دراسة التخزين الحراري
الصفحة الرئيسية » العمليات الصناعية » دراسة التخزين الحراري
تعمل EOLIOS على تحسين صهاريج التخزين الحراري:
- التصميم والتحليل والتحسين
- توزيع درجات الحرارة
- سُمك الخط الحراري
- دراسة التجزئة
- دراسة انتقالية
- تحسين الطاقة
- تحسين المضخات الحرارية
- حساب خسائر الضغط
- التدفق الصفحي
دراسة الخزان الحراري
التخزين الحراري باستخدام خزان عازل
خزان التخزين العازل هو تقنية مثبتة على نطاق واسع لتخزين الطاقة الحرارية الزائدة (الساخنة أو الباردة) خلال ساعات الذروة. يمكن إقران هذا النوع من الخزانات الحرارية بأنظمة تبريد (مضخة حرارية) لاستخدام هذه الطاقة المخزنة خلال ساعات ذروة الحمل ، وبالتالي تقليل تكاليف الاستهلاك وتخفيف الذروة في الطلب على الطاقة.
كيف تعمل
التخزين الحراري للمياه
في حالة نظام تخزين المياه المبردة ، يخزن النظام الطاقة الحرارية في شكل ماء بارد. وهذا يتطلب جهاز تخزين الطاقة الحرارية المعروف باسم خزان عازلة.
يعمل خزان التخزين الطبقي عن طريق تخزين الماء البارد والماء الساخن (العودة) في خزان واحد. أثناء التحميل ، يتم ضخ الماء المبرد إلى الجزء السفلي من الخزان من خلال الشبكات المتصلة بالخزان ، بينما يتم استخراج كمية متساوية من الماء الساخن من القسم العلوي. أثناء التفريغ ، يتم استخراج الماء المبرد من القاع ، بينما يتم ملء كمية متساوية من الماء الساخن من الأعلى. أثناء عمليات الشحن والتفريغ ، تحدث ظاهرة طبيعية تسمى التقسيم الطبقي الحراري ، أي يبقى الماء الساخن (منخفض الكثافة) في الأعلى بينما يستقر الماء البارد (الكثافة العالية) في قاع الخزان.
التخزين الحراري بمرور الوقت
محاكاة CFD لتوزيع درجة الحرارة بمرور الوقت
كيف يمكنك تحسين خزان التخزين الحراري؟
تحسين ارتفاع الخط الحراري الحراري
نتيجة للتقسيم الطبقي الحراري ، تتشكل منطقة انتقالية (تدرج درجة الحرارة) تسمى الخط الحراري بين المناطق الساخنة والباردة مع درجة حرارة بين إمدادات المياه المبردة وعودة المياه المبردة. هذه المنطقة الفاترة لها قيمة طاقة قليلة. سيتحرك الخط الحراري تدريجيا من أسفل إلى أعلى أثناء الشحن ولأعلى ولأسفل أثناء التفريغ. يمثل سمك الخط الحراري عدم كفاءة الخزان العازل. كلما كان الخزان العازل أكثر كفاءة ، كلما كان الخط الحراري أرق.
يعتمد أداء الخزان العازل فقط على التقسيم الطبقي الحراري، والذي يتأثر بهذه العوامل:
- فقدان درجة الحرارة في البيئة بسبب التوصيل. (عزل غير صحيح)
- تصميم الخزان. (الارتفاع والقطر حسب الحاجة – لتحسين التقسيم الطبقي)
- تصميم مدخل ومخرج الناشر . (هذا يسمح للتدفق الصفحي بمنع اختلاط مناطق السوائل ، وبالتالي تعزيز التقسيم الطبقي)
- تنفيذ التجزئة المادية واختيار ناشرات محددة لتعزيز التدفق الصفحي.
التحسين باستخدام محاكاة CFD
بمساعدة المحاكاة العددية لديناميكيات السوائل (CFD) ، تدعمك EOLIOS في تصميم صهاريج التخزين الخاصة بك.
- يمكن تخطيط توزيع درجة حرارة الخزان.
- التنبؤ بسُمك الخط الحراري، والذي يمكن تحسينه من خلال المحاكاة الاختبارية.
- تصميم البالون وتحليله وتحسينه
- تصور فيزياء تدفق السوائل في جميع أنحاء الخزان العازل
- تصميم وتحسين عدد المقصورات,
- يمكن التنبؤ بدرجة الحرارة والسرعة والضغط عند أي نقطة في الخزان في أي وقت أثناء العملية.
- يمكن استخلاص ملاحظات واستنتاجات أخرى من أي حالة تصميم معينة.
محاكاة CFD لخزان تخزين المياه الحرارية
دراسة تطور درجة حرارة حلقة الماء
يجب أخذ العديد من الظواهر الفيزيائية في الاعتبار عند حساب تطور درجة حرارة حلقة المياه عند مخرج خزان التخزين الحراري. فيما يلي الخطوات الرئيسية في الحساب:
- توازن طاقة خزان التخزين: تتمثل الخطوة الأولى في إجراء توازن الطاقة لخزان التخزين لتحديد الطاقة المتبادلة بين الماء والخزان. وهذا يأخذ في الاعتبار بشكل عام السعة الحرارية للماء وفقدان الحرارة من الخزان ومكاسب الطاقة أو فقدانها من المبادلات الحرارية داخل الخزان.
- الفواقد الحرارية: يجب حساب الفواقد الحرارية من خزان التخزين وفقًا لتصميمه وعزله وفرق درجة الحرارة بين داخل الخزان وخارجه. يمكن أن تختلف هذه الفواقد حسب سطح التبادل الحراري والتوصيل الحراري للمادة والظروف البيئية الأخرى.
- معدل تدفق المياه التي تدور في الحلقة: لمراعاة التغيرات في درجة حرارة المياه الخارجة من الخزان، من الضروري معرفة معدل تدفق المياه التي تدور في الحلقة. يمكن أن يتأثر معدل التدفق هذا بعدد من العوامل، مثل قوة المبادل الحراري، وفرق درجة الحرارة بين الماء الداخل والخارج، والمقاومة الهيدروليكية للحلقة.
- التبادل الحراري مع البيئة : أثناء دوران الماء عبر الحلقة، يمكن أن يفقد أو يكتسب طاقة حرارية اعتمادًا على الظروف البيئية. على سبيل المثال، إذا تعرضت حلقة الماء لتدفق الهواء البارد، فقد يبرد الماء بسرعة أكبر. لذلك يجب أخذ التبادل الحراري مع البيئة في الاعتبار عند حساب التغير في درجة الحرارة.
واعتمادًا على هذه العوامل المختلفة وديناميكيات حلقة المياه، يمكن إجراء النمذجة الرياضية لحساب التغير في درجة الحرارة بمرور الوقت. يمكن أن تكون هذه النمذجة معقدة وتتطلب معادلات تفاضلية لحساب جميع المتغيرات والظواهر الفيزيائية المعنية.
Process Industriel : حول نفس الموضوع

دراسة التخزين الحراري
اكتشف المزيد
هندسة CFD لمراكز البيانات
اكتشف المزيد
محاكاة حريق مركز البيانات
اكتشف المزيد
محاكاة CFD الخارجية لمراكز البيانات
اكتشف المزيد
الدراسة الحرارية للمباني الفنية
اكتشف المزيد
دراسة تأثير مراكز البيانات على الجزر الحرارية الحضرية
اكتشف المزيد
تصميم التوأم الرقمي لمركز البيانات الخاص بك
اكتشف المزيد
التدقيق والتشخيص والنمذجة ثلاثية الأبعاد لمراكز البيانات الحالية
اكتشف المزيد
تحسين الطاقة وحساب PUE لمراكز البيانات
اكتشف المزيد
التكليف: دراسة ونمذجة CFD لبنوك الأحمال
اكتشف المزيد
هندسة مراكز البيانات
تأسست شركة EOLIOS Ingénierie في الأصل في فرنسا، وهي شركة استشارية قياسية للمحاكاة الحرارية والجوية لمراكز البيانات في أوروبا وحول العالم. تدعم الشركة المشغلين والمصممين وأصحاب المشاريع في كل مرحلة من مراحل حياة مركز البيانات: التصميم أو التحسين أو التجديد أو التوسعة.
من خلال الجمع بين الخبرة العلمية المتطورة وأدوات المحاكاة الحديثة والمعرفة المتعمقة بالنظام البيئي لمراكز البيانات، تُعد EOLIOS Ingénierie شريكاً موثوقاً به لضمان توافر البنى التحتية لتكنولوجيا المعلومات وأمنها وأداء الطاقة فيها، مع توقع مشاكل الاستدامة.
أوليوس
باريس – لندن – لندن – ميلانو – ميونيخ – مدريد – وارسو – الدار البيضاء – الإمارات العربية المتحدة – الولايات المتحدة الأمريكية