Search
Close this search box.

دراسة التخزين الحراري

تعمل EOLIOS على تحسين صهاريج التخزين الحراري:

الخبرة

مواصلة التصفح :

جدول المحتويات

آخر أخبارنا :

مشاريعنا :

الملفات الفنية :

مجالات خبرتنا :

دراسة الخزان الحراري

التخزين الحراري باستخدام خزان عازل

خزان التخزين الاحتياطي هو تقنية مثبتة على نطاق واسع لتخزين الطاقة الحرارية الزائدة (الساخنة أو الباردة) خلال ساعات خارج أوقات الذروة.
ويمكن الجمع بين هذا النوع من الخزانات الحرارية وأنظمة التبريد (المضخات الحرارية) لاستخدام هذه الطاقة المخزنة في أوقات ذروة الأحمال، وبالتالي تقليل تكاليف الاستهلاك وتهدئة الطلب في أوقات الذروة.

كيف تعمل

التخزين الحراري للمياه

في حالة نظام تخزين المياه المبردة، يقوم النظام بتخزين الطاقة الحرارية في شكل مياه مبردة.
وهذا يتطلب جهاز تخزين الطاقة الحرارية المعروف باسم الخزان العازل.

يعمل خزان التخزين الطبقي عن طريق تخزين كل من المياه المبردة والساخنة (المرتجعة) في خزان واحد.
أثناء التحميل، يتم ضخ الماء المبرد إلى القسم السفلي من الخزان من خلال الشبكات المتصلة بخزان التخزين، بينما يتم استخراج كمية متساوية من الماء الساخن من القسم العلوي.
أثناء التفريغ، يتم استخراج الماء المبرد من الجزء السفلي، بينما يتم إعادة تعبئة كمية متساوية من الماء الساخن من الجزء العلوي.
أثناء عمليات الشحن والتفريغ، تحدث ظاهرة طبيعية تسمى التقسيم الطبقي الحراري، أي أن الماء الساخن (منخفض الكثافة) يبقى في الأعلى بينما يستقر الماء البارد (عالي الكثافة) في قاع الخزان.

التخزين الحراري بمرور الوقت

Cuve de ballon de stockage thermique - CFD
محاكاة CFD لتوزيع درجة الحرارة بمرور الوقت

كيف يمكنك تحسين خزان التخزين الحراري؟

تحسين ارتفاع الخط الحراري الحراري

نتيجةً للتقسيم الطبقي الحراري، تتشكل منطقة انتقالية (تدرج درجة الحرارة) تسمى الخط الحراري بين المنطقتين الدافئة والباردة مع درجة حرارة بين إمدادات المياه المبردة وعودة المياه المبردة.
هذه المنطقة الدافئة لها قيمة طاقة قليلة.
يتحرك الخط الحراري تدريجياً لأعلى ولأسفل أثناء الشحن ولأعلى ولأسفل أثناء التفريغ.
ويمثل سمك الخط الحراري عدم كفاءة الخزان العازل. كلما كان الخزان العازل أكثر كفاءة، كلما كان الخط الحراري أرق.

يعتمد أداء الخزان العازل على التقسيم الطبقي الحراري فقط، 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 ناشر الهواء.
    (وهذا يسمح بالتدفق الصفحي لمنع اختلاط مناطق السوائل، وبالتالي تعزيز التقسيم الطبقي)
  • تنفيذ التجزئة المادية واختيار ناشرات محددة لتعزيز التدفق الصفحي.

التحسين باستخدام محاكاة CFD

باستخدام محاكاة ديناميكيات الموائع الحسابية (CFD)، يمكن أن تساعدك 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.
Play Video
محاكاة CFD لخزان تخزين المياه الحرارية

دراسة تطور درجة حرارة حلقة الماء

يجب أن تؤخذ العديد من الظواهر الفيزيائية في الاعتبار عند حساب تطور درجة حرارة حلقة المياه عند مخرج خزان التخزين الحراري.
فيما يلي الخطوات الرئيسية في الحساب:

  1. توازن طاقة خزان التخزين: تتمثل الخطوة الأولى في إجراء توازن الطاقة لخزان التخزين لتحديد الطاقة المتبادلة بين الماء والخزان.
    وهذا يأخذ في الاعتبار عمومًا السعة الحرارية للماء وفقدان الحرارة من الخزان ومكاسب الطاقة أو فقدانها من المبادلات الحرارية داخل الخزان.
  1. 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.
  1. 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.
  1. 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 التغيرات في درجة الحرارة.
حساب توزيع درجة الحرارة مع مرور الوقت

واعتمادًا على هذه العوامل المختلفة وديناميكيات حلقة الماء، يمكن إجراء النمذجة الرياضية لحساب التغير في درجة الحرارة بمرور الوقت.
يمكن أن تكون هذه النمذجة معقدة، وتتطلب معادلات تفاضلية لمراعاة جميع المتغيرات والظواهر الفيزيائية المعنية.

Process Industriel : حول نفس الموضوع

المولدات

نقدم دراسة كاملة لنظام التهوية الخاص بك لتوفير بيانات دقيقة عن تشغيله.

التعرف على المزيد

كسر الخزان: تأثير الموجة

محاكاة عواقب تسرب سائل خارجي باستخدام محاكاة CFD

التعرف على المزيد

Illustration - cheminée

تحجيم المداخن الصناعية

كخبير في مجال محاكاة CFD ، تتخصص شركتنا في تصميم المداخن الصناعية والقنوات الصناعية.

التعرف على المزيد

Bureau d'étude industriel

دراسة خسائر ضغط الشبكة

قم بتحسين شبكاتك لتقليل انخفاض الضغط بسبب خبرتنا في العقود مقابل الفروقات

التعرف على المزيد