akumulacja chłodu

 Stosowanie systemów chłodzenia i klimatyzacji z zawiesiną lodową może być uzasadnione ekonomicznie w sytuacji:

● korzystania z akumulacji zimna,
● występowania znacznych różnic pomiędzy szczytowym (chwilowym) zapotrzebowaniem na „zimno” i średnim obciążeniem cieplnym,
● zróżnicowania czasowego cen energii elektrycznej (różne taryfy) oraz w przypadku stosowania upustów dla układów z akumulacją zimna, a także przy zmiennym dobowym zapotrzebowaniu na energię elektryczną,
● rozbudowywania układu chłodzenia lub konieczności jego modernizacji,
● wykonywania nowej instalacji chłodniczej,
● gdy oczekuje się korzyści dla układu dystrybucji powietrza chłodzącego.

     Podejmując decyzję o zastosowaniu zawiesiny lodowej należy dysponować:
● stosownymi możliwościami projektowymi (wykonanie wymaganych studiów projektowych, klimatyzacja Warszawa umożliwiających wybór optymalnego rozwiązania dla danej aplikacji),
● tanią lokalizacją o znacznej powierzchni dla zbiornika akumulacyjnego,
● wiedzą i doświadczeniem z zakresu strategii pracy i regulacji sytemu chłodzenia, pozwalającym minimalizować koszty eksploatacyjne systemu,
● doświadczeniem w zakresie obsługi i utrzymania instalacji z ZL. Dotyczy to szczególnie sytuacji, gdy system z ZL jest alternatywą w stosunku do chłodnic kompaktowych.

     Podjęcie decyzji związanej z wyborem układu chłodzenia i klimatyzacji z zawiesiną lodową powinno być poprzedzone analizą możliwości wykorzystania alternatywnych, pośrednich układów chłodzenia bazujących na akumulacji zimna. W tym względzie dostępne rozwiązania techniczne obejmują:
● zbiorniki akumulacyjne wody lodowej o temperaturze 4÷7oC (wykorzystanie ciepła jawnego związanego z pojemnością cieplną wody oraz różnicą temperatury wody zasilającej i powrotnej). Stosowanie tego rozwiązania jest celowe w przypadku modernizacji istniejących układów pośredniego chłodzenia bazujących na wytwornicach wody lodowej (nie ma konieczności zmiany wytwornic) oraz w przypadku układów o dużych wydajnościach cieplnych, w których dzięki wielkim urządzeniom można obniżyć jednostkowe koszty zbiorników akumulacyjnych;
● blok lodowy. Lód wytwarzany jest na powierzchni wężownicy, chłodzonej czynnikiem chłodniczym lub wodnym roztworem glikolu o temp. -10÷-4oC. Rozładowanie zbiornika akumulacyjnego odbywa się poprzez wytapianie lodu za pośrednictwem wody chłodzonej lub za pomocą strumienia ciepłego czynnika pośredniczącego (glikolu) płynącego wewnątrz wężownicy. Tego typu układy można stosować w modernizowanych lub nowych obiektach chłodniczych, o małych i średnich wydajnościach, w których dąży się do ograniczenia kosztów samej chłodnicy i zbiornika akumulacyjnego;
● kombajn lodowy. Na pionowych płytach parowacza tworzona jest przez około 20 minut warstwa lodu o grubości 8÷10 mm. Wzrost temperatury powierzchni parowacza (gorący gaz) o 5K powoduje jego „odlodzenie” i gromadzenie się lodu w zbiorniku akumulacyjnym. Zmagazynowana energia odzyskiwana jest poprzez wodę przepływającą przez zbiornik w normalnym cyklu pracy. Specyficzna konstrukcja powierzchni wymiany ciepła, ułatwiająca proces usuwania warstw lodu sprawia, że kombajny lodowe (o mniejszej wymaganej powierzchni wymiany ciepła niż w blokach lodowych) cechują o wysokie koszty jednostkowe w odniesieniu do wydajności chłodniczej. Zaleca się stosowanie kombajnów lodowych do akumulacji dużych ilości energii i przy relatywnie niskich wydajnościach chłodniczych urządzeń i klimatyzacji;
● systemy z kapsułami lodowymi. Woda wypełniająca kapsuły o średnicy np. 4 cale (umieszczone w zbiorniku akumulacyjnym) jest cyklicznie zamrażana i ogrzewana za pomocą czynnika pośredniczącego, schładzanego w urządzeniu chłodniczym. Na podobnej zasadzie działają również systemy wykorzystujące sole eutektyczne.

     Układy klimatyzacji  z zawiesiną lodową charakteryzują się wysokie koszty generatorów ZL przy relatywnie niskich kosztach zbiornika akumulacyjnego (nawet o 50% mniejsza objętość zbiornika niż w przypadku bloków lodowych). Z tych powodów zawiesinę lodową należy stosować w przypadku akumulacji dużych ilości energii (rys. 2), w układach chłodzenia o bardzo zróżnicowanych, w zakresie wartości i czasu trwania, obciążeniach cieplnych, gdy oczekuje się wysokich chwilowych strumieni ciepła odbieranych ze zbiornika akumulacyjnego.