، وضعيت و دماي هوا و اختلافات دماي هواي شب و روز و ديگر پارامترها را براي بدست آوردن نتيجه با يكديگر مقايسه نمود. [

۱ – ۳ موارد كاربرد و استفاده مخزن ذخيره

استفاه از مخزن ذخيره براي انواع كاربردهاي مسكوني ـ تجاري ـ توليدي و كارخانجات صنعتي متداول بود و محدود به مورد خاصي نمي باشد.[۱]

] اما اين حرف نيز درست نيست كه گفته شود براي هر پروژه اي طراحي يك مخزن ذخيره سودمند است بلكه طراحي مخزن ذخيره براي پروژه هايي توجيه اقتصادي و عملي دارد كه از ويژگيهاي خاصي برخوردار باشند كه اين ويژگيها در ادامه توضيح داده خواهند شد اما بطور كلي يك طراح بايد از اين نكته اطلاع داشته باشد كه كاربرد مخزن ذخيره فقط محدود به موارد مسكوني يا فقط محدود كه موارد توليدي نمي شود و بررسي هر پروژه بايد جداگانه با كمك بررسي پروفيل بار سرمايي ساعتي مورد نياز انجام گردد. [

معمولا طراحي مخزن ذخيره براي پروژه ها و سيستم هايي انجام مي گردد كه جزء يكي از دسته بندي هاي زير قرار گيرند. [۱]

۱- ماكزيمم بار سرمايي مورد نياز بطرز قابل ملاحظه بالاتر از ميزان متوسط بار مورد نياز باشد.[۱]
]اين مورد در خيلي از موارد مسكوني صادق مي باشد به اين ترتيب كه در طول روز فقط چند ساعت به بار سرمايي بالايي نياز است و بعد از آن با خنك شدن هوا به بار سرمايي بسيار كمي احتياج مي باشد.[
در ساختمانهاي اداري تجاري نيز كه افراد بطور دائم در محل حضور ندارند و فقط در ساعات كاري واحد مورد نظر، احتياج به تامين بار سرمايي محل مي باشد، استفاده از مخزن ذخيره مي تواند بسيار موثر باشد. [۱]
در صنعت نيز در بسياري از كاربردها احتياج به يك بار سرمايي بالا در طول يك زمان كوتاه مي باشد و بعد از آن نيز نيازي به آن وجود ندارد. [۱] ]براي مثال در صنايع غذايي در صنعت پاستوريزاسيون شير لازم است كه مخازن شير در مدت كوتاهي بسرعت سرد شوند. (جهت از بين بردن باكتري ها) در اين صورت براي يك بازه زماني كوتاه به ده‌ها تن بار سرمايي نياز مي باشد.[ در اين حالت

خريداري يك چيلر بسيار بزرگ و گرانقيمت كه فقط براي اين مدت كوتاه مورد استفاده قرار گيرد و در بقيه موارد خاموش باشد، انتخاب چندان مناسبي نخواهد بود و بجاي آن يك چيلر كوچك همراه با يك مخزن ذخيره مي تواند كاملا جوابگوي بار مورد نظر باشد به اين ترتيب كه چيلر يك روز كامل فرصت دارد تا مخزن ذخيره را شارژ نمايد و بعد از تخليه مخزن مجددا براي روز بعد فعاليت چيلر آغاز مي گردد. [۱]

بطور كلي هر چه نسبت مقدار پيك بار به مقدار متوسط بار بيشتر باشد، پتانسيل كاهش هزينه ها از جمله هزينه هاي اوليه و هزينه هاي كاركرد بالاتر خواهد بود.[۱]

۲- تعرفه برق مصرفي طوري است هزينه ديماند (Demand) آن ]هزينه اي كه بر اساس ماكزيمم مصرف محاسبه گشته و به هزينه برق مصرفي اضافه مي گردد [بسيار بالا است و يا در صورت مصرف بالا تعرفه هاي سنگين را شامل مي گردد و يا تفاوت بارز قيمت بين ساعات پيك و غيرپيك مصرف انرژي وجود دارد و يا وامها و سوبسيدهاي ويژه اي به سازندگان و استفاده كنندگان از مخزن ذخيره پرداخت مي گردد. [۱]
مخزن ذخيره در اين موارد كمك مي نمايد تا قسمت زيادي و يا كل ساعات كاري چيلرها، برجهاي خنك كن و پمپهاي آنها به ساعات غيرپيك مصرف انرژي الكتريكي منتقل شوند و در نتيجه باعث كاهش قابل توجه هزينه مصرف انرژي و در نهايت صرفه جويي هزينه زيادي در طول يكسال كاري گردند. [۱]

۳- يك سيستم موجود تبريد بايد گسترش يا اضافه ظرفيت پيدا كند. [۱]
در برخي موارد كه براي مثال ساختمان بعد از مدتي گسترش مي يابد و يا فضاهايي به آن اضافه

مي گردد بار سرمايي محل اضافه شده و باعث مي شود تا سيستم تهويه مطبوع و دستگاههاي قبلي ديگر نتوانند بخوبي جوابگوي بار مورد نظر باشند. اضافه كردن يك مخزن در واقع اين اجازه را مي دهد كه قسمتي از ظرفيت سيستم كه الان در ساعتهاي كمي بار سرمايي بلا استفاده مانده است، استفاده گردد. همچنين اضافه كردن چيلرهايي ديگر بخصوص در سيستمهاي بزرگ مانند مجتمع هاي ساختماني يا دانشگاهها هزينه اي بسيار فراتر از اضافه كردن يك مخزن ذخيره خواهد داشت. [۱]

۴- در محلها يا پروژه هايي كه يك تانك يا يك مخزن قابل استفاده جهت تبديل آن به مخزن ذخيره موجود است. [۱]
در برخي موارد بخصوص پروژه هاي صنعتي بعضا مخزان بلا استفاده اي وجود دارند كه مي توانند بعنوان مخزن ذخيره مورد استفاده قرار گيرند. حتي مخزن آب آتش نشاني واحد مربوطه مي تواند با كمي تغييرات براي ذخيره كردن آب سرد مورد استفاده قرار گيرد و در واقع بصورت دو منظوره از آن استفاده شود در اينگونه موارد قسمت زيادي از هزينه مخزن ذخيره صرفه جويي خواهد گرديد و اين كمك زيادي به اقتصادي تر شدن طرح ايجاد مخزن ذخيره خواهد نمود. [۱]

۵- ايجاد سرمايش براي كشور با مكاني مورد نظر است كه تجهيزات و دستگاههاي سرمايشي د

ر آنجا بسيار گران مي باشند. [۱]
در برخي كشورها كه تجهيزات سرمايشي مانند چيلر بايد از خارج وارد شوند و قيمت تمام شده آنها بالا خواهد بود خريداري يك چيلر با ظرفيت پايين صرفه‌جويي قابل توجهي ايجاد خواهد نمود كه مي توان قسمتي از آن را صرف ساختن مخزن ذخيره نمود. [۱]

۶- در محلها يا پروژه هايي كه انرژي الكتريكي محدود است و يا فقط براي ساعتهاي مشخصي از روز قابل دستيابي است و يا اينكه مصرف بيش از مقدار موجود انرژي مجاز نيست و يا منوط به اضافه كردن ترانس ها و تجهيزات گران قيمت ديگر مي باشد ]سكوهاي نفتي و … [ اضافه كردن يك مخزن ذخيره مي تواند مشكل را حل كرده و از هزينه هاي بالا جهت ايجاد انرژي الكتريكي اضافه جلوگيري نمايد. [۱]

۷- در مواردي كه به ظرفيت تبريد اضافه بر نياز و ذخيره نياز باشد. [۱]
] براي مثال در پروژه اي بايد همواره ۳۰۰ ton-hour تن-ساعت بار سرمايي ذخيره )حتي براي مثال با قطع شدن برق ( وجود داشته باشد [. براي نمونه در اتاقهاي نگهداري سرورها و كامپيوترهاي بزرگ و يا لابراتورها و يا مكانهاي كشت محصولات كشاورزي و يا پرورش گل و گياه غيره كه در صورت بالا رفتن دما از حد مشخصي دچار آسيب خواهند شد، همواره بايد يك مخزن شارژ شده آماده استفاده وجود داشته باشد. [۱]
در مواردي نيز مخزن ذخيره بايد طوري طراحي گردد كه در صورت خراب شدن چيلر تا تعمير و راه اندازي مجدد آن بتواند بار مورد نياز را تامين نمايد تا قسمتهاي حساس دچار صدمه نشوند. [۱]

۸- در مواردي كه تصميم به تعويض گازهاي مبرد مضر به حال محيط زيست مانند R-22 و ديگر مبردهاي مشابه گرفته مي شود، معمولا تعويض اين گازها با جايگزين هاي معادل آنها كه براي لايه ازون بي خطر هستند، باعث كاهش ظرفيت چيلر و كمپرسورهاي آن خواهد گرديد. اما در خيلي از موارد سيستم اجازه چنين كاهش ظرفيتي را به علت بالا بردن بار سرمايي مورد نياز نمي دهد؛ لذا

ممكن است تصميم به تعويض چيلر و يا خريد يك چيلر كوچك كمكي ديگر گرفته شود كه در هر دوي اين موارد نياز به هزينه كردن وجه زيادي جهت ارتقاء سيستم خواهد بود؛ در صورتيكه با اضافه كردن يك مخزن ذخيره به راحتي ظرفيت كاهش يافته قابل جبران بوده و حتي مخزن مي‌تواند ظرفيتي بيش از مقدار اوليه چيلر در نقاط پيك بار سرمايي در اختيار سيستم قرار دهد. [۱]

۹- در مواردي كه لازم است توزيع هوا و يا توزيع آب در گردش با دماي پايين تري انجام شود. [۱]
در مخازن ذخيره اي كه از يخسازي در آنها استفاده مي شود مي توان به آساني دماي هواي تغذيه يا Supply را تا (۶°C) 10°F و حتي كمتر كاهش داد. در چنين سيستمي مي توان اندازه پمپ ها، لوله كشي، هواسازها و كانال كشي را كاهش داد و اين باعث صرفه جويي در قيمت اوليه تاسيسات خواهد گرديد. براي مثال دماي هواي تغذيه مي تواند بين (۶~۹°C) 42~49°F طراحي گردد. در اين صورت هزينه هاي دراز مدتو هزينه هاي انرژي مصرفي كاركرد هواسازها و تجهيزات بعلت كاهش هوادهي، كاهش قابل توجهي پيدا خواهد نمود و هزينه هاي اوليه كانال كشي و ساير موارد بخصوص در ساختمانهاي با تعداد طبقات بالا كاهش پيدا خواهد كرد. [۱]

همچنين در خيلي از موارد بار سرمايي محل مورد نظر اضافه گرديده اما براي مثال ظرفيت چيلر در حداكثر ظرفيت خود مي باشد در نتيجه تنها راه اضافه كردن ظرفيت چنين سيستمي اضافه كردن يك مخزن ذخيره و ايجاد آب و با سيال سرد با دماي پايين‌تر مي باشد تا هواي تغذيه كه از هواسازها خارج مي گردد داراي دماي پايين تري باشد. [۱]

]در موارد ديگري ديده شده كه بار سرمايي محل درست برآورد نشده است و بعد از اتمام پروژه، با از سرگذراندن اولين تابستان مشخص مي گردد كه ظرفيت تبريد انتخاب شده كافي نبوده است؛ اما براي مثال چيلر خريداري شده و تمام كار نصب و راه اندازي تاسيساتي به پايان رسيده است؛ لذا تنها راه اصلاح چنين سيستم هايي اضافه كردن يك مخزن ذخيره مي باشد تا علاوه بر

برخورداري از مزاياي مخزن ذخيره مشكل اصلي كمبود ظرفيت تبريد نيز مرتفع گردد. [
]در موارد ديگري ديده شده كه به علت كوچك بودن سايز كانال كشي، تامين هوادهي لازم براي محل مورد نظر با اشكال مواجه گرديده؛ بخصوص اگر بار سرمايي محل كمتر از ميزان واقعي برآورد شده باشد و يا بعدا بار سرمايي مورد نياز به دلايلي از جمله گسترش بنا و يا هر دليل ديگري؛ افزايش يافته باشد، مشكل دو چندان مي گردد. در اين گونه موارد كه كانال كشي در سايز مناسب انجام نشده، معمولا با قوي تر كردن فن دمنده هواساز نمي توان خيلي به حل مشكل كمك نمود؛ زيرا با افزايش سرعت هوادهي براي تأمين حجم هوادهي مورد نياز، افت فشار نيز كه با توان دوم سرعت متناسب است بطور چشمگيري افزايش خواهد يافت و اين بدين معني است كه براي ايجاد يك حجم نه چندان زياد هوادهي از درون كانال هاي كوچك بايد يك فن بسيار بزرگ و پر سر و صدا انتخاب نمود كه دو مشكل سر و صدا مصرف برق بالا در طول سال، به سيستم اضافه خواهد نمود و علاوه بر اين، همه اين موارد در صورتي عملي است كه هواساز مورد نظر اجاز

ه نصب چنين فن بزرگي را در درون خود بدهد. در صورتي كه با اضافه كردن مخزن ذخيره علاوه بر برخورداري از مزاياي استفاده از مخزن با كاهش دماي هواي تغذيه، بدون تغيير هوادهي مي توان بار سرمايي محل را جوابگو شد. در اين صورت نه مصرف برق بالاتر خواهد رفت و نه سر و صداي بيش از اندازه باعث ايجاد مزاحمت براي ساكنان خواهد گرديد. [
درچنين مواردي مانند موارد فوق معمولا استفاده از يك مخزن ذخيره نسبت به استفاده از چيلر دماي پايين و بدون مخزن ترجيح داده مي شود. [۱]

۱ – ۴ منابع كسب اطلاعات بيشتر

براي كسب اطلاعات بيشت در زمينه مخازن ذخيره منابع بسياري وجود دارند. [۱]
در فهرست زير به ذكر چند منبع و توضيح مختصري درباره آن پرداخته مي شود : [۱]

۱ – جامعه مهندسين گرمايش ـ سرمايش و تهويه مطبوع آمريكا (ASHRAE)
American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers, Inc.

اين اتحاديه مقاله هاي تخصصي و ديگر موارد تحقيقي انجام شده را كه شامل موضوعات مختلفي درصنعت HVAC & R مي گردد را بطور مرتب منتشر مي نمايد. [۱]
بولتن تخصصي ASHRAE مجموعه اي از مقالات مربوط به هر موضوع تخصصي ويژه را در بر دارد. نام ۳ شماره از بولتن تخصصي ASHRAE كه در آن به مخزن ذخيره پرداخته شده است، در فهرست منابع آخر اين فصل آمده است. براي اطلاعات بيشتر مي‌توان به هند بوكهاي منتشر شده توسط ASHRAE مراجعه نمود و يا با شماره و آدرس زير تماس حاصل نمود. [۱]

ASHRAE Publications, 1791 Tullie Circle NE, Atlanta, GA 30329; Phone (404) 636-8400
Fax (404) 321-5478

۲ – موسسه تحقيقات انرژي الكتريكي (EPRI) Electric Power Research Institute

اين موسسه اطلاعات جامعي درباره صنعت برق و عوامل وابسته به آن ارائه مي دهد.
تحقيقاتي نيز در زمينه مخازن ذخيره و اثر آنها در كاهش مصرف برق توسط اين موسسه انجام گرديده كه برخي از آنها نيز به چاپ رسيده است و با تماش با اين موسسه بصورت رايگان در اختيار اعضا EPRI و يا محققان ديگر قرار مي گيرد. [۱]
EPRI Distribution Center, 207 Coggins Drive, PO Box 23205, Pleasant Hill, CA 94523;
Phone (510) 934-4212

۳ – شوراي بين المللي مشاوره مخازن ذخيره (ITSAC)

International Thermal Storage Advisory Council
اين شورا بصورت ماهانه نشريه اي درباره اتفاقات و پيشرفتهاي جديد واقع شده در صنعت مخزن ذخيره همچنين يك بولتن تخصصي همراه با مقاله هايي درباره كاربرد مخازن ذخيره، بررسي هاي موردي، نتايج تحقيقات انجام شده و پارامترهاي طراحي مخزن منتشر مي نمايد. [۱]

۳۷۶۹ Eagle Street, San Diego, CA 92103; Phine(619) 295-6267

۴ – مركز تحقيقات كاربردهاي مخزن ذخيره (TSARC)

Thermal Storage Applications Research Center
اين مركز در دانشگاه Wisconsin-Madison در ايالات متحده هدايت كننده و مجري تحقيقات انجام شده در زمينه مخزن ذخيره مي باشد. اين مركز توسط سرمايه گذاري (EPRI) (مورد ۲) تاسيس گرديده و بيشتر تحقيقات (EPRI) را در اين زمينه به انجام مي رساند و يكي از وظايف اين مركز نشر و گسترش نتايج بدست آمده از تحقيقات و اطلاعات بدست آمده در زمينه مخازن ذخيره مي باشد. [۱]
۱۵۰ East Gilman Street, Suite 1200, Madison, WI 53703; Phone (800) 858-3774;
Fax (608) 262-6209.

۵ – سازندگان و اجرا كنندگان طرحهاي مخزن ذخيره
سازندگان و اجرا كنندگان مخزن ذخيره سرمايي و تجهيزات متعلق به آن همواره مي‌توانند اطلاعات بسيار ارزشمندي را در چگونگي استفاده و موارد استفاده محصولاتشان در هر كاربرد ويژه اي در اختيار بگذراند و با اينكه معمولا توليد كنندگان و دست اندركاران به روي نكات مثبت خود تاكيد بيشتري دارند اما بهر حال بحث
و بررسي ويژگيهاي روشهاي مختلف مخزن با سازندگان مخازن ذخيره، مقايسه بسيار ارزشمندي را براي متقاضي به ارمغان مي آورد. همچنين اطلاعات سازندگان كمك فراواني در نحوه تخمين سايز مخزن و انتخاب ديگر پارامترها خواهد نمود. [۱]

 

۶ – كارخانجات و ادارات برق
ادارات برق محلي يكي از منابع خوب اطلاعاتي در مورد مخازن ذخيره مي باشند و حتي در برخي ادارات، بخشي مسئول ارائه اطلاعات در زمينه مخازن ذخيره و شرح مزايا و فوايد استفاده از مخازن جهت دلگرم كردن كارفرمايان در استفاده از مخازن ذخيره در نظر گرفته شده است. همچنين ارائه اطلاعاتي در زمينه نحوه محاسبه قيمت انرژي الكتريكي مصرفي مي تواند از عوامل مهم در تصميم گيري در به صرفه بودن يا نبودن اجراي يك طرح مخزن ذخيره باشد. [۱]

۷ – مجلات تخصصي

مجلات تخصصي معمولا مقاله هاي مفيدن در زمينه طراحي و نصب و اجرا راه اندازي مخازن دربردارند در فهرست آخر اين فصل نام چند مقاله كه در برخي مجلات تخصصي آمده اند ذكر شده است. براي يافتن مرجع كاملتري در زمينه مجلات تخصصي مي توان به انتهاي خود برخي از مجلات از جمله: ASHRAE Journal،Heating/Piping/Air-Conditioning، Consulting-Specifying Engineer و Engineered System
مراجعه نمود. [۱]

در طول اين پايان نامه نيز در طول متن و يا در آخر هر فصل به منابع ديگري كه در موضوعات بحث شده وجود دارند، اشاره مي گردد.

REFERENCES

[۱] (ASHRAE) American Society of Heating, Refrigeration and Air-Conditioning Engineers.
Design Guide For Cool Thermal Storage
ASHRAE Publications, Atlanta, Georgia 1993.

[۲] ّمحاسبات تاسيسات ساختمانّ تاليف مهندس سيد مجتبي طباطبايي
انتشارات روزبهان، تهران ۱۳۸۰

ليست منابع و مراجعي كه مي تواند مورد استفاده قرار گيرند.
BIBLIOGRAPHY

۱ -………

 

فصل دوم – پارامترهاي اصلي طراحي

مقدمه
در اين فصل به معرفي موضوعات لازم جهت طراحي يك مخزن ذخيره سرمايي پرداخته مي شود. در اين مبحث به بررسي عمومي مخزن ذخيره سرمايي بطور مستقل از نوع تكنولوژي مورد استفاده و ماده بكار رفته پرداخته مي شود. پارامترهاي طراحي ويژه هر نوع تكنولوژي خاص مخزن در فصلهاي ۴ تا ۹مورد برسي قرار مي گيرند.

در اين فصل به بررسي موارد زير پرداخته مي شود:
۱-محاسبه پروفيل بار سرمايي
۲- انواع مخازن ذخيره سرمايي
۳- پارامترهاي تجهيزات بكار رفته
۴- استراتژي هاي كاري و كنترلي
۵- تعامل تجهيزات با يكديگر و با سيستم كل ساختمان يا محل
۶- تخمين اندازه طرح و سيستم و مخزن
۷- بررسي اقتصادي
۸- كاركرد و نگهداري
۹- راه اندازي و اجرا

۲-۱ محاسبه پروفيل بار سرمايي

در طراحي سيستمهاي معمولي و بدون مخزن ذخيره تنها محاسبه پيك بار سرمايي مورد نياز (براي محلهاي مسكوني در گرمترين روز سال و در گرمترين ساعت روز) براي انتخاب چيلر و طراحي سيستم كافي مي باشد؛ اما در طراحي سيستمها با مخزن بدست آوردن پروفيل بار ساعت به ساعت روزانه درست به همان اندازه مقدار پيك بار روزانه داراي اهميت مي باشد. [۱]
در نهايت با داشتن پروفيل بار روزانه و تغيين يك استراتژي كاري معين است كه مي‌توان سايز چيلر و مخزن ذخيره را محاسبه نمود. [۱]
در صورتي كه نياز باشد تا براي پيك بار سرمايي در مصارف صنعتي ]مانند

سردكردن ناگهاني شير در صنعت شير پاستوريزه[ مخزن ذخيره طراحي گردد، معمولا در اين گونه موارد باداشتن مقدار سرماي مورد نياز در طول يك بازه زماني مشخص، پروفيل بار مورد نظر به آساني مشخص مي گردد؛ اما در موارد مسكوني پروفيل بار بايد با توجه به پارامترهاي مختلف از جمله شرايط دماي هواي محل و شرايط خود بنا و تعداد افراد ساكن، وضعيت تابش خورشيد و عوامل ديگر بصورت ساعت به ساعت محاسبه گردد. [۱]
]محاسبه بار سرمايي يك محل يك پروسه طولاني همراه با جدول خواني هاي فراوان مي باشد كه توسط مهندسان تهويه مطبوع انجام مي گيرد و توضيح آن از حيطه اهداف اين بحث خارج مي باشد. چون محاسبه بار سرمايي مورد نياز بدين روش، براي هر ساعت از محل مورد نظر، بسيار دشوار و وقت گير مي باشد لذا اكثر مهندسان ترجيح مي دهند در محاسبه پروفيل بار ساعت به ساعت محل مورد نظر از نرم افزارهاي ويژه اي كه در اين زمينه وجود دارند از جمله CARRIER Hourly Analysis Program (HAP) و يا ديگر برنامه هاي موجود استفاده نمايند. [

براي اطلاعات بيشتر در زمينه محاسبه پروفيل بار نيز مي توان به ASHRAE Handbook – Fundamentals 1993 Chapter 26 و همچنين ديگركتابهاي تهويه مطبوع مراجعه نمود. همچنين بحثهايي نيز در مورد محاسبه بار را مي توان در Mackie and Reeves (1988) و Fields and Knebel (1991) يافت (به بخش مراجع آخر اين فصل مراجعه شود.) [۱]

]در محاسبه پروفيل بار بايد اين نكته را در نظر داشت كه در صورتي كه پروفيل بار به كمك يك نرم افزار كامپيوتري انجام مي شود، پروفيل بار بصورت دقيق و با در نظر گرفتن تمام بارهاي جزئي از جمله نورها و چراغ ها و گرماي حاصل از وسايل الكتريكي داخل بدست خواهد آمد، اما در صورتي كه طراح بدون استفاده از برنامه كامپيوتري اقدام به محاسبه بار در هر ساعت از گرمترين روز سال بپردازد، توجه به نكات زير اهميت دارد:
در محاسبه پيك بار سرمايي، در سيستمهاي بدون مخزن ذخيره، بارهاي جزئي مانند لامپ ها و تجهيزات الكتريكي مانند كامپيوترها و ديگر وسايل شايد چندان مهم نباشند و بدون محاسبه آنها نيز تقريب خوبي از پيك بار سرمايي مورد نياز بدست خواهد آمد؛ اما طراح بايد به اين نكته توجه كند كه براي طراحي سيستم با مخزن ذخيره مجموع اين بارها در طول ۲۴ ساعت كسر قابل توجهي از نياز به بار سرمايي مورد نياز را در بر مي گيرد و ديگر نمي توان از آن صرفنظر نمود. [

]در سيستم بدون مخزن ذخيره مهم اين است كه در گرمترين ساعت روز چند تن تبريد مورد نياز است اما در يك سيستم مخزن ذخيره مهم اين است كه در طول يك روز كامل چند تن ـ ساعت بار مورد نياز است. بنابراين همانطور كه در شكل ۲-۱ ديده ميشود در محاسبه اثر لامپها و گرماي حاصل از تجهيزات الكتريكي، (شكل سمت چپ) لحاظ كردن اثر آنها تاثير كمي بر مقدار پيك بار مورد نياز كه هدف طراح در اين طرح است، مي گذارد، در صورتيكه در طراحي سيستم با مخزن ذخيره، همانطور كه در شكل ۲-۱ (سمت راست) ملاحظه مي شود مجموع (انتگرال) قسمت هاشور زده شده مي تواند تا چند تن-ساعت نيز برسد. [

در Gatley and Riticher (1985) فهرست كاملي از وسايل گرمازا كه مي توانند تأثير قابل توجهي بر پروفيل كلي بار مورد نياز بگذراند آورده شده است. [۱]

همين مساله نيز در مورد “بارهاي موقت” (Pull down loads) وجود دارد. ]منظور از اين بارها، بارهايي است جزو قسمت ثابت بار سرمايي نيستند، اما در مواقعي به وجود مي آيند كه دستگاههاي تهويه مطبوع كار نمي كنند. [ براي مثال در سيستمهايي كه فقط در طول مدت زماني كه افراد در آن حضور دارند به ايجاد سرمايش مي پردازند، ] مانند سينماها يا جلسات و يا سالن هاي كنفرانس [ بار حرارتي حاصل شده در طول مدت زمان غيرفعال بودن ساختمان ناچاراً بايد در طول يكي دو ساعت اول شروع به كار سيستم هاي تهويه در ابتداي روز تامين گردد. در طراحي سيستمهاي بدون مخزن ذخيره اين بارها تاثيري روي سايز چيلر و يا دستگاههاي تهويه مطبوع نخواهند گذاشت، اما در سيستمهاي با مخزن ذخيره نمي توان از آنها صرفنظر نمود. ]زيرا قسمتي از ذخيره مخزن را مصرف خواهد نمود. [
بخصوص بايد توجه شود كه در سيستمهايي كه آخر هفته احتياج به كار ندارند، (ادارات و ساختمان هاي دولتي)، در روز اول هفته (شنبه) داراي بالاترين “بار موقت” (Pull down loads) مي باشند؛ در نتيجه درست در روز شنبه صبح تمام انرژي كه در طول ۲ روز گذشته از طريق تابش خورشيد جذب ساختمان شده و يا بار گرمايي دستگاههايي كه احيانا در طول مدت روشن بوده و در داخل توليد گرما نموده اند، بايد توسط چيلر يا مخزن شارژ شده جواب داده شوند و طراح بايد اين مقادير بار را در نظر داشته با

شد تا سيستم بتواند پيك بار مورد نياز را كه در ساعت هاي بعد اتفاق مي افتد از سر بگذراند. [۱]
همچنين خيلي از ساختمانها و ادارات دستگاههاي تهويه مطبوع خود را بعدازظهر قبل از آنكه تابش خورشيد به وجوه ساختمان به پايان برسد خاموش نمايند. اين تابش مستقيم خورشيد روز بعد تبديل به يك بار موقت (Pull down load) براي سيستم خواهد گر

ديد. طراح بايد به اين نكات بخصوص اگر شبيه سازي ها با برنامه كامپيوتري انجام مي گيرد، كاملا دقت داشته باشد. [۱]
براي مقابله با اين بارهاي موقت يكي از راهها اين است كه چيلرها را روز شنبه صبح زودتر استارت نمايند و يا ظرفيت اضافه اي براي مخزن ذخيره براي بارهاي موقت در نظر گرفته شود كه در طول مدت زمان آخر هفته شارژ گردد. [۱]
همچنين در آخر هفته به اين علت كه در طول ۲ روز بر اثر ورود هواي نفوذي ميزان رطوبت نسبي تغيير كرده است، صبح روز شنبه هنگام شروع به كار سيستمها بايد پيش بيني مقدار گرماي نهان حاصل از تقطير آب بروي كويلها بخصوص در مواردي كه دماي هواي تغذيه پايين در نظر گرفته شده است، توسط طراح انجام شده باشد. [۱]

كامپيوترهاي شخصي يكي از دستگاههايي است كه بار گرمايي قابل توجهي به سيستم اضافه مي كند. بيشتر ادارات در حال حاضر طوري هستند كه به ازاي هر نفر يك سيستم كامپيوتر شخصي در آنها وجود دارد. Wilkins et al. (1991) نشان داد كه اگر چه بار گرمايي واقعي دستگاهها حدود نصف مقدار نامي قدرت الكتريكي آنهاست، با اين وجود بايد در حدود ۱٫۷۵~۲٫۵ W/ft² براي يك اداره مجهز به كامپيوتر جهت بار گرمايي كامپيوترها در نظر گرفته شود. همچنين اگر كامپيوترها در طول مدت زماني كه ساختمان تعطيل مي باشد روشن هستند، بار آنها بايد در محاسبه پروفيل بار در نظر گرفته شود. معمولا در سيستم هاي مجهز به مخزن ذخيره بهتر است كه براي كامپيوترها امكان كاهش مصرف و Stand By در هنگام غيرفعال بودن در نظر گرفته شود. [۱]
همچنين در پروفيل بار بايد گرماي حاصل از پمپاژ و همچنين تلفات حرارتي خود مخزن نيز در نظر گرفته شود، زيرا درست است كه اين بارها در محاسبه پيك بار سرمايي در طراحي يك سيستم بدون مخزن ذخيره بسيار كوچك هستند و مي توان از آنها صرفنظر نمود، اما در طراحي يك سيستم با مخزن ذخيره مجموع اين گرماي حاصل شده در طول يك سيكل كاري ۲۴ ساعته مقدار قابل توجهي خواهد شد كه ديگر قابل صرفنظركردن نيست. [۱]
تلفات حرارتي مخزن عمدتا بصورت انتقال حرارت هدايت (Conduction) و بطور تقريبي به ميزان ۱ تا %۵ ظرفيت كل مخزن در هر روز مي باشد؛ اما اگر مخزن هيچگونه عايقي نداشته باشد ممكن است اين مقدار بيشتر شود. همچنين درمواردي كه دماي محيط بسيار بالا است و يا اينكه وجه هاي مخزن در معرض تابش آفتاب قرار داشته باشند اين مقادير افزايش مي يابند. [۱]
در صورت تمايل به محاسبه دقيق تر مي توان مقدار انتقال حرارت را از سطح مخزن و ضرايب انتقال حرارت و دماي ماده مبرد داخل مخزن و دماي محيط بدست آورد. [۱]

+ پروفيل بار موجود
در كاربردهايي كه مخزن ذخيره قرار است به يك سيستم تهويه موجود اضافه شود، اندازه گيري بار موجود روش بهتر و دقيق تري نسبت به تخمين زدن بار مي باشد. براي اين منظور مي توان از منابع زير استفاده نمود: [۱]

۱- برنامه كنترلي و زماني كه براي كاركرد چيلر و يا ديگر دستگاهها در نظر گرفته شده است.
۲- برنامه كاري چيلر و يا ديگر دستگاهها كه متوسط اپراتورها اجرا مي شود.
۳- اندازه گيري مستقيم بار در يك بازه چند روزه و يا حتي چند هفته اي در حدود و نزديكي شرايط طراحي
۴- مدل كامپيوتري بر پايه اطلاعات جمع آوري شده در طول زمان هاي غير پيك و اجراي آن در شرايط هواي طراحي [۱]

توجه به اين نكته لازم است كه در اندازه گيري مستقيم، نبايد هيچكدام از پارامترها را مطابق پارامترهاي از قبل طراحي شده فرض نمود و اينطور تصور كرد كه اين مقادير احتياجي به اندازه گيري ندارند. براي مثال اينكه تصور نمود دبي پمپها مطابق مقدار طراحي شده است و نيازي به اندازه گيري ندارد، درست نيست؛ زيرا همواره بر اثر اختلاف افت فشار مدار واقعي با مدار محاسبه شده، دبي پمپ نيز دستخوش تغيير مي گردد. همچنين بايد از كاليبره بودن دستگاههاي اندازه گيري استفاده شده اطمينان حاصل شود. [۱]
در اكثر موارد استفاده از هر دو مورد اندازه گيري بار و همچنين مدل كردن جداگانه بهترين و تخمينها را از بار محل بدست مي دهد. [۱]

۲-۲ انواع مختلف مخازن ذخيره سرمايي

تقسيم بندي مخازن ذخيره سرمايي را مي توان به انواع مختلفي انجام داد.

يك تقسيم بندي ميتواند بر اساس ماده مبرد ]منظور سيالي است كه در داخل مخزن ذخيره به گردش در مي آيد نه Refrigerant [ انجام گردد. تقسيم بندي ديگر براساس نوع انرژي مصرفي و در نهايت يك تقسيم بندي ديگر براساس تكنولوژي خود مخزن ذخيره انجام مي گردد. [۱]
در تقسيم بندي اول، مخازن ذخيره به ۳ دسته ذخيره كننده آب سرد، يخ و نمك اوتكتيك تقسيم بندي مي شوند. [۱]
در تقسيم بندي دوم مخازن ذخيره به ۴ دسته مصرف كننده انرژي الكتريكي، گاز طبيعي، بخار و يا گرماي بازيابي شده از سيستمهاي ديگر تقسيم بندي مي گردند. ]منظور از مصرف كننده انرژي، چيلر يا واحد مبرد مربوط به اينگونه مخازن مي باشد.[ [۱]
در تقسيم بندي سوم تكنولوژي هاي مختلف مورد استفاده در مخزن ذخيره عبارتند از: يخسازي بروي كويل(Ice on Coil) ، روش كپسول يخ (Encapsulated Ice) ، روش بسته هاي نمك اوتكتيك (Eutectic Salt) ، مخازن يخ ساز (Ice Harvester) و در نهايت مخازن ذخيره آب سرد [۱]

۲-۲-۱ ماده مبرد مخزن
همانطور كه ذكر شد منظور از ماده مبرد مخزن سيال ذخيره شده در مخزن است و منظور Refrigerant نمي باشد. اين ماده مي تواند آب، يخ و يا نمك اوتكتيك تغيير فاز دهنده باشد. [۱]

الف) آب سرد
در مخازن ذخيره كه به ذخيره كردن خود آب سرد مي پردازند، مخزن در واقع از ظرفيت حرارتي محسوس (Sensible) آب كه مقدار آن ۱ Btu/lb °F يا همان ۴٫۱۸۴ kJ/kg K است، جهت ذخيره براي سرمايش استفاده مي كند. [۱]

حجم مخزن بستگي به ميزان اختلاف درجه حرارت بين آب خروجي از مخزن و برگشتي به آن دارد. اختلاف درجه حرارت ۱۱°C يا ۲۰°F معمولا ماكزيمم مقدار عملي براي خيلي از واحدها مي باشد، البته سيستمهايي با اختلاف درجه حرارت حتي بالاتر ۱۷°C يا ۳۰°F نيز اجرا گرديده است.
همچنين حجم مخزن ذخيره، از ميزان جداسازي كه در مخزن بين آب سرد و آب گرم برگشتي ايجاد شده اثر مي پذيرد.
كوچكترين مخزن قابل اجراي عملي فضايي در حدود ۱۰٫۷ ft³ بازاي هر تن ـ ساعت (۰٫۰۸۶ m³/kWh) در حالت اختلاف دماي رفت و برگشت (۱۱°C) 20°F احتياج دارد. اگر بتوان مخزن را با اختلاف درجه (۱۷°C) 30°F اجرا نمود فضاي مورد نياز به ۷ ft³ بازاي هر تن – ساعت (۰٫۰۵۶ m³/kWh) خواهد رسيد. [۱]

آب سرد معمولا در دمايي حدود ۳۹°F تا ۴۲°F 4°C) تا ۶°C ( ذخيره مي گردد. اين درجه حرارت بطور مستقيم با چيلرهاي معمولي سازگار مي باشد. دماي آب برگشت نيز بايد تا حد كافي بالا نگه داشته شود تا حداكثر استفاده از مخزن بشود. اين موارد ممكن است باعث شود تا طراح، كمي از شرايط عادي كاري، پارامترها را بالاتر يا پيين تر در نظر بگيرد. [۱]

ب ) يخ
مخازن ذخيره يخ از گرماي نهان ذوب آب ۱۴۴ Btu/lb (335 kJ/kg) استفاده مي كنند. حجم مخزن بستگي به نسبت نهايي مقدار يخ به مقدار آب در حالت شارژ كامل مخزن دارد كه معمولا بين³ ft 2.4 تا ۳٫۳ ft³ بازاي هر تن-ساعت (۰٫۰۲ to 0.03 m³/kWh) بسته به تكنولوژي هاي مختلف اين روش، تغيير مي نمايد. [۱]
انرژي در واقع از آب گرفته شده و آنرا منجمد مي كند. براي اين كار چيلر بايد سيال سردي در دماي بين ۱۵°F تا ۲۶°F (-3 to –۹ °C) ايجاد نمايد تا اين سيال بتواند براي مثال از طريق يك مبدل حرارتي آب اطراف خود را به يخ تبديل كند. [۱]
اما اين دما پايين تر از دماي معمول كاري چيلرهاي تجاري در مصارف تهويه مطبوع مي باشد. براي اين منظور چيلرهاي معمول را مي توان در دماي پايين تر براي كار تنظيم نمود و بجاي آب جهت جلوگيري از يخ زدن خود سيال در گردش، مي توان از محلول آب و گليكول ۳۰% استفاده نمود و يا در غير اين صورت از دستگاههاي ويژه يخساز استفاده نمود.[۱]
در هر صورت بايد براي ايجاد يخ يا از سيال ثانويه كه در واقع همان مخلوط آب و اتيلن گليكول است و يا هر محلول ضديخ زدگي ديگري استفاده نمود و يا از لوله هايي كه داخل آنها گاز مبرد R-22 يا هرگاز مبرد ديگري براي ايجاد يخ در طرف ديگر مبدل حرارتي استفاده نمود. استفاده از مخزن ذخيره يخ اين فايده را نيز دارد كه بعلت پايين بودن دماي سيال تغذيه يا Supply هواي ايجاد شده تغذيه كه از روي كويل هاي هواساز خارج مي شود نيز داراي دماي بسيار پاييني خواهد بود و اختلاف درجه حرارت حدود ۱۴°C يا ۲۵°F را مي توان بين رفت و برگشت ايجاد نمود كه داراي فوايد زيادي (از جمله كاهش هوادهي CFM مورد نياز و كاهش مصرف برق هواسازها و كاهش صداي ناشي از عبور هوا در مجموعه و فوايد ديگري كه همه در بخش ؟ بررسي خواهند گرديد.) خواهد بود. [۱]

ج ) نمك اوتكتيك
نمك اوتكتيك با فرمولاسيون هاي مختلف در بسته هاي كوچك توليد مي شود كه در دماهاي مشخصي ذوب شده و يا يخ مي بندد فرمولاسيون معمول و متداول براي مخزن ذخيره، مخلوطي از نمكهاي ارگانيك (آلي)، آب و افزودني هاي پايدار كننده مي باشد كه مخلوط حاصل در دماي حدود (۸٫۳°C) 47°F منجمد مي گردد. اين مواد در بسته هاي كوچك پلاستيكي بسته بندي شده اند كه به همان صورت در داخل مخزن چيده مي‌شوند و از بين آنها آب عبور مي نمايد. [۱]
حجم مخزن در اين روش در حدود ۶ ft³ بازاي هر تن-ساعت (۰٫۰۴۸ m³/kWh) كه شامل لوله كشي هدرها و بسته هاي نمك اوتكتيك و آب موجود در داخل مخزن نيز مي باشد. [۱]
(۸٫۳°C) 47°F بودن دماي تغيير فاز اينگونه نمكها اجازه استفاده از چيلرهاي معمول و متداول صنعت تهويه مطبوع را مي دهد اما چون دماي خروجي از مخزن كمي بالاتر از دماي متعارف كاري چيلرها كه معمولا (۷°C) 45°F است، مي باشد؛ بايد طراح در طراحي قسمتهاي مختلف و محاسبه بار سرمايي كويلها به اين نكته توجه داشته باشد. [۱]

اخيرا (۱۹۹۳) نوع جديدي از نمك اوتكتيك با فرمولاسيون متفاوت بدست آمده كه در (۵°C) 41°F منجمد مي گردد. در اين صورت دماي ۴۱°F تا ۴۳°F (5 to 6°C) خروجي از مخزن اين نوع نمك اوتكتيك با همه انواع كويلهاي هواساز متداول در صنعت تهويه مطبوع همخواني خواهد داشت. [۱]
براي دماهاي پايين تر نيز مي توان از مخلوط هاي ديگر نمك اوتكتيك استفاده نمود كه با كمك افزودني هايي دماي انجماد آنها به (-۲°C) 28°F و حتي (-۱۱°C) 12°F رسيده است. [۱]

۲-۲-۲ تقسيم بندي مخازن ذخيره از نظر نوع انرژي مصرفي

براي تامين انرژي يك سيستم سرمايش مي توان از الكتريسيته، گاز طبيعي، بخار و يا گرماي بازيابي شده از سيكلهاي بازيابي (Cogeneration) استفاده نمود. چون بيشتر سيستمهاي موجود از الكتريسيته براي چيلرهاي تراكمي جهت سرمايش استفاده مي كنند، بهمين جهت تاكيد بيشتر اين بحث بر اين نوع چيلرها خواهد بود. چيلرهاي تراكمي مي توانند همچنين با توربين هاي بخار و يا موتورهاي گاز سوز احتراق داخلي به كار بپردازند. از چيلرهاي جذبي نيز مي توان در يك سيستم با مخزن ذخيره كمك گرفت. [۱]
انتخاب استراتژي كاري در سيستم هاي با مخزن ذخيره كه با چيلرهاي تراكمي راه اندازي شده به وسيله موتورهاي گاز سوز كار مي كنند و يا به كمك توربين به گردش در مي آيند، با حالت چيلرهاي تراكمي متداول كه مستقيما از انرژي الكتريكي استفاه مي كنند، متفاوت خواهد بود؛ زيرا در چيلرهاي تراكمي الكتريكي هدف كاهش هزينه هاي مصرف برق مي باشد، كه در نوع هاي ديگر ذكر شده چنين مساله اي وجود ندارد. [۱]
كاركرد و نگهداري سيستمهاي موتوري و يا توربيني از سيستمهاي با موتور الكتريكي پيچيده تر بوده خارج از حيطه بحث اين پايان نامه مي باشد. براي اطلاعات بيشتر در اين زمينه به (ASHRAE Handbook – System and equipment 1992 Chapter 41 ( مراجعه شود. [۱]
چيلرهاي جذبي نيز مي توانند در يك سيستم با مخزن ذخيره مورد استفاده قرار گيرند. اما از آنجا كه بيشتر چيلرهاي جذبي (سيكل آب ـ ليتيم بروميد (Li-Br) ) از نظر دماي پايين كاري خود محدوديت دارند و نمي توانند دماي آب سرد خروجي را به كمتر از ۴۰°F تا ۴۱°F (4 to 5°C) برسانند، مي توانند فقط براي استفاده در مخزن هاي “آب سرد” و يا “مخزن هاي نمك اوتكتيك” و يا بعنوان پيش سرد كن براي يك سيستم ديگر بكار روند. البته چيلرهاي جذبي كه از آمونياك (سيكل كاري آب ـ آمونياك) استفاده مي كنند، مي توانند تا (-۴۶°C) –۵۱°F دما را پايين آورند. [۱]
چيلرهاي جذبي مي توانند به وسيله شعله مستقيم حاصل شده از گاز طبيعي (و يا ديگر سوختهاي فسيلي) و يا بصورت غيرمستقيم به كمك بخار و يا گرماي بازيابي

شده از پروسه هاي ديگر كار كنند. [۱]
در صورتي كه مخزن ذخيره مانند موارد ذكر شده در بالا در يك سيستم كه به كمك يك منبع انرژي غير از انرژي الكتريكي كار مي كند، طراحي شده باشد، در طراحي استراتژي كاري و زمان بندي ها، نكته هاي زير قابل توجه هستند: [۱]
 ساعتهايي كه انرژي مورد نظر در دسترس مي باشد (براي مثال در بازيابي گرما از يك فرايند ديگر بايدزمان در دسترس بودن اين گرما تعيين گردد.)
 نرخ تعيين شده و يا نرخ برحسب زمان انرژي مصرفي مورد نظر.
 ميزان در دسترس بودن يا امكان ايجاد دستگاههاي تبريد ديگري كه با انرژي الكتريكي كار مي كنند.
 هزينه تمام شده انرژي الكتريكي در صورتي كه سيستم ناچارا از آن استفاده نمايد.
 پروفيل مصرف انرژي الكتريكي توسط دستگاهها [۱]

در نهايت با ذكر چند مثال به موارد كاربرد مخزن ذخيره با دستگاههاي غيرالكتريكي اشاره مي شود:
+ يك توربين بخار و يا يك سيستم تبريد جذبي كه با بخار كار مي كند، در زمانهايي كه نياز به بخار و يا استفاده از آن كم است مي تواند به ايجاد سرمايش و ذخيره آن در مخزن بپردازد. اين سرمايش ذخيره شده مي تواند تمام بار مورد نياز و يا قسمتي از آنرا (براي مثال در زمانهايي كه بار از مقدار قابل جوابگويي توسط سيستم سرمايش بدون مخزن، بيشتر شود) تامين نمايد و يا حتي طوري تنظيم شود كه در زمانهاي پيك مصرف انرژي كه قيمت انرژي الكتريكي مصرفي بالا است، بجاي چيلر اصلي وارد مدار گردد. [۱]
+ سيستم مورد نظر يك چيلر متصل شده به يك موتور احتراق داخلي و يا يك توربين باشد و جهت كوچك تر كردن هر چه بيشتر چيلر و موتور يا توربين گرداننده، از يك مخزن ذخيره و استراتژي كاري (Load Leveling) (استراتژي هاي كاري در ادامه فصل توضيح داده خواهند شد.) استفاده شود. در اين صورت حتي در زمانهايي كه بار مورد نظر كمتر از ظرفيت چيلر است، موتور يا توربين گرداننده چيلر در حالت بار كامل و با حداكثر ظرفيت و بازده به كار مي پردازند. [۱]
+ سيستمهاي تبريد جذبي كه گرماي مورد نياز خود را از گرماي بازيابي شده از نيروگاه يا از مخازن زباله سوزي و يا هر پروسه ديگري كه فقط در زمانهاي مشخصي قادر به ايجاد گرما مي باشد، دريافت مي كنند و در نتيجه ناچار مي باشد تا سرمايش ايجاد شده را تا زمان مورد نياز ذخيره نمايند. [۱]

۲-۲-۳ تكنولوژي هاي مختلف مخزن ذخيره

انواع تكنولوژي هاي مختلف كه در مخزن ذخيره استفاده مي شوند بصورت زير مي باشند: [۱]

۱ – سيستم يخسازي بروي كويل (خارجي) : (External Melt Ice-On-Coil)
يخ در قسمت بيرون لوله هايي تشكيل مي شود كه بصورت مارپيچ در آب قرار گرفته اند. در داخل لوله ها سيال مبرد بصورت گاز فرئون (R-22) يا ]آمونياك [ يا سيال ديگري در دماي زير صفر مانند مخلوط آب را اتيلن گليكول در حركت مي باشد. يخ ايجاد شده بر روي لول

ه ها در زمان مورد نياز، با عبور آب از روي آنها ذوب گرديده و آب عبوري را سرد مي نمايد. [۱]