Сравнительный анализ водо-ледных аккумуляторов холода

Цель. Применение аккумуляции холода в системах охлаждения повышает их эффективность, снижает мощность устанавливаемого оборудования, выравнивает нагрузки на электросети и обеспечивает экономический эффект. Метод. Иследование основано на методах термодинамического анализа технических характеристик различных модификаций водо-ледных аккумуляторов холода. Результат. Проведен анализ технических характеристик льдоаккумуляторов трех типов: с намораживанием воды на теплообменной поверхности (тип 1), с замораживание воды в емкости (тип 2) и в контейнерах (тип 3). Разработаны рекомендации по их применению и определены перспективные направления научных исследований в этой области. Сопоставлены удельные параметры: объем, холодопроизводительность и металлоемкость. Вывод. Аппараты второго и третьего типов имеют ряд преимуществ перед аппаратами первого типа. Они компактнее, имеют меньшую в 1,5–3 раза металлоемкость. Эффективность льдоаккумуляторов всех трех типов по удельной холодопроизводительности примерно одинакова и находится в пределах 0,08–0,3 кВт/кВтч. Интерес представляют аккумуляторы третьего типа. Для их создания необходимо выполнить комплекс аналитических и экспериментальных исследований.

1. Sarbu, I., Sebarchievici, C. A Comprehensive Review of Thermal Energy Storage // Sustainability, 2018, № 10(1), p. 191. https://doi.org/10.3390/su10010191.

2. Luisa F. Cabeza, Alvaro de Gracia, Gabriel Zsembinszki, Emiliano Borri. Perspectives on thermal energy storage research // Energy. 2021, Vol. 231. DOI: 10.1016/j.energy.2021.120943

3. Jose Pereira da Cunha, Philip Eames, Thermal energy storage for low and medium temperature applications using phase change materials – A review//Applied Energy, 2016;177:227-238, https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.05.097

4. Md. Shahriar Mohtasim, Barun K. Das. Biomimetic and bio-derived composite Phase Change Materials for Thermal Energy Storage applications: A thorough analysis and future research directions. Review article//Journal of Energy Storage 84 (2024) 110945. https://doi.org/10.1016/j.est.2024.110945.

5. Eneja Osterman, Uroˇs Stritih. Review on compression heat pump systems with thermal energy storage for heating and cooling of buildings//Journal of Energy Storage 39 (2021) 102569. https://doi.org/10.1016/j.est.2021.102569.

6. Козлов Д.В. Моделирование ледовых явлений: учебное пособие. – М., 2020. – 145 с.

7. Bader Al-Aifan B., Parameshwaran R., Mehta K., Karunakaran R., Performance evaluation of a combined variable refrigerant volume and cool thermal energy storage system for air conditioning applications // International Journal of Refrigeration, №76, 2017, 271–295 c., doi: 10.1016/j.ijrefrig.2017.02.008.

8. Mohit Barthwal, Atul Dhar, Satvasheel Powar. The techno-economic and environmental analysis of genetic algorithm (GA) optimized cold thermal energy storage (CTES) for air-conditioning applications// Applied Energy 283 (2021) 116253. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.116253

9. Sanaye S, Hekmatian M. Ice thermal energy storage (ITES) for air-conditioning application in full and partial load operating modes// Int J Refrig 2016;66:181–197. DOI: 10.1016/j.ijrefrig.2015.10.014

10. Emamzadeh Abolghasem, Ataei Abtin. A comparative study on PCM and ice thermal energy storage tank for air-conditioning systems in office buildings// Appl Therm Eng 2016.96:391–9. DOI: 10.1016/j.applthermaleng. 2015.11.107

11. [Электронный ресурс]. URL: https://orelholodmash.ru/product/cat/ldoakkumulyatory/

12. Kai-Shing Yang, Yun-Sheng Chao, Chia-Hsing Hsieh, Chi-Chuan Wang. A novel hybrid ice storage design applicable for commercial showcase with refrigerator and freezer//Journal of Energy Storage 68 (2023) 107898. https://doi.org/10.1016/j.est.2023.107898.

13. Andrea Mammoli, Matthew Robinson. Numerical analysis of heat transfer processes in a low-cost, highperformance ice storage device for residential applications// Applied Thermal Engineering 128 (2018) 453–463. http://dx.doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.09.043.

14. A. Palacios a, M.E. Navarro-Rivero, B. Zou, Z. Jiang, M.T. Harrison, Y. Ding. A perspective on Phase Change Material encapsulation: Guidance for encapsulation design methodology from low to hightemperature thermal energy storage applications//Journal of Energy Storage 72 (2023) 108597. https://doi.org/10.1016/j.est.2023.108597.

15. Бабакин Б.С., Воронин М.И., Семенов Е.В., Бабакин С.Б., Белозеров А.Г., Сучков А.Н. Теоретическое обоснование процесса охлаждения жидкости замороженными телами с развитой поверхностью//Вестник Международной академии холода. - 2019. - №2. - С.98–101. DOI: 10.17586/160643132019182-95-101.

16. [Электронный ресурс]. URL: https://aircool.ru/

17. https://termoservice63.ru/gienierator_liedianoi_vody_ldoakkumuliator_stoimost?etext=2202.4lSy9V4uxwyNL5_YfDp65roVuUFweyx32muuYJh4KjsJNDQlT4JP3PUwGB-qwIrswVGFZ4usLPh0n8AqFvd542_5ZKZHcwMj5WEAkLlvZRHLLKoS9BlD3K_7RDWp5WzY2Z0dG1keXJ1c2FseGNwaw.de31e0a9b4fbc7dd827b8266500744e6fc81fc86&yclid=8033288342965583871 [Электронный ресурс].

18. URL: https://phs-holod.ru/manufacture/teploobmen_oborudovanie/ystanovki_s_OAL.html [Электронный ресурс].

19. URL: https://www.tehnofrost.com/ru/catalog/produktsiya-tekhnofrost/oborudovanie-dlya-ledyanoy-vody/ [Электронный ресурс].

20. [Электронный ресурс]. URL: https://minus.su/

21. [Электронный ресурс]. URL: https://www.arktika1.ru/refrigerating_machinery/1096/

22. URL:https://molokoice.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=48&Itemid=54 [Электронный ресурс].

23. Гончарова Г.Ю., Пытченко В.П., Борзов С.С., Борщев Г.В. Исследование процессов тепломассообмена при пленочном обтекании ледовых поверхностей с фазовым переходом на границе раздела // Вестник Международной академии холода. – 2021. –№ 4. –С. 3–11. – DOI 10.17586/1606-4313-2021-20-4-3-11.

24. Goncharova G. Yu., Korolev I. A., Borschev G. V. Performance of an Ice Bank with Falling Film Flow around a Melting Surface//Russian Engineering Research. – 2023. – Vol. 43, No. 11. – P. 1386-1392. – DOI 10.3103/s1068798x23110114.

25. [Электронный ресурс]. URL: https://mayekawa.com/products/ice_storage/

26. [Электронный ресурс]. URL: https://www.made-in-china.com/factory/ice-cold-storage.html

27. [Электронный ресурс]. URL: https://www.europages.co.uk/companies/icewatercoldstoragesystems.html

28. Cristopia Energy Systems - Air Conditioning Systems India [Электронный ресурс]. URL: https://cristopiaairconditioningsystemsindia.wordpress.com/

29. Phase Change Material Products Limited: [Электронный ресурс]. URL: http://www.pcmproducts.net/

30. Dogan Erdemir, Necdet Altuntop, Yunus A. Çengel. Experimental investigation on the effect of ice storage system on electricity consumption cost for a hypermarket//Energy&Buildings 251(2021)111368.

31. https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2021.111368.