MODELOWANIE HYBRYDOWEJ INSTALACJI KOLEKTOROWEJ W UKŁADZIE CHŁODZENIA SŁONECZNEGO

Przedstawiono znaczenie rozwoju technologii chłodzenia z wykorzystaniem energii promieniowania słonecznego. Systemy takie z reguły używają dodatkowego źródła ciepła pozwalającego osiągnąć temperaturę efektywnej pracy chłodziarki absorpcyjnej. W tym celu w wielu rozwiązaniach stosowane są dodatkowe źródła ciepła w postaci podgrzewaczy elektrycznych, gazowych i innych czyli używających energię nieodnawialną. W krajach południowych możliwa jest praca systemu chłodniczego wyłącznie w oparciu o energię odnawialną przy wykorzystaniu odpowiednio dużych zestawów kolektorów próżniowych. Jednakże w Polsce instalacje kolektorów słonecznych bazują najczęściej na kolektorach płaskich i nie posiadają tak dużej powierzchni. Dlatego przewidziano układ bazujący na kolektorach płaskich z dogrzewaniem czynnika roboczego w postaci koncentratora promieniowania słonecznego. W pracy przedstawiono opis stanowiska badawczego oraz wybrane wyniki badań pracy takiego hybrydowego układu. Wykonano modelowanie pracy układu hybrydowego w celu opisu temperatury na wyjściu z kolektora dla naturalnej zmienności godzinowej natężenia promieniowania słonecznego oraz dla kilku wybranych prędkości przepływu medium roboczego. Wykazano, że możliwy jest wystarczająco dokładny opis za pomocą uproszczonego modelu matematycznego koncentratora, jednakże wymagana jest znajomość parametrów technicznych koncentratora (m.in. sprawności odbiornika ciepła, sprawności koncentracji promieniowania i inne). W wielu przypadkach praktycznych dokładne określenie tych wielkości może być trudne. Dlatego przeprowadzono analizę czułości modelu na niepewności tych parametrów.

Pełny tekst (pdf)

[1]  Ahmed Hamza H. Ali, Peter Noeres, Clemens Pollerberg, Performance assessment of an integrated free cooling and solar powered single-effect lithium bromide-water absorption chiller, Solar Energy 82 (2008), pp. 1021-1030.

[2]  J.V.C. Vargas, J.C. Ordonez, E. Dilay, J.A.R. Parise, Modeling, simulation and optimization of a solar collector driven water heating and absorption cooling plant, Solar Energy 83 (2009), pp. 1232-1244.

[3]  Francis Agyenim, Ian Knight, Michael Rhodes, Design and experimental testing of the performance of an outdoor LiBr/H2O solar thermal absorption cooling system with a cold store, Solar Energy 84 (2010), pp. 735-744.

[4]  Ali Shirazi, Robert A. Taylor, Stephen D. White, Graham L. Morrison, A systematic parametric study and feasibility assessment of solar-assisted single-effect, double-effect, and triple-effect absorption chillers for heating and cooling Applications, Energy Conversion and Management 114 (2016), pp. 258-277.

[5]  Bożek E., Zdunek M., Nowoczesne systemy chłodnicze zasilane skoncentrowanym promieniowaniem słonecznym, Bezpieczeństwo energetyczne – rynki surowców i energii: energetyka w czasach politycznej niestabilności, 2015, s. 687-694.

[6]  M. Izquierdo, A. González-Gil, E. Palacios, Solar-powered single-and double-effect directly air-cooled LiBr-H2O absorption prototype built as a single unit, Applied Energy 130 (2014), pp. 7-19.

[7]  Andrés Macía, Luis A. Bujedo, Teresa Magraner, César R. Chamorro, Influence parameters on the performance of an experimental solar-assisted ground-coupled absorption heat pump incooling operation, Energy and Buildings 66 (2013), pp. 282-288.

[8]  Przenzak E., Filipowicz M., Hybrid solar receiver as a source of high-temperature medium for an absorption chiller supply, Experimental Fluid Mechanics 2015, s. 656-663.

[9]  Bożek, E. , Filipowicz, M., Wykorzystanie techniki śledzenia promienia do modelowania wysokotemperaturowych układów helioenergetycznych. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury – Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, JCEEA, t. XXXII, z. 62 (2/15), 2015, s. 19-28, DOI:10.7862/rb.2015.32.

[10]  Bożek E., Szubel M., The numerical model of the high temperature receiver of the concentrated solar radiation, SDEWES 2015, Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems, Dubrownik, (2015), s. 1-12.

[11]  Włodzimierz Smolec, Fototermiczna konwersja energii słonecznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2000.

[12]  J. Knaga, Modelowanie transferu energii elektrycznej i ciepła w małych, autonomicznych układach solarnych, Inżynieria Rolnicza 144(2013) T.2 (rozprawa habilitacyjna).