Model adsorpcyjnej pompy ciepła – porównanie wyników dla równania równowagi adsorpcji Dubinina-Astachowa i Totha

• Autorzy: Zwarycz-Makles Katarzyna

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2020.7.1

Warianty tytułu

EN

Model of adsorption heat pump – Dubinin-Astakhov and Toth adsorption equilibrium comparison

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono jednowymiarowy model analityczny adsorpcyjnej pompy ciepła, porównując uzyskane wyniki przy zastosowaniu opisu równowagi adsorpcji równaniem Dubinina-Astachowa i równaniem równowagi Totha. Rozpatrywana jest jednostopniowa adsorpcyjna pompa ciepła silikażel – woda. Przyjęto, że adsorber zbudowany jest z rurek, na których osadzony jest adsorbent (silikażel). Opracowany model może posłużyć do określania charakteru pracy urządzenia oraz zmian temperatur, stężeń i strumieni ciepła w adsorberze/desorberze. Model został rozwiązany przy użyciu arkusza kalkulacyjnego. W obliczeniach prowadzonych z uwzględnieniem równania równowagi Totha zaobserwowano wyższe współczynniki SHP i SCP oraz wzrost ilości ciepła dostarczonego/ odprowadzonego do adsorbera, co wpłynęło na wzrost współczynników COP.

EN

In the presented paper the adsorber analytical modeling results based on Dubinin-Astakhov adsorption equilibrium and Toth adsorption equilibrium of water vapour on silica gel were compared. The adsorption heat pump with silica gel adsorbent and water adsorbate was discussed. A conventional single stage cycle adsorption heat pump is modeled. The design of the adsorber/desorber considered element is the tube with deposited silica gel bed. The analytical model was created to describe the temperature and concentration changes in the adsorber/desorber and consequently to describe the performance of the adsorption heat pump. The mathematical model was solved using common spreadsheet. A considerable increase in the calculated SHP and SCP in the model based on the Toth equilibrium equation as well as slight increase in the heat supplied or released from adsorbent influenced the increase in the COP.

Słowa kluczowe

PL

adsorpcyjna pompa ciepła; adsorpcja; desorpcja; modelowanie adsorpcji

EN

adsorption heat pump; adsorption; desorption; adsorption modeling

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 7
• Strony: 6--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Zwarycz-Makles Katarzyna

• Katedra Ogrzewnictwa, Wentylacji i Ciepłownictwa, Wydział Budownictwa i Architektury, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Bibliografia

• [1] N. W. Kielcew, Podstawy techniki adsorpcyjnej, WNT, Warszawa 1980
• [2] Paderewski M. L. Procesy adsorpcyjne w inżynierii chemicznej. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1999
• [3] Gwadera, M., Kupiec, K., Adsorpcyjne układy chłodnicze, Inż. Ap. Chem., 50, No. 5, pp 38-39, 2011.
• [4] Grzebielec A., Zastosowanie i perspektywy rozwoju adsorpcyjnych urządzeń chłodniczych w chłodnictwie i klimatyzacji. Chłodnictwo i Klimatyzacja, 2005, Nr 4, pp 52–57
• [5] Jaskólski M.: Adsorpcyjne układy klimatyzacyjne. Ciepło skojarzone. Komfort zimą i latem – trójgeneracja – praca zbiorowa pod red. M. Treli. Konferencja Naukowo-Techniczna „Ciepło Skojarzone – Komfort Zimą i Latem – Trójgeneracja” 16 Maja 2005
• [6] Zajączkowski B., Królicki Z. Sorpcyjne chemiczne ziębiarki i pompy ciepła, Chłodnictwo, 2004, t. 39, nr 9, pp 4–9
• [7] Idczak M.: Współczesne technologie wykorzystania ciepła do produkcji chłodu małej wydajności. Narodowa Agencja Poszanowania Energii S.A.: Wykorzystanie ciepła sieciowego do produkcji chłodu, sposobem na zwiększenie efektywności systemów ciepłowniczych”. Seminarium warsztatowe projektu Summerheat, Warszawa, grudzień 2008.
• [8] Cacciola G., Restuccia G., Progress on adsorption heat pumps, Heat Recovery Systems & CHP 1994, 14, 409–420.
• [9] Yildirim Z. E., Mobedi M., Ulku S., A Review on proper working pairs for solar adsorption heat pumps. Proceedings Book, Solar Future, 2010, 195-202.
• [10] Meunier F., Solid sorption heat powered cycles for cooling and heat pumping applications, Applied Thermal Engineering 1998, 18, 715-729.
• [11] Badura J., Wiśniewski A.: Dociążenie obiegu energetycznego elektrociepłowni z wykorzystaniem urządzeń chłodniczych i pomp ciepła. Ciepło skojarzone. Komfort zimą i latem – trójgeneracja – praca zbiorowa pod red. M. Treli. Konferencja Naukowo-Techniczna „Ciepło Skojarzone – Komfort Zimą i Latem – Trójgeneracja” 16 Maja 2005
• [12] Do DD. Adsorption analysis: equilibria and kinetics. Imperial College Press, London 2008.
• [13] Rege S. U., Yang R. T., Buzanowski M. A. Sorbents for air prepurification in air separation, Chem Eng Sci 2000; 55(21): 4827–38.
• [14] Ruthven, D. M. Principles of Adsorption and Adsorption Processes John Wiley, New York 1984
• [15] Akisawa A., Miyazaki T. Mutli-bed adsorption heat pump cycles and their optimal operation, Advances in Adsorption Technology. B.B. Saha and K.C. Ng, Nova Science Publishers, Inc. pp. 241-279, 2010.
• [16] Zwarycz-Makles K., Szaflik W.: Matematyczne modelowanie współczynnika COP adsorpcyjnej pompy ciepła, Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja, Wydawnictwo Czasopism i Książek Technicznych SIGMA NOT Sp. z o.o., 12 (50), 2019, pp. 451-456, ISSN 0137-3676, eISSN 2449-9900, doi:10.15199/9.2019.12.3
• [17] Zwarycz-Makles K., Szaflik W. Comparison of Analytical and Numerical Models of Adsorber/desorber of Silica Gel-water Adsorption Heat Pump, Journal of Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems (JSDEWES), 2017, Vol. 5 (1), pp 69-88. ISSN 1848-9257, DOI: http://dx.doi.org/10.13044/j.sdewes.d5.0134
• [18] Zwarycz-Makles K., Szaflik W., Model matematyczny adsorbera adsorpcyjnej pompy ciepła, W: 2014 Air & Heat Energy in Buildings / red. Besler M., Fijewski M., Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2014, rozdział III Energy, s. 511-516, ISBN 978-93-929704-7-7.
• [19] Zwarycz-Makles K., Szaflik W., Adsorber of the adsorption heat pump – a comparison of the results of the basic and the expanded analytical model, Heat transfer and renewable sources of energy: Proceedings of the 15th International Symposium HTRSE 2014 Ed. A. A. Stachel and D. Mikielewicz, Szczecin: Wydawnictwo Uczelniane ZUT w Szczecinie, 2014, pp. 101–110, ISBN 978-83-7663-183-7.