Metody akumulacji chłodu w instalacjach klimatyzacyjnych

• Autorzy: Rabczak, S.

Warianty tytułu

EN

Methods of cold accumulation in the air conditioning systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kwestie zmniejszenia zużycia energii stanowią obecnie obszar, wokół których skupia się większość prac badawczych i ich technicznych aplikacji. W pracy przedstawiono możliwości magazynowania energii chłodniczej w postaci jawnej bazującej na pojemności cieplnej materiału akumulacyjnego, którym najczęściej jest woda, oraz w postaci utajonej, która umożliwia magazynowanie energii chłodniczej w przemianach fazowych zachodzących podczas procesu ładowania i rozładowywania materiału akumulacyjnego, często określanego jako materiał PCM (ang: Phase Change Material – materiał zmieniający stan skupienia). Ponieważ ciepło związane ze zmianą stanu skupienia jest kilkanaście razy większe w porównaniu z ciepłem właściwym danego materiału, uzyskuje się mniejsze pojemności zasobników chłodu. W artykule zestawiono objętości akumulatorów energii chłodniczej dla wybranych systemów produkcji chłodu oraz związane z tym wymagane moce urządzeń ładujących zasobniki. Opracowano autorską metodę obliczeniową (w chwili publikacji bez weryfikacji eksperymentalnej), umożliwiającą określenie mocy agregatu chłodniczego w poszczególnych systemach akumulacji z uwzględnieniem dobowej zmienności w zapotrzebowaniu na energię chłodniczą lub przy założeniu procentowego stopnia wykorzystania mocy chłodniczej pochodzącej z zasobnika chłodu. Umożliwia ona obliczenia systemu produkcji chłodu dla układów w postaci akumulacji pełnej, częściowej i z limitem wydajności chłodniczej. Przedstawiono porównanie wymaganej pojemności całkowitej zasobników w systemie akumulacji pełnej dla wybranych metod akumulacji z wykorzystaniem różnych materiałów akumulacyjnych, zaczynając od wody, lodu binarnego, przez lód w kapsułkach oraz systemy z bezpośredniego i pośredniego wytwarzania wody lodowej.

EN

Reduce energy consumption issues becomes currently area around which most of the research and technical applications are made. The paper presents the possibility to store cooling energy in the form of sensible based on the heat capacity of the accumulated material, which is mostly water, and in the form of latent, which allows storage of energy in cooling phase transitions occurring during the loading and unloading of accumulated material, often referred to as a material PCM (Eng: Phase Change Material). As the heat associated with the change of state is several times higher than that of the specific heat of the material, obtained in this way volume of cold storages is much less than in sensible method of cold accumulation. Comparison of the volume of the cooling energy production for selected cooling systems and associated charging chiller power has been obtained as well as cold storage volumes. An original method of calculation developed by author (at the time of publication without experimental verification) allows to determine the chiller capacity in each individual accumulation system taking into account the various in cooling energy demand, or assuming the percentage of utilization of cold storage. It allows the calculation of the cold production system for such systems as full accumulation, partial and limited cooling capacity. A comparison of the total required capacity in the full accumulation systems for selected accumulated materials, starting with water, water ice, binary ice, through ice in capsules and systems of direct and indirect production of cold water.

Słowa kluczowe

PL

instalacja klimatyzacyjna; agregat chłodniczy; magazynowanie energii; zasobnik chłodu; analiza efektywności; metoda obliczeń

EN

air conditioning system; cooling aggregate; energy storage; cooling energy accumulator; efficiency analysis; calculation method

• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 60, nr 1
• Strony: 145--160
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Rabczak, S.

• Politechnika Rzeszowska,

Bibliografia

• 1. Rubik M.: Pompy ciepła. Poradnik. Technika cieplna w budownictwie. Warszawa 2006.
• 2. Mehling H., Cabeza L.F.: Heat and cold storage with PCM. Springer, 2008.
• 3. Semadeni M.: Energy storage as an essential part of sustainable energy systems. CEPE working paper 24, May 2003.
• 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. Williams C.D.: Optimizing TES chiller management. ASHRAE Journal, 4, 1996, 43-48.
• 9. Stamm R.H.: Thermal storage systems. Heating/Piping/Air Conditioning, January 1985, 133-151.
• 10. Lumpkin R.M.: Thermal storage: A reversible process. HPAC, 1, 1998, 136-142.
• 11. Shan K. Wang: Handbook of air conditioning and refrigeration, 2nd ed. McGraw-Hill, New York 2000.
• 12. Wang S.K., Lavan Z.: Air-conditioning and refrigeration. Mechanical Engineering Handbook, Frank Kreith (ed.). CRC Press LLC, Boca Raton 1999.
• 13. Wojtas K.: Systemy akumulacji chłodu sposobem na podniesienie efektywności instalacji klimatyzacyjnej. Geneza i opis systemu. Chłodnictwo i Klimatyzacja, 9/2001.
• 14. Bonca Z.: Czynniki chłodnicze i nośniki ciepła. IPPU Miasta, Gdańsk 1997.
• 15. ASHRAE Handbook-HVAC Applications. Thermal storage. ASHRAE Inc., Atlanta 2007, 34.1-34.33.