Modelowanie hybrydowej instalacji kolektorowej w układzie chłodzenia słonecznego

• Autorzy: Filipowicz M. , Przenzak E.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2016.256

Warianty tytułu

EN

Modelling of hybrid collector solar coling installation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono znaczenie rozwoju technologii chłodzenia z wykorzystaniem energii promieniowania słonecznego. Systemy takie z reguły używają dodatkowego źródła ciepła pozwalającego osiągnąć temperaturę efektywnej pracy chłodziarki absorpcyjnej. W tym celu w wielu rozwiązaniach stosowane są dodatkowe źródła ciepła w postaci podgrzewaczy elektrycznych, gazowych i innych czyli używających energię nieodnawialną. W krajach południowych możliwa jest praca systemu chłodniczego wyłącznie w oparciu o energię odnawialną przy wykorzystaniu odpowiednio dużych zestawów kolektorów próżniowych. Jednakże w Polsce instalacje kolektorów słonecznych bazują najczęściej na kolektorach płaskich i nie posiadają tak dużej powierzchni. Dlatego przewidziano układ bazujący na kolektorach płaskich z dogrzewaniem czynnika roboczego w postaci koncentratora promieniowania słonecznego. W pracy przedstawiono opis stanowiska badawczego oraz wybrane wyniki badań pracy takiego hybrydowego układu. Wykonano modelowanie pracy układu hybrydowego w celu opisu temperatury na wyjściu z kolektora dla naturalnej zmienności godzinowej natężenia promieniowania słonecznego oraz dla kilku wybranych prędkości przepływu medium roboczego. Wykazano, że możliwy jest wystarczająco dokładny opis za pomocą uproszczonego modelu matematycznego koncentratora, jednakże wymagana jest znajomość parametrów technicznych koncentratora (m.in. sprawności odbiornika ciepła, sprawności koncentracji promieniowania i inne). W wielu przypadkach praktycznych dokładne określenie tych wielkości może być trudne. Dlatego przeprowadzono analizę czułości modelu na niepewności tych parametrów.

EN

The importance of developing solar cooling technologies was described in the paper. Described system mostly use additional heat source to achieve temperature sufficient for efficient operation of an absorption unit. In this aim, in many of the installation such auxiliary heat sources as: electric, gaseous, etc are applied. This heat source use non-renewable energy. In the countries of the south operation of the system using only renewable energy is possible - it require large areas of evacuated tube collectors. However, in Poland solar installations are mostly smaller and based of flat plate solar collectors. Therefore in this paper we consider system based on flate-plate collectors with heating up of working medium by a solar concentrator. Description of the experimental hybrid installation and selected results for variable medium flow are presented in the paper. It was confirmed that it is possible create sufficiently accurate description of the installation by simplified mathematical model, but it requires knowledge of some technical parameters as: efficiency of the heat receiver, concentrating ratio and others. In many practical cases accurate determination of those parameters is difficult. Appropriate anylysis of sensitivity of those parameters were performed.

Słowa kluczowe

PL

chłodzenie słoneczne; koncentracja; promieniowanie słoneczne; kolektor słoneczny; chłodziarka absorpcyjna; natężenie

EN

solar cooling; solar radiation; concentration; solar collector; absorption chiller; intensity

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2016
• Tom: z. 63, nr 4
• Strony: 133--140
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Filipowicz M.

• AGH Akademia GórniczoHutnicza, Wydział Energetyki i Paliw, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków; tel. [phone]

autor

Przenzak E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Energetyki i Paliw, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków; tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Ahmed Hamza H. Ali, Peter Noeres, Clemens Pollerberg, Performance assessment of an integrated free cooling and solar powered single-effect lithium bromide-water absorption chiller, Solar Energy 82 (2008), pp. 1021-1030.
• [2] J.V.C. Vargas, J.C. Ordonez, E. Dilay, J.A.R. Parise, Modeling, simulation and optimization of a solar collector driven water heating and absorption cooling plant, Solar Energy 83 (2009), pp. 1232-1244.
• [3] Francis Agyenim, Ian Knight, Michael Rhodes, Design and experimental testing of the performance of an outdoor LiBr/H2O solar thermal absorption cooling system with a cold store, Solar Energy 84 (2010), pp. 735-744.
• [4] Ali Shirazi, Robert A. Taylor, Stephen D. White, Graham L. Morrison, A systematic parametric study and feasibility assessment of solar-assisted single-effect, doubleeffect, and triple-effect absorption chillers for heating and cooling Applications, Energy Conversion and Management 114 (2016), pp. 258-277.
• [5] Bożek E., Zdunek M., Nowoczesne systemy chłodnicze zasilane skoncentrowanym promieniowaniem słonecznym, Bezpieczeństwo energetyczne – rynki surowców i energii: energetyka w czasach politycznej niestabilności, 2015, s. 687-694.
• [6] M. Izquierdo, A. González-Gil, E. Palacios, Solar-powered single-and double-effect directly air-cooled LiBr-H2O absorption prototype built as a single unit, Applied Energy 130 (2014), pp. 7-19.
• [7] Andrés Macía, Luis A. Bujedo, Teresa Magraner, César R. Chamorro, Influence parameters on the performance of an experimental solar-assisted ground-coupled absorption heat pump incooling operation, Energy and Buildings 66 (2013), pp. 282-288.
• [8] Przenzak E., Filipowicz M., Hybrid solar receiver as a source of high-temperature medium for an absorption chiller supply, Experimental Fluid Mechanics 2015, s. 656-663.
• [9] Bożek, E. , Filipowicz, M., Wykorzystanie techniki śledzenia promienia do modelowania wysokotemperaturowych układów helioenergetycznych. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury – Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, JCEEA, t. XXXII, z. 62 (2/15), 2015, s. 19-28, DOI:10.7862/rb.2015.32.
• [10] Bożek E., Szubel M., The numerical model of the high temperature receiver of the concentrated solar radiation, SDEWES 2015, Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems, Dubrownik, (2015), s. 1-12.
• [11] Włodzimierz Smolec, Fototermiczna konwersja energii słonecznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2000.
• [12] J. Knaga, Modelowanie transferu energii elektrycznej i ciepła w małych, autonomicznych układach solarnych, Inżynieria Rolnicza 144(2013) T.2 (rozprawa habilitacyjna).

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)