8299308524

3. ZALETY I WADY STOSOWANIA LODU BINARNEGO W UKŁADACH CHŁODZENIA POŚREDNIEGO:

Użycie lodu binarnego umożliwia stosowanie sprawdzonych i naturalnych czynników chłodniczych, takich jak amoniak czy węglowodory, które wykazują mały lub nawet nie wykazują potencjału globalnego ocieplenia.

W takich układach zmniejsza się również ilość czynnika chłodniczego w instalacji o 70 - 80%. Bezpośredni efekt cieplarniany jest przez to około 8-10 razy mniejszy, niż ten w przypadku systemu bezpośredniego odparowania, wykorzystującego czynnik chłodniczy HFC jako podstawowy. Jeśli instalacja wykorzystuje lód zawiesinowy zamiast jednofazowego pośredniego czynnika chłodniczego, może być uzyskana dodatkowa 10% redukcja efektu cieplarnianego wespół z niższą wydajnością chłodniczą.

Cieplne magazynowanie energii czyni możliwym zmniejszenie instalacji o 15 - 30% i uniknięcie okresów szczytowych. Absorbowana energia jest w teorii związana z dziennymi potrzebami na chłodzenie. Magazynowanie cieplne czyni możliwym uniknięcie pracy sprężarki w warunkach częściowego obciążenia, co prowadzi do obniżenia osiągów, przede wszystkim tam, gdzie używa się sprężarek śrubowych wyposażonych w ślizgowy (przesuwowy) system regulacji. Co więcej, wymagana energia pompowania jest niższa (niższy wydatek objętościowy). Wielkość sprężarek i transformatora jest zmniejszona w takim samym stopniu jak wymagana moc elektryczna.

Efektywność energetyczna instalacji na lód binarny jest wyższa od tej, którą wykazuje instalacja używająca ciekły jednofazowy pośredniczący czynnik chłodniczy. Ten wzrost sprawności osiągany jest kilkoma czynnikami: małą różnicą temperatur na poziomie pośredniczącego czynnika chłodniczego, mniejszymi pompami i poprawioną wymianą ciepła. System magazynowania cieplnego czyni możliwym podwyższenie efektywności instalacji w sytuacji , kiedy instalacja jest w ruchu tylko wtedy, gdy warunki zewnętrzne są korzystne (najlepiej w nocy i wtedy kiedy temperatura zewnętrzna jest niska). Dzięki temu korzystamy z niższych taryf energii kWh.

Zasadniczo wyróżniamy dwa sposoby magazynowania energii:

•    jawny - związany z przyrostem temperatury materiału akumulującego ciepło.

•    utajony - związany ze zmianą stanu skupienia materiału akumulującego ciepło przy stałej temperaturze.

Najbardziej popularnymi substancjami akumulującymi energię na sposób jawny są woda oraz ciała stałe. Woda, jest łatwo dostępna zarówno cenowo jak i ilościowo oraz charakteryzuje się dużą właściwą objętościową i pojemnością cieplną wynoszącą 1,16 kWh/m³/°C Niestety, w zastosowaniach do celów chłodniczych występują duże ograniczenia wynikające z niewielkiego możliwego przyrostu temperatur, nieprzekraczającego w praktyce kilku stopni. To praktycznie eliminuje wodę z tego typu zastosowań.

Ciepłem utajonym nazywamy energię gromadzoną lub uwalnianą podczas przemian fazowych substancji (zmiany stanu skupienia) zachodzących w stałej temperaturze oraz przy niezmiennym ciśnieniu (topnienie lodu, wrzenie). Energia absorbowana lub uwalniana podczas tego procesu jest wielokrotnie większa niż energia niezbędna do zmiany temperatury substancji jak to ma miejsce w przypadku ciepła jawnego. Na przykład do stopienia 1 m³ lodu w temperaturze 0°C konieczne jest aż ok. 93 kWh energii cieplnej. Taka sama ilość ciepła zostaje uwolniona z materiału, kiedy przechodzi on w fazę stałą. Różne substancje charakteryzują się zróżnicowanymi temperaturami punktów zmiany fazy. Stosując dodatkowo tak zwane mieszaniny eutektyczne można uzyskiwać materiały akumulujące o podobnych własnościach cieplnych różniące się jedynie temperaturami zmiany stanu skupienia.

Wysokie ciepło utajone lodu binarnego umożliwia cztero- do pięciokrotne zredukowanie przekroju sieci dystrybucyjnej. Przy 25% stężeniu kryształów, wydajność cieplna lodu binarnego jest w przybliżeniu cztery razy wyższa niż ta, którą wykazuje jednofazowy czynnik chłodniczy