Cold accumulators using slurry ice in air-conditioning systems

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

This article reviews cold storage technologies that use slurry ice in air-conditioning systems. The authors try to focus attention on an environmentally friendly technology that improves the energy efficiency of air-conditioning systems.

This article discusses systems with coolants, highlights their main types, and lists the main advantages and disadvantages of using two-phase coolants. Because the use of water as a coolant below 0 °C requires additional impurities, the main additives and depressants used in this technology for obtaining ice suspensions, as well as their effect on the properties of an aqueous solution of slurry ice, were considered. The authors studied and described the main methods for generating slurry ice, such as fluid subcooling, direct contact with an immiscible refrigerant, freezing on surfaces, obtaining an ice suspension in a fluidized bed, and «vacuum» ice. For each method, the principles of obtaining slurry ice and the main advantages and disadvantages are described. To more completely understand the design aspects of systems using slurry ice, the authors reviewed methods for storing and distributing an ice suspension in a system. Their scopes of application and the main differences between the use of centralized and decentralized slurry ice storage systems are described.

About the authors

Nina V. Kovalyova

Bauman Moscow State Technical University

Author for correspondence.
Email: kovaliova.nina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7516-2782
Russian Federation, Moscow

Anton A. Zharov

Bauman Moscow State Technical University

Email: zharov_a@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0001-9945-0850
SPIN-code: 8581-1809

Cand. Sci. (Tech.)

Russian Federation, Moscow

Artem V. Borisenko

Bauman Moscow State Technical University

Email: borart@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-4818-3702
SPIN-code: 2859-5006

Cand. Sci. (Tech.)

Russian Federation, Moscow

Anna V. Valiakina

Bauman Moscow State Technical University

Email: valiakina@bmstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-7709-1209
SPIN-code: 7679-2022

Cand. Sci. (Tech.)

Russian Federation, Moscow

References

  1. Tazitdinov RR, Kruglov AA. Analysis of the properties of binary ice. In: VIII International Scientific and Technical Conference “Low-temperature and food technologies in the XXI century” (St. Petersburg, November 15–17, 2017). Conference materials. Saint Petersburg: NIU ITMO; 2017:205-207. (in Russ).
  2. Minenkov VV, Zimin AV, Khmelnyuk MG. Influence of impurities on the processes of obtaining and using binary ice. Kholodilnaya tekhnika i tekhnologiya. 2013;49(4):24–30. (in Russ).
  3. Kauffeld M, Kawaji M, Egolf PW. Handbook on ice slurries: fundamentals and engineering. Paris: International Institute of Refrigeration (IIR); 2005.
  4. Sokolov V, Fikiin K, Kaloyanov N. Advantages, production and use of ice suspensions as a secondary coolant. Mekhanika na mashinite. 2002;44:26–30. (in Russ).
  5. Kruglov AA, Tazitdinov RR. Description of the calculation model of the installation for the production of “binary ice” by the method of vacuum evaporative crystallization. Nauchnyy zhurnal NIU ITMO. Seriya «Kholodilnaya tekhnika i konditsionirovanie». 2016;3(23):26–35. (in Russ). doi: 10.17586/2310-1148-2016-9-3-26-35
  6. Tazitdinov RR, Kruglov AA, Yunusov M. Development of a method for calculating the process of freezing a drop in a vacuum unit for the production of binary ice. Almanakh nauchnykh rabot molodykh uchenykh XLVIII nauchnoy i uchebno-metodicheskoy konferentsii Universiteta ITMO. Saint Petersburg: NIU ITMO; 2019;5:216–218. (in Russ).
  7. Haris D, Nasirin, Dahlan D, et al. Slurry Ice Machine Design Production Capacity of 1.3 Tons. International Journal of Applied Engineering Research. 2020;15(3):212-215. [cited: Dec 15 2022] Available from: https://www.ripublication.com/ijaer20/ijaerv15n3_3.pdf
  8. Takeshita Y, Waku T, Wilson PW, et al. Effects of Winter Flounder Antifreeze Protein on the Growth of Ice Particles in an Ice Slurry Flow in Mini-Channels. Biomolecules. 2019;9(2):70. doi: 10.3390/biom9020070

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Classification of existing refrigerants.

Download (295KB)
3. Fig. 2. Impact of APF on an ice crystal.

Download (30KB)
4. Fig. 3. Effect of surfactants on the size of ice crystals at different IPF values: ○ ― cases without growth of ice particles; ■ ― cases of growth of ice particles.Fig. 3. Effect of surfactants on the size of ice crystals at different IPF values: ○ ― cases without growth of ice particles; ■ ― cases of growth of ice particles.

Download (53KB)
5. Fig. 4. Ice slurry production process by the subcooled water method in an ice storage system.

Download (41KB)
6. Fig. 5. Particle/ice removal mechanism [in a fluidixed bed crystallizer].

Download (52KB)
7. Fig. 6. Schematic of a direct contact ice machine.

Download (81KB)
8. Fig. 7. Scraper-type generator.

Download (55KB)
9. Fig. 8. Production of ice slurry with water as a refrigerant.

Download (147KB)
10. Fig. 9. Decentralized accumulation system [4].

Download (82KB)
11. Fig. 10. Centralized cold storage system using ice slurry [4].

Download (83KB)

Copyright (c) 2023 Kovalyova N.V., Zharov A.A., Borisenko A.V., Valiakina A.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».