Możliwość zastosowania chłodziarek adsorpcyjnych z funkcją chłodzenia/odsalania napędzanych niskotemperaturowym ciepłem odpadowym

• Autorzy: Sztekler Karol , Stefański Sebastian , Kalawa Wojciech , Krzywański Jarosław , Grabowska Karolina

Warianty tytułu

EN

Ability to use adsorption refrigerators with cooling/discharging function driven by low-temperature-waste heat

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Czynniki środowiskowe i ekonomiczne mają bardzo silny wpływ na rozwój technologiczny. Efektywność energetyczna jest jednym z najważniejszych tematów związanych z nowymi technologiami. Według prognoz długoterminowych zużycie energii elektrycznej z ok. 150 TWh obecnego zużycia, ma wzrosnąć do blisko 230 TWh około 2040 roku, co przekłada się na wzrost energii zużycia paliw oraz wzrost emisji szkodliwych zanieczyszczeń do atmosfery. Produkcja energii elektrycznej wiążę się z dużymi stratami w tym w postaci ciepła, które to można wykorzystać do produkcji chłodu przy użyciu chłodziarek adsorpcyjnych, które mogą być napędzane ciepłem niskotemperaturowym. Zastosowanie tego rodzaju systemów ma jeszcze jedną zaletę: umożliwia odsalanie wody morskiej do picia i wody użytkowej. W pracy przedstawiono przegląd zastosowania agregatów adsorpcyjnych w poligeneracji z wykorzystaniem ciepła odpadowego w niskiej temperaturze. Omówiono najnowsze systemy, ich parametry i warunki pracy. Przedstawiono również przegląd dostępnych technologii, materiałów i przykładowych instalacji badawczych w technice adsorpcyjnej.

EN

Environmental and economic factors have a very strong influence on technological development. Energy efficiency is one of the most important topics related to new technologies. According to long-term forecasts, the consumption of electricity from about 150 TWh of current consumption is to increase to nearly 230 TWh around 2040, which translates into an increase in the energy of fuel consumption and an increase in the emission of harmful pollutants into the atmosphere. The production of electricity is associated with large losses, including in the form of heat, which can be used to produce cold with the use of adsorption chillers, which can be driven by low-temperature heat. The use of such systems has another advantage: it allows desalination of seawater for drinking and drinking water. This paper gives an overview of the application of adsorption chillers in low-temperature waste heat polygeneration. The latest systems, their parameters and operating conditions were discussed. There is also a review of available technologies, materials and sample research installations in the adsorption technique.

Słowa kluczowe

PL

adsorpcja; odsalanie; chłodzenie; utylizacja ciepła odpadowego; efektywność

EN

adsorption; desalination; cooling; waste heat treatment; efficiency

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Chłodnictwo : organ Naczelnej Organizacji Technicznej
• Rocznik: 2020
• Tom: R. 55, nr 5
• Strony: 9--11
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Sztekler Karol

• Wydział Energetyki i Paliw, Akademia Górniczo-Hutnicza

autor

Stefański Sebastian

• Wydział Energetyki i Paliw, Akademia Górniczo-Hutnicza

autor

Kalawa Wojciech

• Wydział Energetyki i Paliw, Akademia Górniczo-Hutnicza

autor

Krzywański Jarosław

• Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Akademia im. Jana Długosza

autor

Grabowska Karolina

• Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Akademia im. Jana Długosza

Bibliografia

• [1] Kyoto Protocol to the United Nations Framework Convention on Climate Change, 1997.
• [2] Directive 2009/125/EC of the European Parliament and of the Council of 21 October 2009 establishing a framework for the setting of ecodesign requirements for energy-related products OJ L 285.
• [3] Directive 2012/27/EU of the European Parliament and of the Council of 25 October 2012 on energy efficiency, amending Directives 2009/125/EC and 2010/30/EU and repealing Directives 2004/8/EC and 2006/32/EC OJ L 315.
• [4] Department of Economic and Social Affairs, Population Division 2015 World Population Prospects: The 2015 Revision, Key Findings and Advance Tables (New York: United Nations).
• [5] Gupta E.. 2012. Global Warming and electricity demand in the rapidly growing city of Delhi: a semi-parametric variable coefficient approach, Delhi:Indian Statistical Institute.
• [6] Yun G.Y., K. Steemers. 2011. “Behavioural, physical and socio-economic factors in households cooling energy consumption”.Applied Energy 88(6): 2191–2200.
• [7] Grisel R.J.H., S.F. Smeding, R. de Boer. 2010. “Waste heat driven silica gel/water adsorption cooling in trigeneration”.Applied Thermal Engineering30(8-9): 1039–1046.
• [8] United Nations Environment Programme Montreal Protocol on Substances that Deplete the Ozone Layer 1987.
• [9] Regulation (EU) No 517/2014 of the European Parliament and of the Council of 16 April 2015 on fluorinated greenhouse gases and repealing Regulation (EC) No 842/2006 OJ L 150.
• [10] Alsaman A.S., A.A. Askalany, K. Harby, M. Salem. 2016. “A state of the art of hybrid adsorption desalinationcooling system”.Renewble and Sustainable Energy Reviews 58: 692–703.
• [11] Askalany A.A., B.B. Saha, K. Kariya, I.M. Ismail, M. Salem, A.H.H. Ali, M.G. Morsy. 2012.“Hybrid adsorption cooling systems-An overview”.Renewable and Sustainable Energy Reviews16(8): 5787–5801.
• [12] Goyal P., P. Baredar, A. Mittal, A.R. Siddiqui. 2015. “Adsorption Refrigeration Technology – An Overview of Theory and Its Solar Energy Applications”.Renewable and Sustainable Energy Reviews 53: 1389–1410.
• [13] Mitra S., P. Kumar, K. Srinivasan, P. Dutta. 2016.“Development and performance studies of an air cooled twostage multi-bed siliga-gel + water system”.International Journal of Refrigeration 67: 174-189.
• [14] Mitra S., K. Thu, B.B. Saha, P. Dutta. 2017. “Performance evaluation and determination of minimum desorption temperature of a two-stage air cooled silica gel/water adsorption system”. Applied Energy 206: 507–518.
• [15] Thu K., H. Yanagi, B.B. Saha, K.C. Ng. 2017. “Performance investigation on a 4-bed adsorption desalination cycle with internal heat recovery scheme”. Desalination 402: 88–96.
• [16] Alsaman A.S., A.A. Askalany, K. Harby, M.S. Ahmed“. 2017. Performance evaluation of a solar-driven adsorption desalination-cooling system”. Energy 128: 196–207.
• [17] Chorowski M., P. Pyrka. 2015. “Modelling and Experimental Investigation of an Adsorption Chiller Using Low Temperature Heat from Cogeneration”. Energy 92: 221–229.
• [18] Pan Q.W., R.Z. Wang, L.W. Wang, D. Liu. 2016. „Design and experimental study of a silica gel-water adsorption chiller with modular adsorbers”. International Journal of Refrigeration 67: 336–344.
• [19] Wang D., J. Zhang, T. Xiaoliang, D. Liu, K. Sumathy. 2014. “Progress in silica gel-water adsorption refrigeration technology”. Renewable and Sustainable Energy Reviews 30: 85–104.
• [20] Freni A., A. Sapienza, I.S. Glaznev, Y.I. Aristov, R. Giovanni. 2012. “Experimental testing of a lab-scale adsorption chiller using a novel selective water sorbent silica modified by calcium nitrate”. International Journal of Refrigeration 35(3): 518–524.
• [21] Henninger S.K. G. Munz, K.F. Ratzsch, P. Schossig. 2011. “Cycle stability of sorption materials and composites for the use in heat pumps and cooling machines”. Renewable Energy 36: 3043–3049.
• [22] White J.. 2012. “A CFD Simulation on How the Different Sizes of Silica Gel Will Affect the Adsorption Performance of Silica Gel”. Modelling and Simulation in Engineering, art. ID 651434.
• [23] Sharafian A., K. Fayazmanesh, C. McCague, M. Bahrami. 2014. “Thermal conductivity and contact resistance of mesoporous silica gel adsorbents bound with polyvinylpyrrolidone in contact with a metallic substrate for adsorption cooling system applications”.International Journal of Heat and Mass Transfer 79: 64–71.
• [24] LiuY., K.C. Leong. 2006. “Numerical study of a novel cascading adsorption cycle”. International Journal of Refrigeration 29(2): 250–259.
• [25] Wang X., H.T. Chua, C.K. Ng. 2005. “Experimental investigation of silica gel– water adsorption chillers with and without a passive heat recovery scheme”. International Journal of Refrigeration 28(5): 756–765.
• [26] Najeh G., G. Slimane, M. Souad, B. Riad, E.G. Mohammed. 2016. “Performance of silica gel-water solar adsorption cooling system”.Case Studies in Thermal Engineering 8: 337–345.
• [27] Fadar A.E., A. Mimet, M. Perez-Garcia. 2009. „Study of an adsorption refrigeration system powered by parabolic trough collector and coupled with a heat pipe”.Renewable Energy34(10): 2271–2279.
• [28] Thu K., H. Yanagi, B.B. Saha, K.C. Ng. 2013. “Performance analysis of a low-temperature waste heat-driven adsorption desalination prototype”.International Journal of Heat and Mass Transfer 65: 662–669.
• [29] Thu K., B.B. Saha, A. Chakraborty, W.G. Chun, K.C. Ng. 2011. “Study on an advanced adsorption desalination cycle with evaporator–condenser heat recovery circuit”.International Journal of Heat and Mass Transfer 54(1-3): 43–51.
• [30] Mitra S., K. Srinivasan, P. Kumar, S.S. Murthy, P. Dutta. 2014. “Solar driven adsorption desalination system”Energy Procedia 49: 2261–2269.
• [31] Kim A.S., H-S. Lee, D-S. Moon, H-J. Kim. 2016. “Performance control on adsorption desalination using initial time lag (ITL) of individual beds”, Desalination 396: 1–16.

Uwagi

PL

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