Technologia rozpraszania ciepła jest kluczowa w projektowaniu i użytkowaniu systemów magazynowania energii. Zapewnia ona stabilną pracę systemu. Obecnie chłodzenie powietrzem i chłodzenie cieczą to dwie najpopularniejsze metody rozpraszania ciepła. Jaka jest między nimi różnica?
Różnica 1: Różne zasady rozpraszania ciepła
Chłodzenie powietrzem opiera się na przepływie powietrza, który odprowadza ciepło i obniża temperaturę powierzchni urządzenia. Temperatura otoczenia i przepływ powietrza wpływają na odprowadzanie ciepła. Chłodzenie powietrzem wymaga odstępu między elementami urządzenia, aby umożliwić montaż kanału powietrznego. Dlatego urządzenia do odprowadzania ciepła chłodzone powietrzem są często duże. Ponadto kanał musi wymieniać ciepło z powietrzem zewnętrznym. Oznacza to, że budynek nie może mieć solidnej ochrony.
Chłodzenie cieczą polega na krążeniu cieczy. Elementy generujące ciepło muszą stykać się z radiatorem. Przynajmniej jedna strona elementu odprowadzającego ciepło musi być płaska i równa. Chłodzenie cieczą odprowadza ciepło na zewnątrz przez chłodnicę cieczy. Samo urządzenie jest wypełnione cieczą. Urządzenie chłodzące cieczą może osiągnąć wysoki poziom ochrony.
Różnica 2: Różne możliwe scenariusze pozostają takie same.
Chłodzenie powietrzne jest szeroko stosowane w systemach magazynowania energii. Występuje w wielu rozmiarach i typach, szczególnie do zastosowań zewnętrznych. Jest to obecnie najpowszechniej stosowana technologia chłodzenia. Wykorzystuje się ją w przemysłowych systemach chłodniczych. Jest również wykorzystywana w stacjach bazowych do komunikacji. Znajduje zastosowanie w centrach danych i do kontroli temperatury. Jego dojrzałość techniczna i niezawodność zostały wielokrotnie udowodnione. Jest to szczególnie istotne w przypadku średnich i niskich poziomów mocy, gdzie chłodzenie powietrzne nadal dominuje.
Chłodzenie cieczą jest bardziej odpowiednie dla dużych projektów magazynowania energii. Chłodzenie cieczą sprawdza się najlepiej, gdy akumulator ma wysoką gęstość energii. Sprawdza się również przy szybkim ładowaniu i rozładowywaniu oraz przy dużych wahaniach temperatury.
Różnica 3: Różne efekty rozpraszania ciepła
Odprowadzanie ciepła przez chłodzenie powietrzne jest łatwo zależne od warunków zewnętrznych, takich jak temperatura otoczenia i przepływ powietrza. W związku z tym chłodzenie to może nie spełniać wymagań dotyczących odprowadzania ciepła w urządzeniach dużej mocy. Chłodzenie cieczowe lepiej odprowadza ciepło i pozwala na skuteczną kontrolę temperatury wewnętrznej urządzenia. Poprawia to stabilność urządzenia i wydłuża jego żywotność.
Różnica 4: Złożoność projektu pozostaje taka sama.
Chłodzenie powietrza jest proste i intuicyjne. Polega głównie na zainstalowaniu wentylatora chłodzącego i zaprojektowaniu ścieżki przepływu powietrza. Jego podstawą jest układ klimatyzacji i kanałów wentylacyjnych. Projekt ma na celu zapewnienie efektywnej wymiany ciepła.
Projekt chłodzenia cieczą jest bardziej skomplikowany. Składa się z wielu elementów. Należą do nich m.in. układ układu chłodzenia cieczą, dobór pompy, przepływ chłodziwa i konserwacja układu.
Różnica 5: Różne koszty i wymagania konserwacyjne.
Początkowy koszt inwestycji w chłodzenie powietrzem jest niski, a konserwacja prosta. Jednak poziom ochrony nie może osiągnąć IP65 lub wyższego. W urządzeniach może gromadzić się kurz. Wymaga to regularnego czyszczenia i podnosi koszty konserwacji.
Chłodzenie cieczą wiąże się z wysokimi kosztami początkowymi. Ponadto układ chłodzenia cieczą wymaga konserwacji. Jednak ze względu na izolację cieczową w urządzeniu, jego bezpieczeństwo jest wyższe. Płyn chłodzący jest lotny i wymaga regularnego testowania oraz uzupełniania.
Różnica 6: Różne zużycie energii elektrycznej pozostaje niezmienne.
Pobór mocy w obu systemach jest różny. Chłodzenie powietrza obejmuje głównie zużycie energii przez klimatyzację. Obejmuje ono również zużycie energii przez elektryczne wentylatory magazynowe. Chłodzenie cieczą obejmuje głównie zużycie energii przez jednostki chłodzenia cieczą. Obejmuje ono również elektryczne wentylatory magazynowe. Pobór mocy w przypadku chłodzenia powietrzem jest zazwyczaj niższy niż w przypadku chłodzenia cieczą. Dzieje się tak, gdy oba systemy pracują w tych samych warunkach i muszą utrzymać tę samą temperaturę.
Różnica 7: Różne wymagania przestrzenne
Chłodzenie powietrzem może zajmować więcej miejsca, ponieważ wymaga instalacji wentylatorów i radiatorów. Chłodnica w układzie chłodzenia cieczą jest mniejsza. Można ją zaprojektować bardziej kompaktowo, dzięki czemu zajmuje mniej miejsca. Na przykład system magazynowania energii KSTAR 125 kW/233 kWh jest przeznaczony dla firm i przemysłu. Wykorzystuje chłodzenie cieczą i charakteryzuje się wysoce zintegrowaną konstrukcją. Zajmuje powierzchnię zaledwie 1,3 m² i oszczędza miejsce.
Podsumowując, chłodzenie powietrzem i cieczą ma swoje wady i zalety. Dotyczy to systemów magazynowania energii. Musimy zdecydować, którą opcję zastosować. Wybór zależy od zastosowania i potrzeb. Jeśli kluczowe są koszty i efektywność cieplna, chłodzenie cieczą może być lepszym rozwiązaniem. Jeśli jednak cenisz sobie łatwość konserwacji i elastyczność, lepszym rozwiązaniem będzie chłodzenie powietrzem. Oczywiście, w zależności od sytuacji, można je również łączyć. Zapewni to lepsze odprowadzanie ciepła.
Czas publikacji: 22 lipca 2024 r.