Reklama
Reklama
 
 
 
Reklama
Zawiesina lodowa nowa technologia chłodzenia, perspektywy stosowania (cz. 2)
Ocena użytkowników: / 0
SłabyŚwietny 
Data dodania: 10.11.2009

W niniejszej publikacji przedstawiono ekonomiczne aspekty stosowania zawiesiny lodowej w układach z akumulacją ciepła na przykładzie chłodzenia supermarketu, obiektu klimatyzowanego oraz mleczarni.
Pierwsza cześć artykułu została zamieszczona w wydaniu wrześniowym.

 

Istotnym ograniczeniem w stosowaniu zawiesin lodowych jest niedostateczna wiedza dotycząca: właściwości tego medium, projektowania instalacji zasilanej zawiesiną lodową (średnic przewodów, wymienników ciepła) oraz wiedza dotycząca oczekiwanych kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych. Już w fazie wstępnej projektowania można określić przesłanki pozwalające wybrać zawiesinę lodową jako medium chłodzące lub akumulujące ciepło. Akumulacja ciepła i wykorzystanie zawiesiny lodowej znajdzie zastawanie szczególnie w nowych obiektach, które charakteryzują się:
● występowaniem znacznych różnic pomiędzy szczytowym, chwilowym zapotrzebowaniem na „zimno”, w stosunku do średniego obciążenia cieplnego,
● istotnymi różnicami w cenach taryf energii elektrycznej oraz w przypadku stosowania upustów dla układów z akumulacją ciepła i przy zmiennym dobowym zapotrzebowaniem na energię elektryczną,
● niskimi kosztami lokalizacji zbiornika akumulacyjnego.

 


Ekonomiczne aspekty stosowania systemów chłodzenia z zawiesiną lodową
Podjęcie decyzji związanej z wyborem układu chłodzenia z zawiesiną lodową powinno być poprzedzone analizą możliwości wykorzystania alternatywnych pośrednich układów chłodzenia zarówno z, jak i bez akumulacji ciepła. Istotny wpływ na koszty eksploatacyjne systemu chłodzenia mają koszty amortyzacyjne determinowane przez cenę (urządzenia chłodniczego) generatora zawiesiny lodowej oraz zbiornika akumulacyjnego. Koszty zakupu wytwornic oraz zbiorników akumulacyjnych, dla różnych typów urządzeń i różnych modeli kosztów (amerykańskiego [9] oraz europejskiego [17]) przedstawiono na rys. 6. Istotnym elementem decydującym o kosztach eksploatacyjnych jest zakładana strategia akumulacji ciepła, która również musi być przedmiotem analizy ekonomicznej poprzedzającej właściwą fazę projektowania systemu chłodzenia. Dobrą ilustracją tego problemu jest analiza prezentowana w tabeli 1 [11], wykonana dla trzech systemów akumulacji wykorzystujących zawiesinę lodową i klasycznego systemu bezpośredniego chłodzenia.
Dzięki pełnej akumulacji uzyskuje się najniższe koszty energetyczne, ale przy znacznych kosztach inwestycyjnych (kolumna 2 tabeli 1). W rozważanym przypadku, częściowa akumulacja (przy wydłużonym czasie pracy generatora) prowadzi do istotnego obniżenia kosztów inwestycyjnych, dzięki obniżeniu mocy generatora i pojemności zbiornika akumulacyjnego (kolumna 3 tabeli 1).

 

 

Wyniki analizy ekonomicznej uzależnione są nie tylko od modelu akumulacji, ale również od: założeń dotyczących temperatury czynnika pośredniczącego, parametrów pracy pierwotnego obiegu chłodniczego (współczynnika wydajności chłodniczej), typu generatora zawiesiny lodowej, modelu kosztów inwestycyjnych, parametrów amortyzacji inwestycji. Wybór odpowiedniego generatora zawiesiny lodowej uzależniony jest od zakładanej temperatury zawiesiny lodowej, mocy generatora oraz jego ceny. Dostępne typy generatorów zawiesiny lodowej, ich dopuszczalne moce ziębnicze oraz zakresy temperatur, w których mogą być stosowane przedstawia rys. 7.

 

 

Przykładową analizę opłacalności wykorzystania zawiesiny lodowej, jako medium w którym akumulowane jest ciepło, przeprowadzono w prezentowanej publikacji dla układów chłodzenia supermarketu, obiektu klimatyzowanego oraz mleczarni. Analizie poddano układy obejmujące: fluidyzacyjny (FGZL) i skrobakowy (SGZL) generator zawiesiny lodowej, układ akumulacyjny z chłodnicą i akumulatorem glikolu etylenowego (CHGL) oraz pośredni układ chłodzenia bez akumulacji zimna (CHGL-bak) z glikolem etylenowym jako chłodziwem. Obliczenia wykonano: pomijając spadek kosztów (w przypadku zawiesiny lodowej) inwestycyjnych i eksploatacyjnych po stronie odbiorników zimna oraz zakładając: europejski model kosztów inwestycyjnych, ceny energii elektrycznej według taryfy G12b, pięcioletni okres amortyzacji, przy 9% stopie oprocentowania kredytu. W analizie opłacalności rozważano dla każdego układu różne strategie akumulacji ciepła. Obliczenia wykonane dla rozważanych obiektów (supermarketu, obiektu klimatyzowanego, mleczarni) wykazały, że różne obciążenia cieplne obiektów determinują różne, optymalne z punktu widzenia kosztów eksploatacyjnych, strategie akumulacji.

Supermarket

W rozważanym przypadku analizie poddano obiekt handlowy o obciążeniu cieplnym [12] przedstawionym na rys. 8A. Przedmiotem analizy były trzy systemy wykorzystujące akumulację ciepła oraz jeden system bez akumulacji. Określenie kosztów eksploatacyjnych wymaga przyjęcia założeń dotyczących parametrów eksploatacyjnych, które dla rozważanego obiektu i przyjętych układów chłodzenia zestawiono w tabeli 2. Dla rozważanego supermarketu przeprowadzono obliczenia wskazujące optymalną (ze względu na minimalne roczne koszty eksploatacyjne) strategię akumulacji i konieczną w tym przypadku moc urządzenia chłodniczego (rys. 8B). Z rysunku 8B wynika, że najniższe koszty eksploatacyjne będzie miał układ z częściową akumulacją i zrównoważonym obciążeniem. Przypadek ten odpowiada 24 godzinnej pracy generatora zawiesiny lodowej o stałej wydajności chłodniczej 432,6 kW. Zestawienie rocznych kosztów energetycznych, amortyzacyjnych i eksploatacyjnych dla przyjętych urządzeń chłodniczych przedstawiono na rys. 9. Wyniki przedstawione na tym rysunku wskazują, że najniższe koszty eksploatacyjne odnoszą się do fluidyzacyjnych generatorów zawiesiny lodowej. Fluidyzacyjne generatory zawiesiny lodowej odznaczają się w stosunku do generatorów skrobakowych niższymi dopuszczalnymi różnicami temperatur pomiędzy zawiesiną lodową i czynnikiem chłodniczym [17] (wyższe współczynniki COP), wyższymi współczynnikami przenikania ciepła parowaczy (tabela 2), stąd mniejszymi powierzchniami wymiany ciepła generatorów i niższymi kosztami. Należy również zwrócić uwagę, że przy relatywnie wysokich rocznych kosztach energetycznych w stosunku do kosztów amortyzacyjnych, istotną rolę w wysokości kosztów odgrywa wartość współczynnika COP, która jest najniższa dla skrobakowych generatorów zawiesiny lodowej (tabela 2).

 

 

 

 

Układy z zawiesiną lodową charakteryzują się o około 75% niższymi kosztami zbiorników akumulacyjnych w porównaniu z układami glikolowymi. Ceny zbiorników akumulacyjnych stanowią jednak około 25% ceny całego urządzenia chłodniczego. Przy czym generatory zawiesiny lodowej są około 53% droższe niż chłodnice glikolu o tej samej wydajności.

Obiekt klimatyzowany
(...)

Mleczarnia
(...)

Wnioski
(...)

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

  • Pompy ciepła 2018

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2017

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2018

  • Pompy ciepła 2015

  • Pompy ciepła 2016

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.