ياخشال

نظام بادجير وقناة يستخدمان التبريد التبخيري للمبنى - مثل نظام يخشال

صورة داخلية لمنزل يخشال في ميبود ، إيران، تُظهر المدخنة المخروطية وداخل مخزن الثلج

تعمل معظم اليخچالات على غرار بيوت الثلج التقليدية. يهدف الشكل المخروطي الطويل للمبنى إلى الاستفادة القصوى من تأثير المدخنة الشمسية ، مما يخلق تيارًا حراريًا لتوجيه الحرارة المتبقية إلى الأعلى والخارج عبر فتحات في أعلى المبنى. وبفضل هذه العملية الطبيعية، يبقى الهواء داخل اليخچال أبرد من الهواء الخارجي. في الوقت نفسه، يسمح المبنى بدخول الهواء البارد من فتحات في قاعدته والنزول إلى أسفل اليخچال: مساحات تحت الأرض واسعة تصل سعتها إلى 5000 متر ^مكعب (180000 قدم مكعب ) . ^{[ 9 ]}   

يُبنى اليخشال من ملاط ​​فريد مقاوم للماء يُسمى ساروج . يتكون هذا الملاط من الرمل والطين وبياض البيض والجير وشعر الماعز والرماد بنسب محددة، وهو مقاوم لانتقال الحرارة ويُعتقد أنه غير منفذ للماء تمامًا. تعمل هذه المادة كعازل فعال على مدار السنة. يبلغ سمك جدران الساروج مترين على الأقل عند القاعدة. ^{[ 10 ]}

كما أنها غالبًا ما تتمتع بإمكانية الوصول إلى قناة ( قناة مائية إيرانية )، وتُجهز أحيانًا بأبراج هوائية (بادغير) مبنية من الطين أو الطوب اللبن، مربعة أو دائرية الشكل، مزودة بفتحات تهوية في الأعلى تُوجه الهواء البارد إلى أسفل عبر شرائح خشبية داخلية موضوعة عموديًا إلى الماء أو الهيكل الموجود أسفلها. ويمكن أن يعمل البرج الهوائي أيضًا كمدخنة، حيث يُطلق الهواء الدافئ من الأعلى ويسحب الهواء البارد من فتحة في القاعدة أو من قناة متصلة (حيث يبرد الهواء في القناة المائية بواسطة التيار الجوفي). هذا التصميم هو ما يسمح لمخزن الثلج في اليخشال بالاستفادة من التبريد التبخيري، مما يحافظ على برودة الهيكل إلى ما دون درجة حرارة الجو المحيط بكثير. ^{[ 9 ]}

كان الجليد داخل الهيكل يُفصل غالبًا باستخدام الخشب والقش والطين لفصل طبقات الجليد ومنعها من الالتصاق ببعضها. علاوة على ذلك، تضمنت معظم التصاميم فتحة في الأسفل تتصل بالقناة، أو تعمل ببساطة كبئر للتصريف. ^{[ 2 ]}

واجهة يخشال في كوثر ، إيران، مع جدار مظلل

ياخشال التوأم في سيرجان ، بمحافظة كرمان ، مع جدار مقوس مظلل بينهما

غالبًا ما تتراوح فروق درجات الحرارة بين المناطق المظللة وغير المظللة في معظم المناطق التي شُيّدت فيها اليخچالات بين 15 درجة مئوية (27 درجة فهرنهايت) و 20 درجة مئوية (36 درجة فهرنهايت) نحو الأسفل، مما يجعل الجدران المظللة ضرورية للإنتاج والتخزين، فضلًا عن توفير وقت إضافي للعمال لجمع الجليد. عادةً ما يُبنى جدار في اتجاه شرق-غرب بالقرب من اليخچال، وغالبًا ما يصل ارتفاعه إلى 10 أمتار (33 قدمًا) وأحيانًا إلى 15 مترًا (49 قدمًا) لتقليل فقدان الحرارة بالحمل الحراري وتوفير الظل. ونظرًا لارتفاعها، كانت قاعدة الجدران غالبًا أكثر سمكًا بشكل ملحوظ، وفي بعض التصاميم كانت الجدران مقوسة و/أو مدعمة لتحمل الحمل (كما هو موضح في صورة اليخچال في سيرجان). ^{[ 2 ]}        

غالبًا ما تُنقل المياه من قناة (كانات) إلى خزان (يخچال)، الذي يُستخدم لملء أحواض التموين أو لتشغيل نظام التبريد التبخيري في جميع أنحاء مخزن الثلج. تُوجّه المياه الواردة على طول الجانب الشمالي من الجدار بحيث يُبرّدها التبريد الإشعاعي في ظل الجدار قبل دخولها إلى الخزان (كما هو موضح في صورة خزان كوثر). ثم يُجلب الثلج إما من أحواض الثلج المغطاة بالجدران، أو من الجبال القريبة لتخزينه في الخزان.

ميزانية طاقة التبريد الإشعاعي

بركة جليدية بجوار نهر ميبود يخشال في إيران

احتوت العديد من اليخچال على أحواض جليدية. بُنيت هذه الأحواض إما لتزويد اليخچال بالماء اللازم للتبريد التبخيري، ليسهل تحضير الجليد ونقله إلى المخزن الداخلي، أو لإنتاج الجليد في الموقع. في بعض الأحيان، كانت هذه الأحواض عبارة عن قنوات مربعة الشكل بأبعاد تقريبية 100 متر × 10 أمتار ، بعمق يتراوح بين 40 و 50 سم ، تُشبه بركة عاكسة . غالبًا ^، لم تُستخدم أي مواد خاصة لتشطيب سطح القناة. ^{[ 2} ]        

بحلول الليل، غالباً ما تكون أحواض الجليد ذات ميزانية طاقة سلبية:

• سيكون انتقال الحرارة إلى حوض السباحة ضئيلاً بسبب بناء الجدران المظللة طوال اليوم و/أو تغطية قاع حوض السباحة بالقش خلال النهار.
• سيكون انتقال الهواء الساخن باتجاه أحواض السباحة ضئيلاً، إما بسبب الموقع أو بسبب ارتفاع وموقع الجدران.
• سيؤدي التبخر إلى سحب الحرارة من البرك، كما هو الحال مع بقية اليخشال.
• بسبب انخفاض نسبة الرطوبة في الهواء، فإن القليل جداً من الحرارة المنبعثة لأعلى من المسبح ستنعكس مرة أخرى إلى المسبح بواسطة الهواء الموجود فوقه، مما يسمح لحرارة المسبح بالانبعاث إلى حد كبير في الفضاء.

هذا يعني أن أحواض الجليد يمكنها الاستفادة من برودة ليالي الصحراء و/أو التبريد الإشعاعي لتجميد الماء الذي يُنقل لاحقًا إلى المخازن على شكل جليد. ^{[ 8 ] [ 3 ] [ 10 ]}