Analiza wpływu akumulatora chłodu wykorzystującego zjawisko przemiany fazowej na efektywność systemu generacji chłodu w instalacjach o działaniu okresowym

• Autorzy: Chytrzyńska Katarzyna , Borcuch Marcin

Warianty tytułu

EN

Analiza wpływu akumulatora chłodu wykorzystującego zjawisko przemiany fazowej na efektywność systemu generacji chłodu w instalacjach o działaniu okresowym

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wytwarzanie chłodu może wiązać się ze zwiększonymi kosztami energii elektrycznej z uwagi na niedopasowanie profilu zapotrzebowania na chłód z niższymi cenami energii w taryfie nocnej. Akumulatory chłodu o poprawnym doborze i dopasowaniu do profilu zapotrzebowania na chłód u danego odbiorcy mogą pozwolić na zmniejszenie rachunków dzięki redukcji zużycia energii elektrycznej w godzinach szczytowych. Magazyny energii oparte o ciepło jawne wiążą się zwykle z dużymi rozmiarami zbiorników i małą gęstością akumulowanej energii. Drogą do powszechnego wykorzystywania magazynów energii w systemach chłodniczych jest opracowanie taniego i efektywnego sposobu przechowywania chłodu, który zapewni wysoką gęstość akumulacji oraz wysoką efektywność wymiany ciepła. W niniejszym artykule przeanalizowano współpracę agregatu wody lodowej o wydajności chłodniczej 25 kW z trzema wariantami magazynu chłodu, bazującymi na różnych materiałach akumulujących. Określono wymagane minimalne pojemności zbiorników dla akumulacji w wodzie, lodzie oraz materiale zmiennofazowym. Przeprowadzono szacowanie oszczędności finansowych przy zastosowaniu trybu akumulacji pełnej, częściowej i z limitem wydajności dla reprezentatywnych profili popytu na chłód, które wskazuje na zwiększającą się zasadność wykorzystania systemu akumulacji w przypadku zwiększania się sumarycznego zużycia chłodu w godzinach szczytowych.

EN

Cold generation may be associated with increased electricity costs due to the mismatch between the cold demand profile and lower energy prices in the night tariff. Cold thermal energy storage (CTES) units may allow to reduce bills by reducing electricity consumption during peak hours while correctly selected and matched to the profile of cooling demand. Energy storage based on sensible heat is usually associated with large tank sizes and low energy density. The way to widespread thermal energy storage in refrigeration systems is to develop a cheap and effective method of cold storage, which will ensure high energy density and high heat exchange efficiency. The paper presents an analysis of the cooperation of a 25 kW cooling capacity chiller with three types of a cold storage units, based on various accumulating materials. The required minimum capacity of storage units for cold accumulation in water, ice and PCM (Phase Change Materials) was determined. For exemplary cooling demand profiles, the financial savings related to the use of full storage, partial storage and storage with limited cooling capacity were estimated. In the case of an increase in the total consumption of cold in peak hours, the application of thermal energy storage becomes more legitimate.

Słowa kluczowe

PL

chłodnictwo; akumulacja energii; materiały zmiennofazowe; magazynowanie chłodu; chiller

EN

refrigeration; energy storage; phase change materials; cold thermal energy storage; chiller

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2022
• Tom: Nr 2
• Strony: 45--53
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Chytrzyńska Katarzyna

• M.A.S. Sp. z o.o, Starachowice

autor

Borcuch Marcin

• M.A.S. Sp. z o.o, Starachowice

Bibliografia

• [1] Al-Salaymeh A., Abdelkader M.R.: Efficiency of Free Cooling Technique in Air Refrigeration Systems. Jordan Journal of Mechanical and Industrial Engineering, Volume 4, Number 6, Dec 2010, p. 711-724.
• [2] Borcuch, M., Kalawa, W., Warzybok, P., Wójcik, T. M.: Badania możliwości magazynowania ciepła w prototypowym wymienniku akumulacyjnym. Instal, 2015, nr 9, s. 58-61.
• [3] Eckerlin H.: Thermal Energy Storage: Analysis and application. A diploma thesis submitted to the Graduate Faculty of North Carolina State University, Raleigh, North Carolina 200.
• [4] Gaziński B, Jóźwiak-Olszewska J.: Analiza efektywności regeneracji ciepła w obiegach chłodniczych. Chłodnictwo & Klimatyzacja 12/2010 r.
• [5] http://mas-sp.pl/produkty/ (Dostęp: 08.10.2021 r.).
• [6] https://industrial.panasonic.com/ww/products/pt/scroll-compressors-fs (Dostęp: 08.10.2021r.).
• [7] https://www.bitzer.de/websoftware/ (Dostęp: 08.10.2021r.).
• [8] https://www.rubitherm.eu/media/products/datasheets/Techdata_-RT3HC_EN_30092020.PDF (Dostęp: 08.10.2021r.).
• [9] https://www.tauron.pl/dla-firm/prad/taryfa-sprzedawcy/biznes-oszczedna-noc-c22b (Dostęp: 08.10.2021 r.).
• [10] Malik G. Prof Pravinkumar P Wankhade: Waste Heat Recovery from the Vapour Compression Refrigeration System & Its Utilisation in Processes. International Journal for Scientific Research & Development, Vol. 8, Issue 3, 2020, p. 353-355.
• [11] Melcer A., Klugmann-Radziemska E., Lewandowski W., Iwaniak-Lewandowska W.: Materiały zmiennofazowe dostępne na rynku: właściwości i zastosowanie. Wydawnictwo SIGMA-NOT. Przemysł Chemiczny 2012, T. 91, nr 9, s. 1733-1742.
• [12] Rabczak S.: Metody akumulacji chłodu w instalacjach klimatyzacyjnych. Czasopismo inżynierii lądowej, środowiska i architektury. 1-3/2013. s. 145–160.
• [13] Smusz R., Wilk J., Gil P., Tychanicz-Kwiecień M., Bałon P.: Badania termofizyczne materiałów zmiennofazowych w aspekcie ich zastosowań w układach do odzysku ciepła odpadowego. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej 298, Mechanika, RUTMech, t. XXXV, z. 1/2018, styczeń-marzec, s. 67-75.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).