ZASTOSOWANIE ZAWIESINY LODOWEJ W KLIMATYZACJI

W pracy przedstawiono możliwości zastosowania zawiesiny lodowej w technice
klimatyzacyjnej. Zawiesina lodowa jest mieszaniną kryształków lodu i cieczy,
którą jest najczęściej woda, lub woda z dodatkiem środka obniżającego jej temperaturę
zamarzania. Wytwarzana jest w różnego typu generatorach, z których do
najczęściej stosowanych należą mechaniczne generatory skrobakowe. Wykorzystanie
zawiesiny lodowej jako nośnika ciepła w systemach klimatyzacyjnych,
w stosunku do systemów z wodą lodową wiąże się z wieloma korzyściami, takimi
jak: zmniejszenie ilości chłodziwa w układzie, zmniejszenie średnicy rurociągów,
zmniejszenie wielkości wymienników ciepła (nawet o 50%), przy zachowaniu takich
samych wydajności. Zastosowanie zawiesiny lodowej w klimatyzacji pozwala
na obniżenie temperatury powietrza pierwotnego o 5,5 K, co umożliwia redukcję
jego strumienia o ponad 40%. Dodatkowym efektem związanym z niższą temperaturą
powietrza pierwotnego są lepsze warunki komfortu, dzięki obniżeniu
wilgotności względnej powietrza z 60 do 35%. Te efekty mają wpływ na działanie
układu regulacji, gdyż przy takim samym obciążeniu cieplnym obiektu możliwe
są wyższe nastawy temperatury o około 1,5 K. Podstawową zaletą instalacji z zawiesiną
lodową jest możliwość skojarzenia jej z systemem akumulacji ciepła. Pozwala
to na ograniczenie szczytowej mocy urządzenia ziębniczego o 50 - 80%,
redukcję o 80% napełnienia instalacji czynnikiem ziębniczym oraz wykorzystanie
nocnych taryf energii elektrycznej i zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych
o 25 - 50%. Stosując zawiesinę lodową można kilkakrotnie zmniejszyć pojemność
zbiornika akumulacyjnego.
W pracy omówiono również przykładowe instalacje klimatyzacyjne z zawiesiną
lodową kompleksu budynków i kopalni złota.

Pełny tekst (pdf)

[1] Bellas I., Tassou S.: Present and future applications of ice slurries, International
Journal of Refrigeration, no. 28, 2005, pp. 115-121.
[2] Efrat T., Rott S.: 27MW industrial cooling applications based on the ide's energy
efficient vacuum icemaker, 9th IIR Conference on Phase-Change Materials and
Slurries for Refrigeration and Air Conditioning, Sofia, 2010.
[3] Egolf P.W., Kauffeld M.: From physical properties of ice slurries to industrial ice
slurry applications, International Journal of Refrigeration, no. 28, 2005, pp. 4-12.
[4] Kauffeld M., Wang M.J., Goldstein V., Kasza K.E.: Ice slurry applications, International
Journal of Refrigeration, no. 33, 2010, pp. 1491-1505.
[5] Mika Ł., Zalewski W.: Ocena możliwości zastosowania lodu zawiesinowego do
zasilania oziębiaczy powietrza, Inżynieria i Aparatura Chemiczna, nr 3, 2004,
s. 112-113.
[6] Mika Ł.: Zastosowanie zawiesiny lodowej jako chłodziwa w układach chłodzenia
powietrza w kopalni, Szkoła Eksploatacji Podziemnej, Materiały Konferencyjne,
Kraków 2014.
[7] Niezgoda-Żelasko B., Zalewski W.: Techniczne i ekonomiczne aspekty stosowania
zawiesiny lodowej w systemach chłodniczych i klimatyzacyjnych, Design and
Operation of Environmentally Friendly Refrigeration and AC Systems, Mat. Międzynarodowej
Konferencji Chłodniczej, Poznań 2008, s. 151-158.
[8] Zalewski W.: Systemy i urządzenia chłodnicze, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej,
Kraków 2012.
[9] Sunwell. Thermal storage. Installation example, http://www.sunwell.com/thermalstorage.
html [dostęp: 31 marca 2014 r.].
[10] Thermal energy storage for space cooling, US Department of Energy.
http://www.eren.doe.gov/femp [dostęp: 31 marca 2014 r.].