„Uniwersytet dla Ziemi”: trwają prace nad ekologiczną produkcją chłodu

Pracownicy Wydziału Nauk Ścisłych, Przyrodniczych i Technicznych Uniwersytetu Jana Długosza w Częstochowie realizują badania naukowe, które wpisują się w działania Uczelni pn. „Uniwersytet dla Ziemi”. Prof. dr hab. Jarosław Krzywański, prof. UJD (z Katedry Zaawansowanych Metod Obliczeniowych WNSPT) realizuje projekt pn. „Adsorpcyjna produkcja chłodu”.

Oto opis projektu:

Konieczność oszczędzania zasobów energetycznych i ochrony środowiska naturalnego to kluczowe problemy cywilizacyjne XXI wieku. Istotną częścią konsumpcji energii elektrycznej jest chłodzenie, a prognozy przewidują, że jego udział w ogólnym zużyciu energii będzie w kolejnych latach nadal wzrastał. Obecnie do chłodzenia najczęściej stosowane są sprężarkowe urządzenia chłodnicze. Istotną wadą tego typu chłodziarek jest wykorzystanie czynników chłodniczych, które są odpowiedzialne za niszczenie warstwy ozonowej. Negatywny wpływ na środowisko konwencjonalnych agregatów chłodniczych skłania do badań na rzecz rozwoju alternatywnych technologii w tym zakresie. Zakład Zaawansowanych Metod Obliczeniowych prowadzi badania związane z rozwojem ekologicznej, adsorpcyjnej technologii produkcji chłodu. Główną zaletą agregatów adsorpcyjnych jest użycie ciepła, jako energii napędowej obiegu chłodniczego. Udział energii elektrycznej jest w tych technologiach marginalny i skoncentrowany na sterowaniu i zasilaniu pomp obiegowych. Do zasilania chłodziarek adsorpcyjnych można wykorzystać niskotemperaturowe źródła energii cieplnej w postaci energii słonecznej, ciepła produkowanego w kogeneracji lub przemysłowego ciepła odpadowego, które jest produktem ubocznym wielu procesów technologicznych. Zatem upowszechnienie technologii adsorpcyjnej wpływa pozytywnie na zwiększenie udziału OZE w ogólnym zużyciu energii elektrycznej. Ma to szczególne znaczenie w Polsce, gdzie energia elektryczna produkowana jest głównie z paliw kopalnych. Ponadto agregaty sorpcyjne generują niskie koszty eksploatacji i napraw, a praca tych urządzeń odbywa się przy nieznacznym poziomie hałasu i jest pozbawiona wibracji. Moc chłodnicza w adsorpcyjnym cyklu chłodzenia uzyskiwana jest przez wykorzystanie efektów cieplnych, które są konsekwencją prowadzonych cyklicznie procesów adsorpcji i desorpcji w stałym złożu materiału porowatego. Prowadzone w Zakładzie Zaawansowanych Metod Obliczeniowych badania ukierunkowane są na poprawę sprawności chłodniczych agregatów adsorpcyjnych, poprzez projektowanie nowych konstrukcji złóż adsorpcyjnych o wyższej sprawności oraz optymalizację cyklu roboczego chłodziarki. W tym celu wykorzystuje się modelowanie numeryczne CFD, algorytmy sztucznej inteligencji oraz unikatowe stanowiska eksperymentalne, które pozwalają na walidację opracowanych modeli.