Design, construction and automatic control system of single-stage six-bed adsorption heat pump

• Autorzy: Zwarycz-Makles Katarzyna , Jaszczak Sławomir

Identyfikatory

DOI

10.35784/IAPGOS.728

Warianty tytułu

PL

Projekt, budowa i system automatycznej regulacji jednostopniowej sześciokomorowej adsorpcyjnej pompy ciepła

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The construction and automatic control of single-stage six-bed adsorption heat pump for heating and cooling purposes is discussed. The presented device is design to simulate operating conditions as well as temperature and uptake changes in the adsorbers/desorbers and consequently to describe the performance of the six–bed adsorption heat pump. The authors focus on advanced operation and strategy of multi-bed heat pump adsorber/desorber performance configuration. Through the use of a sequential system of sorption columns operation, the continuous character of the gained power of device in a wide range is obtained. It is possible as a result of using in the device the quantitative control of the pump by switching sequentially columns (sequential control), quality control by changing the temperature of heating/cooling water flowing in series or parallel through sorption columns and by changing the time parameter of sorption process (adsorption/desorption time) of the bed.

PL

W artykule przedstawiono projekt budowy i automatycznej regulacji jednostopniowej sześciokomorowej adsorpcyjnej pompy ciepła zastosowanej do uzyskania ciepła i chłodu. Omawiane urządzenie zaprojektowano w celu oceny parametrów pracy oraz zmian temperatury i stężenia w adsorberze/desorberze a w konsekwencji w celu określenia efektywności sześciokomorowej adsorpcyjnej pompy ciepła. Autorzy skoncentrowali się na możliwości zaawansowanej regulacji pracy i efektywności wielokomorowego urządzenia. Poprzez zastosowanie sekwencyjnego układu komór sorpcyjnych otrzymano ciągły charakter uzyskiwanej mocy w szerokim zakresie. Jest to możliwe w wyniku zastosowania w urządzeniu regulacji ilościowej mocy pompy poprzez załączanie kolejnych segmentów (regulacja sekwencyjne), regulację jakościową poprzez zmianę temperatur wody grzewczej/chłodzącej przepływającej szeregowo/równolegle przez kolumny sorpcyjne oraz przez zmianę parametru czasu pracy (czasu adsorpcji/desorpcji) kolumny.

Słowa kluczowe

EN

heat pump; adsorption; automatic control

PL

pompa ciepła; adsorpcja; regulacja automatyczna

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej
• Czasopismo: Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 9, nr 4
• Strony: 93--98
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zwarycz-Makles Katarzyna

• West Pomeranian University of Technology Szczecin, Department of Heating, Ventilation and Heat Engineering, Szczecin, Poland

autor

Jaszczak Sławomir

• West Pomeranian University of Technology Szczecin, Department of Methods of Artificial Intelligence & Applied Mathematics, Szczecin, Poland

Bibliografia

• [1] Akisawa A., Miyazaki T.: Mutli-bed adsorption heat pump cycles and their optimal operation. In: Saha B.B., Ng K. C. (Ed.): Advances in Adsorption Technology. Nova Science Publishers, 2010.
• [2] Badura J., Wiśniewski A.: Dociążenie obiegu energetycznego elektrociepłowni z wykorzystaniem urządzeń chłodniczych i pomp ciepła. In: Trela M. (Ed.): Ciepło skojarzone: komfort zimą i latem – trójgeneracja : materiały z konferencji naukowo-technicznej, Wydawnictwo Instytutu Maszyn Przepływowych, Gdańsk 2005.
• [3] Chua H.T., Ng K.C., Malek A., Kashiwagi T., Akisawa A., Saha B. B.: Multi-bed regenerative adsorption chiller – improving the utilization of waste heat and reducing the chilled water outlet temperature fluctuation. International Journal of Refrigeration 24(2), 2001, 124–136.
• [4] Demira H., Mobedi M., Ülkü S.: A review on adsorption heat pump: Problems and solutions. Renewable and Sustainable Energy Reviews 12, 2008, 2381–2403.
• [5] Fan Y., Luo L., Souyri B.B.: Review of solar sorption refrigeration technologies: Development and applications. Renew. Suist. Energy Rev 11(8), 2007, 1758–1775.
• [6] Grisel R. J.H, Smeding S.F., De Boer R.: Waste heat driven silica gel/water adsorption cooling in trigeneration. Applied Thermal Engineering 30, 2010, 1039–1046.
• [7] Grzebielec A.: Zastosowanie i perspektywy rozwoju adsorpcyjnych urządzeń chłodniczych w chłodnictwie i klimatyzacji. Chłodnictwo i Klimatyzacja 4, 2005, 52–57.
• [8] Gwadera, M., Kupiec, K.: Adsorpcyjne układy chłodnicze. Inż. Ap. Chem. 50(5), 2011, 38–39.
• [9] Idczak M.: Współczesne technologie wykorzystania ciepła do produkcji chłodu małej wydajności. Workshop: Wykorzystanie ciepła sieciowego do produkcji chłodu, sposobem na zwiększenie efektywności systemów ciepłowniczych, Warszawa 2008.
• [10] Jaskólski M.: Adsorpcyjne układy klimatyzacyjne. In: Trela M. (Ed.): Ciepło skojarzone: komfort zimą i latem – trójgeneracja : materiały z konferencji naukowo-technicznej, Wydawnictwo Instytutu Maszyn Przepływowych, Gdańsk 2005.
• [11] Meunier F.: Solid sorption heat powered cycles for cooling and heat pumping applications. Applied Thermal Engineering 18, 1998, 715–729.
• [12] Nunez T., Mittelbach W., Henning H.M.: Development of an adsorption chiller and heat pump for domestic heating and air-conditioning applications. Appl Therm Eng 27(13), 2007, 2205–12.
• [13] Paderewski M.L.: Procesy adsorpcyjne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1999.
• [14] Park I., Knaebel K.S.: Adsorption breakthrough behavior: unusual effects and possible causes. AIChE Journal 38(5), 1992, 660–670.
• [15] Rosiński M.: Odzyskiwanie ciepła w wybranych technologiach inżynierii środowiska. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2008.
• [16] San J-Y, Hsu H-Ch.: Performance of a multi-bed adsorption heat pump using SWS-1L composite adsorbent and water as the working pair. Appl Therm Eng, 29(8–9), 2009, 1606–1613.
• [17] Srivastava N.C., Eames I.W.: A review of developments in solid–vapour adsorption refrigeration and heat pump systems. Journal of the Institute of Energy 70, 1997, 116–127.
• [18] Wang A., Chua H.T., Ng K.C.: Experimental investigation of silica gel–water adsorption chillers with and without a passive heat recovery scheme. International Journal of Refrigeration 28(5), 2005, 756–765.
• [19] Yildirim Z.E, Mobedi M., Ulku S.: A Review on proper working pairs for solar adsorption heat pumps. Proceedings Book: Solar Future, 2010.
• [20] Zarzycki R.: Wymiana ciepła i ruch masy w inżynierii środowiska. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2010.
• [21] Zwarycz-Makles K., Kuczynski K.: Model and simulation of six-bed silica gel-water adsorption heat pump. In: Stanek W., Gładysz P. et al. (Ed.): 4th International Conference on Contemporary Problems of Thermal Engineering. The Silesian University of Technology, Institute of Thermal Technology, Gliwice-Katowice 2016, 809–818.
• [22] Zwarycz-Makles K., Szaflik W., Kuczynski K., Nejranowski J.: Projekt sześciokomorowej adsorpcyjnej pompy ciepła i jej automatycznej regulacji. In: Besler M., Fijewski M. (Ed.): 2014 Air & Heat Energy in Buildings. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2014, 317–322.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).