Zastosowanie zawiesiny lodowej w klimatyzacji

• Autorzy: Zalewski W.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.86

Warianty tytułu

EN

Application of ice slurry for air conditioning

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono możliwości zastosowania zawiesiny lodowej w technice klimatyzacyjnej. Zawiesina lodowa jest mieszaniną kryształków lodu i cieczy, którą jest najczęściej woda, lub woda z dodatkiem środka obniżającego jej temperaturę zamarzania. Wytwarzana jest w różnego typu generatorach, z których do najczęściej stosowanych należą mechaniczne generatory skrobakowe. Wykorzystanie zawiesiny lodowej jako nośnika ciepła w systemach klimatyzacyjnych, w stosunku do systemów z wodą lodową wiąże się z wieloma korzyściami, takimi jak: zmniejszenie ilości chłodziwa w układzie, zmniejszenie średnicy rurociągów, zmniejszenie wielkości wymienników ciepła (nawet o 50%), przy zachowaniu takich samych wydajności. Zastosowanie zawiesiny lodowej w klimatyzacji pozwala na obniżenie temperatury powietrza pierwotnego o 5,5 K, co umożliwia redukcję jego strumienia o ponad 40%. Dodatkowym efektem związanym z niższą temperaturą powietrza pierwotnego są lepsze warunki komfortu, dzięki obniżeniu wilgotności względnej powietrza z 60 do 35%. Te efekty mają wpływ na działanie układu regulacji, gdyż przy takim samym obciążeniu cieplnym obiektu możliwe są wyższe nastawy temperatury o około 1,5 K. Podstawową zaletą instalacji z zawiesiną lodową jest możliwość skojarzenia jej z systemem akumulacji ciepła. Pozwala to na ograniczenie szczytowej mocy urządzenia ziębniczego o 50-80%, redukcję o 80% napełnienia instalacji czynnikiem ziębniczym oraz wykorzystanie nocnych taryf energii elektrycznej i zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych o 25-50%. Stosując zawiesinę lodową można kilkakrotnie zmniejszyć pojemność zbiornika akumulacyjnego. W pracy omówiono również przykładowe instalacje klimatyzacyjne z zawiesiną lodową kompleksu budynków i kopalni złota.

EN

The paper presents the possibility of using ice slurry in air conditioning. Ice slurry is a mixture of ice crystals and liquid, which is mostly water, or water with the addition of a freezing point lowering agent. It is produced in different types of generators, mostly in mechanical scraped generators. The benefits of using ice slurry as a coolant in air conditioning systems, when compared to systems fed witch ice-cold water, include reducing the amount of coolant in the system, reducing the diameter of the piping, reducing the size of the heat exchangers by up to 50%, while maintaining the same cooling capacity. The use of ice slurry in air conditioning makes it possible to lower primary air temperature by 5,5 K, which enables a reduction of its flux by more than 40%. An additional effect connected with the lower temperature of primary air is the improvement of comfort conditions, which results from reducing the relative humidity of air from 60 to 35%. These effects have an influence on the operation of the regulation system, since, with the same thermal load of a building, it is possible to set higher temperature by circa 1,5 K. The main advantage of ice slurry based installations is the ability to combine them with a thermal storage system. This makes it possible to reduce the peak power of the refrigeration appliance by 50-80%, as well as to reduce the refrigerant level in the installation by 80%, use night electricity tariffs and reduce operating costs by 25 - 50%. Using ice slurry also makes it possible to reduce storage tank capacity several times. The paper also looks at air conditioning systems with ice slurry in a building complex and a gold mine.

Słowa kluczowe

PL

klimatyzacja; system chłodzenia; chłodziwo; zawiesina lodowa; wytwarzanie; akumulacja ciepła; zbiornik akumulacyjny

EN

air conditioning; cooling system; coolant; ice slurry; generation; thermal storage; storage tank

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 62, nr 2
• Strony: 577--586
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Zalewski W.

• Politechnika Krakowska

Bibliografia

• [1] Bellas I., Tassou S.: Present and future applications of ice slurries, International Journal of Refrigeration, no. 28, 2005, pp. 115-121.
• [2] Efrat T., Rott S.: 27MW industrial cooling applications based on the ide's energy efficient vacuum icemaker, 9th IIR Conference on Phase-Change Materials and Slurries for Refrigeration and Air Conditioning, Sofia, 2010.
• [3] Egolf P.W., Kauffeld M.: From physical properties of ice slurries to industrial ice slurry applications, International Journal of Refrigeration, no. 28, 2005, pp. 4-12.
• [4] Kauffeld M., Wang M.J., Goldstein V., Kasza K.E.: Ice slurry applications, International Journal of Refrigeration, no. 33, 2010, pp. 1491-1505.
• [5] Mika Ł., Zalewski W.: Ocena możliwości zastosowania lodu zawiesinowego do zasilania oziębiaczy powietrza, Inżynieria i Aparatura Chemiczna, nr 3, 2004, s. 112-113.
• [6] Mika Ł.: Zastosowanie zawiesiny lodowej jako chłodziwa w układach chłodzenia powietrza w kopalni, Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Materiały Konferencyjne, Kraków 2014.
• [7] Niezgoda-Żelasko B., Zalewski W.: Techniczne i ekonomiczne aspekty stosowania zawiesiny lodowej w systemach chłodniczych i klimatyzacyjnych, Design and Operation of Environmentally Friendly Refrigeration and AC Systems, Mat. Międzynarodowej Konferencji Chłodniczej, Poznań 2008, s. 151-158.
• [8] Zalewski W.: Systemy i urządzenia chłodnicze, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2012.
• [9] Sunwell. Thermal storage. Installation example, http://www.sunwell.com/thermalstorage. html [dostęp: 31 marca 2014 r.].
• [10] Thermal energy storage for space cooling, US Department of Energy. http://www.eren.doe.gov/femp [dostęp: 31 marca 2014 r.].