Wybrane metody akumulacji chłodu w instalacjach klimatyzacyjnych

• Autorzy: Rabczak Sławomir , Kut Paweł

Identyfikatory

DOI

10.15199/9.2022.1.3

Warianty tytułu

EN

Selected Methods of Cold Accumulation in Air Conditioning Systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zmniejszenie zużycia energii stanowi problem, wokół którego skupia się większość prac badawczych i ich aplikacji. W artykule opisano możliwości magazynowania chłodu w postaci jawnej, wykorzystującej pojemność cieplną materiału akumulacyjnego, którym najczęściej jest woda oraz w postaci utajonej, umożliwiającej magazynowanie chłodu w przemianach fazowych zachodzących podczas procesu krzepnięcia i topnienia materiału akumulacyjnego, określanego często jako PCM (Phase Change Material - materiał zmieniający stan skupienia). Ciepło związane ze zmianą stanu skupienia jest kilkanaście razy większe niż ciepło właściwe danego materiału, stąd wielkość zasobników chłodu wykorzystujących ciepło przemian fazowych jest znacznie mniejsza niż zasobników z wykorzystaniem ciepła jawnego. W artykule porównano objętości zasobników chłodu w wybranych systemach wytwarzania chłodu oraz związane z tym wymagane moce urządzeń wytwarzających chłód. W artykule przedstawiono autorską metodę obliczenia mocy agregatu chłodniczego w poszczególnych systemach akumulacji przy uwzględnieniu dobowej zmienności zapotrzebowania na chłód lub przy założeniu procentowego stopnia wykorzystania mocy chłodniczej pobieranej z zasobnika chłodu. Metoda ta umożliwia obliczenie systemu wytwarzania chłodu w układach z pełną i częściową jego akumulacją oraz z limitem mocy chłodniczej. Porównano również wymaganą pojemność zasobników chłodu w systemie z pełną akumulacją w wybranych metodach akumulacji z wykorzystaniem różnych materiałów akumulacyjnych, takich jak: woda, lód binarny, lód w kapsułkach oraz systemy z bezpośrednim i pośrednim wytwarzaniem wody lodowej.

EN

The reduction of energy consumption is now an area of research on which most research and technical applications focus. The article presents the possibilities of storing coolness in an sensible form, based on the heat capacity of the storage material, which is most often water, and in a latent form, enabling the storage of coolness in phase transformations during the charging and discharging process of the storage material, often referred to as PCM (Phase Chane Material ‒ a material that changes the state of aggregation). The heat associated with the change of state of aggregation is several times greater than the specific heat of a given material, it is possible to obtain much smaller capacities of the cold storage tanks. The article presents a summary of the volume of coolness accumulators for selected cooling production systems and the related required capacities of devices charging the storage tanks. The article presents a proprietary calculation method that allows to determine the power of a chiller in individual accumulation systems, taking into account the daily variability in the demand for cooling energy or assuming the percentage degree of use of the cooling power from the cooling reservoir. This method makes it possible to calculate the cooling production system for systems in the form of full accumulation, partial accumulation and with a cooling capacity limit. A comparison of the required total capacity of reservoirs in the full accumulation system for selected accumulation methods with the use of various accumulation materials such as water, binary ice, ice in capsules and systems from direct and indirect chilled water production was also presented.

Słowa kluczowe

PL

chłód; klimatyzacja; akumulacja chłodu

EN

coolness; air conditioning; cold accumulati

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ciepłownictwo, Ogrzewnictwo, Wentylacja
• Rocznik: 2022
• Tom: T. 53, nr 1
• Strony: 22--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Rabczak Sławomir

• Zakład Ciepłownictwa i Klimatyzacji, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury, Politechnika Rzeszowska, 35-959 Rzeszów

• https://orcid.org/0000-0002-8694-5480

autor

Kut Paweł

• Zakład Ciepłownictwa i Klimatyzacji, Wydział Budownictwa, Inżynierii Środowiska i Architektury, Politechnika Rzeszowska, 35-959 Rzeszów

• https://orcid.org/0000-0002-2427-0454

Bibliografia

• [1] Semadeni M., Energy storage as an essential part of sustainable energy systems, CEPE working paper No. 24, May 2003.
• [2] Rubik M., Pompy ciepła. Poradnik, Technika cieplna w budownictwie, Warszawa 2006.
• [3] Mehling H., Cabeza L.F., Heat and cold storage with PCM, Springer, 2008.
• [4] Eckerlin H., Thermal Energy Storage: Analysis and Application, A diploma thesis submitted to the Graduate Faculty of North Carolina State University, Raleigh, North Carolina, 2009.
• [5] Wilson P., Source energy and environmental impacts of thermal energy storage, California energy commission, Governor, 1996.
• [6] ASHRAE Handbook, HVAC systems and equipment, ASHRAE Inc., Atlanta, GA, 1996.
• [7] Dorgan C. E., Elleson, J. S., Design Guide for Cool Thermal Storage, ASHRAE Inc., Atlanta, 1993.
• [8] http://www.cristopia.com/