Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The use of adsorption chillers for waste heat recovery

Kuchmacz Jan, Bieniek Artur, Mika Łukasz

Polityka Energetyczna

|

2019

|

T. 22, z. 2

89--106

EN

The purpose of this article was to discuss the use of adsorption chillers for waste heat recovery. The introduction discusses the need to undertake broader measures for the effective management of waste heat in the industry and discusses the benefits and technical problems related to heat recovery in industrial plants. In addition, heat sources for adsorption chillers and their application examples were described. The principle of operation of adsorption chillers is explained in the next chapter. Heat sources for adsorption chillers are indicated and their application examples are described. The above considerations have allowed the benefits and technical obstacles related to the use of adsorption chillers to be highlighted. The currently used adsorbents and adsorbates are discussed later in the article. The main part of the paper discusses the use of adsorption chillers for waste heat management in the glassworks. The calculations assumed the natural gas demand of 20.1 million m3 per year and the electricity demand of 20,000 MWh/year. As a result of conducted calculations, a 231 kW adsorption chiller, ensuring the annual cold production of 2,021 MWh, was selected. The economic analysis of the proposed solution has shown that the investment in the adsorption chiller supplied with waste heat from the heat recovery system will bring significant economic benefits after 10 years from its implementation, even with total investment costs of PLN 1,900,000. However, it was noted that in order to obtain satisfactory economic results the production must meet the demand while the cost of building a heat recovery system shall not exceed PLN 1 million.

PL

Celem artykułu było rozważenie problemu zagospodarowywania ciepła odpadowego przy wykorzystaniu chłodziarek adsorpcyjnych. Na początku wskazano genezę potrzeby podjęcia szerszych działań na rzecz efektywnego zagospodarowywania ciepła odpadowego w przemyśle oraz omówiono korzyści i problemy techniczne związane z odzyskiem ciepła w zakładach przemysłowych. W następnym rozdziale objaśniono zasadę działania chłodziarek adsorpcyjnych. Z kolei wskazano źródła ciepła dla chłodziarek adsorpcyjnych oraz opisano ich przykładowe zastosowania. Powyższe rozważania pozwoliły na uwypuklenie korzyści i barier technicznych związanych z wykorzystywaniem adsorpcyjnych urządzeń chłodniczych. W następnej części pracy scharakteryzowano stosowane obecnie adsorbenty i adsorbaty. W zasadniczej części pracy przeprowadzono analizę wykorzystania chłodziarek adsorpcyjnych do zagospodarowania ciepła odpadowego w hucie szkła. W obliczeniach rozważono przykładową hutę szkła, której zapotrzebowanie na gaz ziemny wynosi 20,1 mln m3/rok, a zapotrzebowanie na energię elektryczną wynosi 20 000 MWh/rok. W efekcie przeprowadzonych kalkulacji dobrano chłodziarkę adsorpcyjną o mocy 231 kW, która zapewni roczną produkcję chłodu wynoszącą 2021 MWh. Analiza ekonomiczna zaproponowanego rozwiązania wykazała, że inwestycja w chłodziarkę adsorpcyjną zasilaną ciepłem odpadowym z instalacji odzysku ciepła przyniesie znaczące korzyści ekonomiczne po 10 latach od jej zrealizowania nawet przy sumarycznych nakładach inwestycyjnych wynoszących 1 900 000 zł. Zaznaczono jednak, że uzyskanie tak zadawalających wyników ekonomicznych będzie możliwe tylko wtedy, gdy w hucie szkła będzie zapewniony ciągły odbiór chłodu, a koszt budowy instalacji odzysku ciepła nie przekroczy 1 mln zł.

2

Adsorptive solar refrigerators based on composite adsorbents 'silica gel – sodium sulphate'

Belyanovskaya Elena A., Pustovoy Grigoriy N., Sukhyy Kostyntyn M., Sergiyenko Yana O., Yeromin Oleksandr O., Prokopenko Elena ., Gubinsky Mikhailo V., Kizek Ján, Lukáč Ladislav

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2019

|

Vol. 29, no. 3

200--208

EN

The operation processes of adsorptive solar refrigerators based on composite adsorbents ‘silica gel - sodium sulphate’ were studied. The correlation between the adsorbent composition and the coefficient of the energy performance of the device was stated. As a consequence of the decreasing of adsorbent mass, the coefficient of performance is increased when sodium sulphate content in the composite increased. Effect of the regeneration process parameters on the composite on the coefficient of performance of the adsorptive refrigenerator was stated. The growth of the coefficient of performance is shown to result from decreasing the difference between adsorbent temperature and regeneration temperature from 85 to 55°C. The maximum values of the coefficient of performance of studied solar adsorptive refrigenerator about of 1.14 are stated for composites containing about 20 wt. % silica gel and 80 wt. % sodium sulphate.

3

Wykorzystanie ciepła odpadowego w procesie przygotowania spalin na potrzeby separacji metodą VPSA

Zarzycki R., Panowski M.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2015

|

z. 87 [291], nr 3

277--285

PL

W ostatnich latach są prowadzone intensywne prace związane z ograniczeniem emisji CO2 do atmosfery z procesów spalania paliw węglowych w energetyce. W ramach tych prac powstały już nowe technologie oksyspalania, jak również kilka metod separacji CO2 ze spalin. Jedną z nich jest technologia adsorpcyjna VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption). W technologii VPSA proces adsorpcji i desorpcji jest realizowany przez zmianę ciśnienia. Skuteczność tej metody zależy w dużym stopniu od właściwości sorbentu i jego zdolności sorpcyjnej względem CO2. Parametrami, które wpływają na pojemność sorpcyjną sorbentu, jest temperatura spalin i ich ciśnienie. W przypadku stosowanych sorbentów pojemność sorpcyjna bardzo wzrasta wraz z obniżeniem temperatury spalin i wzrostem ciśnienia. W takim przypadku jest możliwe ograniczenie rozmiarów jednostki adsorpcyjnej, a także kosztów procesu wstępnego sprężania spalin. W pracy przedstawiono propozycję technologii przygotowania spalin kotłowych na potrzeby procesu VPSA, przy założeniu minimalizacji kosztów energetycznych tego procesu i zapotrzebowania na sorbent. W ramach proponowanej technologii zakłada się wykorzystanie ciepła odpadowego ze spalin na potrzeby zasilania chłodziarki absorpcyjnej wytwarzającej wodę lodową. W wyniku przeprowadzonych obliczeń symulacyjnych określono zapotrzebowanie na energię do wstępnego procesu sprężania spalin przed jednostką VPSA oraz minimalne zapotrzebowanie sorbentu do separacji CO2 z przepływającego przez adsorber strumienia spalin.

EN

One of research carried out intensively nowadays is the one on reduction of CO2 emission to atmosphere from fossil fuel combustion in energy sector. The new technologies like oxycombustion or technologies of separation from the flue gas were developed as their result. One of separation technologies considered is VPSA (Vacuum Pressure Swing Adsorption) adsorption on solid sorbents, which is done owing to different pressures on both, adsorption and desorption side of the unit. The efficiency of this method depends on solid sorbent properties and its sorption capacity in respect of separated gas components. The thermodynamic parameters of the separation process that influence sorption capacity are temperature and pressure. This is because the sorption capacity strongly increases with lowering temperature and increasing pressure of the flue gas. Therefore, in such conditions, sorbent demand for separation decreases that makes separation unit to be much smaller, and moreover, it makes flue gas compression process less energy consuming. The paper presents the concept of technology of flue gas pretreatment that may minimise energy cost of separation and sorbent demand for CO2 separation. Proposed technology assumes utilisation of waste heat from flue gas for feeding the absorption cooler that produces cold water for flue gas cooling. This allows not only flue gas cooling but in the same time for moisture removal, which also has positive impact on separation process. As a result of calculation performed, the energy demand for flue gas compression as well as sorbent amount were assessed and showed advantages of proposed technology.

4

Poprawa algorytmu sterowania trójzłożowej chłodziarki adsorpcyjnej

Pyrka P.

Zeszyty Energetyczne

|

2015

|

T. 2

123--131

PL

W artykule opisana jest zasada działania chłodziarki adsorpcyjnej na przykładzie trójzłożowej dwuparownikowej chłodziarki pracującej na parze silikażel - woda. Przedstawiony jest oryginalny algorytm sterowania oraz opisane są modyfikacje, którym został poddany. W artykule zaprezentowane zostały wyniki z pracy agregatu pod kontrolą nowego algorytmu oraz wspomniane zostały dodatkowe możliwości jego poprawy. Modyfikacja algorytmu poprawiła COP o ponad 10% oraz pozytywnie wpłynęła na stabilność pracy urządzenia.

5

On adsorption of water vapor on silica gel

Gwadera M., Kupiec K., Marszałek A.

Czasopismo Techniczne. Chemia

|

2015

|

R. 112, z. 1-Ch

17--27

EN

The aim of this work is to present the results of studies on heat and mass transfer in an adsorber, which is the main part of an adsorption chiller. The paper refers to adsorption of water vapor on silica gel grains. Adsorbent grains were coated on the outer surface of a copper pipe. The influence of grains diameter and flow rate of the gas phase on process intensity was considered.

PL

Celem niniejszej pracy jest zaprezentowanie wyników badań dotyczących przenoszenia ciepła i masy w adsorberze stanowiącym podstawową część adsorpcyjnego urządzenia chłodniczego. Praca dotyczy adsorpcji pary wodnej na silikażelu. Ziarna silikażelu były naniesione na zewnętrzną powierzchnię miedzianej rurki. Badano wpływ wielkości ziaren oraz natężenia przepływu gazu na intensywność procesu.

6

Badania parametrów pracy wytwornicy wody lodowej napędzanej energią promieniowania słonecznego

Turski M., Sekret R.

Instal

|

2013

|

nr 9

47--50

PL

W artykule przedstawiono badania możliwości zapewnienia komfortu cieplnego dla pomieszczenia o kubaturze 40 m3, poprzez zastosowanie adsorpcyjnego systemu chłodzenia zasilanego energią promieniowania słonecznego. Chłód był wytwarzany przez adsorpcyjną wytwornicę wody lodowej, zasilaną energią z płaskich kolektorów słonecznych. Przedstawiono również badania eksperymentalne warunków pracy AWWL. Rzeczywista wartość współczynnika wydajności chłodniczej COP adsorpcyjnej wytwornicy wody lodowej wyniosła 0,27, a rzeczywista całkowita sprawność adsorpcyjnego systemu chłodzenia wyniosła 0,23. Na podstawie uzyskanych wyników badań stwierdzono, że w warunkach klimatycznych Polski można efektywnie wykorzystać adsorpcyjny system chłodzenia w celu utrzymania warunków komfortu cieplnego w miesiącach, w których występuje zapotrzebowanie na chłód.

EN

In the current article, research on the possibilities for ensuring thermal comfort in a room of 40 m3 in volume, through the use of an adsorption cooling system supplied by solar energy is presented. Cooling was attained by an adsorption ice water generator (AIWG) that was supplied by energy from flat-plate solar collectors. Experiments on the AIWG working conditions are also presented. The real value of the cooling efficiency of the COP coefficient for the adsorption ice water generator was 0,27, and the real global efficiency of the adsorption cooling system was 0,23. On the basis of the results, it was assumed that, in climate conditions typical for Poland, it is possible to effectively use the adsorption cooling system to keep a constant level of thermal comfort during months in which there is a demand for cooling.

7

Research on solar adsorption cooling system

Sekret R., Turski M.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2012

|

Vol. 5, no. 2

109-116

EN

In the current paper research on possibilities for ensuring a thermal comfort through usage of an adsorption cooling system supplied by solar energy has been presented. The main thesis was to ensure an adequate level of coldness in a referential room of a 30 m3 cubature. The coldness was generated by an adsorption ice water generator, supplied by energy coming from flat-plate solar collectors. Experiments on AIWG work conditions and an analysis of possibilities of usage of solar energy in a region of Czestochowa (Poland) for supplying the adsorption cooling system have also been presented. A real value of a cooling efficiency of a COP coefficient for the adsorption ice water generator was 0.27, and a real global efficiency of the adsorption cooling system was 0.23. On the basis of received results it was assumed that in a climate conditions typical for Poland it is possible to effectively use the adsorption cooling system in order to keep a constant level of the thermal comfort during all months in which there is a demand for coldness, i.e. between April and October.

PL

W artykule przedstawiono badania możliwości zapewnienia komfortu cieplnego poprzez zastosowanie adsorpcyjnego systemu chłodzenia zasilanego energią promieniowania słonecznego. Głównym założeniem było zapewnienie pokrycia zapotrzebowania na chłód dla pomieszczenia referencyjnego o kubaturze 30 m3. Chłód był wytwarzany przez adsorpcyjną wytwornicę wody lodowej, zasilaną energią z płaskich kolektorów słonecznych. Przedstawiono również badania eksperymentalne warunków pracy AWWL oraz dokonano analizy możliwości wykorzystania energii promieniowania słonecznego na terenie Częstochowy (Polska) do zasilania adsorpcyjnego systemu chłodzenia. Rzeczywista wartość współczynnika wydajności chłodniczej COP adsorpcyjnej wytwornicy wody lodowej wyniosła 0.27, a rzeczywista całkowita sprawność adsorpcyjnego systemu chłodzenia wyniosła 0.23. Na podstawie uzyskanych wyników badań stwierdzono, że w warunkach klimatycznych Polski można efektywnie wykorzystać adsorpcyjny system chłodzenia w celu utrzymania warunków komfortu cieplnego we wszystkich miesiącach, w których występuje zapotrzebowanie na chłód, tj. od kwietnia do października.

8

A concept for a solar adsorption cooling system

Sekret R., Turski M.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2012

|

Vol. 5, no. 1

71-78

EN

In the current paper a possible usage of sorption cooling systems, seen as important factor for utilization of low parameters thermal energy (60÷90°C), has been investigated. A list of equations for designing of installations using solar radiation energy for supplying an adsorption ice water generator AIWG has been presented. A concept for an adsorption cooling system consisting of four following modules: generating, accumulating, transmitting and using the solar radiation energy has also been presented. Such parameters as: pressure, temperature, cooling power, thermal power demand and a coefficient of cooling efficiency COP, needed for operation of the adsorption adsorption ice water generator with a cooling power of 0.5 kW, have also been shown. Additionally, an impact of atmospheric conditions variation on operation of the cooling systems and keeping a state of a thermal comfort in a room has also been investigated.

PL

W artykule rozważono zastosowanie sorpcyjnych układów chłodniczych jako istotnego czynnika wykorzystującego energię termiczną o niskich parametrach 60-90°C. Przedstawiono zestaw równań dla zaprojektowania instalacji wykorzystującej energię promieniowania słonecznego do napędu adsorpcyjnej wytwornicy wody lodowej. Zaprezentowano koncepcję adsorpcyjnego systemu chłodzenia składającego się z czterech modułów: wytwarzania, akumulacji, przesyłu i wykorzystania energii promieniowania słonecznego. Przedstawiono również parametry pracy adsorpcyjnej wytwornicy wody lodowej o mocy chłodniczej 0.5 kW, tj. ciśnienia, temperatury, moc chłodniczą, zapotrzebowanie na moc cieplną i współczynnik wydajności chłodniczej COP. Dodatkowo rozważony został wpływ zmienności warunków atmosferycznych na pracę systemu chłodzenia oraz na zachowanie komfortu cieplnego w pomieszczeniu.