Celestino R. Ruivo¹, José M. Pinazo² and Angel Barragán²
1 Área Departamental de Engenharia Mecânica, Escola Superior de Tecnologia da Universidade do Algarve - Campus da Penha, 8000 Faro, Portugal (cruivo@ualg.pt)
2 Departamento de Termodinamica Aplicada, Universidad Politécnica de Valencia , España (jmpinazo@ter.upv.es), (anbarcer@doctor.upv.es)

Abstract :
The cooling needs in hotels, like in a lot of buildings, are usually high during the day when the price of electricity is high.
The integration of a thermal storage system in a HVAC refrigeration plant can be advantageous, because the storage system can be charged at night, with the chiller running at maximum capacity with low electric energy costs. The other main advantage is due to the possible reduction of electric power that one needs in the refrigeration plant.
This change in the electricity consumption, the reduction of the consumption during times expensive electricity price and the increase in usage during low cost periods of electricity, is also advantageous for to the electricity production and distribution companies because the consumption is more stable.
When designing a refrigeration plant with an ice bank for air conditioning purposes, for example in a hotel, it is first necessary to estimate the cooling needs considering an adequate scenario for design purposes and a realistic scenario for energy consumption. The histogram showing cooling needs on an hourly basis over several days, for example a typical day each month, must be considered in order to size the refrigeration plant, chiller and the ice bank.
This work presents some results of a case study of two similar hotels situated in South Spain and South Portugal respectively. The cooling loads in several zones of the building are calculated with the program "DPClima". Then, using the program SIPfrio, first the refrigeration loads of the central plant are estimated, and then the preliminary sizing of the refrigeration plant imposing an adequate storage strategy is estimated and next the preliminary sizing by dynamic simulation processes is confirmed or rectified. At the end, the economic analysis is done considering a realistic scenario for energy cooling needs.

Résumé :
Les besoins de refroidissement des hôtels, et plus généralement dans tout type de bâtiment, sont élevés quand le prix de l'électricité est aussi plus élevé.
L'intégration des systèmes de stockage de froid dans les installations de climatisation permet tout d'abord de faire fonctionner le groupe frigorifique à pleine charge la nuit, c'est à dire lorsque l'électricité est bon marché. Ceci permet également de réduire la puissance à installer
Le déplacement de la consommation d'électricité obtenue intéresse aussi les entreprises de production et de distribution de l'énergie électrique.
Quand on fait le dimensionnement d'une installation de climatisation avec stockage de glace, par exemple dans un hôtel, il faut faire deux estimations de la charge thermique de refroidissement, une est valable pour dimensionner les équipements et l'autre pour faire les analyses de consommation d'énergie et économique. On doit pour cela considérer des histogrammes de charge sur une base horaire.
Dans ce travail on présente des résultats d'une étude considérant deux hôtels identiques, un au Portugal et l'autre en Espagne. Les charges thermiques des différentes zones sont estimées par le logiciel "DPClima". Le logiciel SIPFRIO permet ensuite de calculer les besoins frigorifiques réels de l'installation de climatisation pour pré-dimensionner l'installation, en intégrant le scénario de stockage. La simulation dynamique permet alors de confirmer et d’optimiser le dimensionnement et la stratégie de stockage/déstockage, puis d’effectuer l’analyse économique sur des bases réalistes.

Keywords : Refrigeration Plants, Ice Banks, Storage Strategies, Dynamic Simulation, Economic Analysis

Chih Wu
Department of Mechanical Engineering, U.S. Naval Academy, Annapolis, MD 21402, USA

The design and analysis of cooling, refrigeration, heating and power generating systems are long and tedious. It is very necessary to obtain the cycle performance quickly and accurately. This paper describes the use of an intelligent computer aided software in design, analysis and possible refinements of these systems. Objectives for improvements, constraints, and consequently design, which cannot be easily accomplished from the conventional way, are emphasized. Using the software increases engineers interest and design ability in these systems.
Usually when cooling, refrigeration, heating and power generating systems are designed and analyzed using the tradition way, much time is required for table or chart searching and calculations. As the computer become more available and sophisticated, various researchers have tried to solve this problem in order to save time. A software which is fast, flexible, intelligent and easy to use is necessary.
An ICAI (Intelligent Computer-Aided Instruction) software called CyclePad is developed to help with the conceptual design and analysis of thermodynamic cycles. CyclePad works in three (design, analysis and contradiction) modes. In the design mode, a graphical editor is used to place components taken from the inventory shop and connect them. When CyclePad is satisfied that the structure is fully laid out, the user can proceed to the analysis mode. In the analysis mode, the working fluid and modeling of each component are specified, and numerical values for the properties of components are then entered by the user. As soon as this information are provided, all performance characteristics of the system are displayed. A sensitivity analysis is also available in the CyclePad. An important aspect of carrying out an analysis is to check whether or not the results are physically meaningful. In such a case, CyclePad can use its intelligent knowledge to detect the conflict similar to a senior engineer catching junior engineer mistakes and enters the contradiction mode. CyclePad also has a coaching facility which allows the user to determine which of his assumptions contradicate to each other and why.

R. Gicquel, M. Williams, Ecole des Mines de Paris
K. Aubert, Electricité de France

Avec l'apparition de nouvelles générations de centrales électriques à haut rendement  et fortement intégrées, l'optimisation poussée du design des réseaux d'échangeurs devient une nécessité. Les techniques d'optimisation systémique, fondées sur l'intégration thermique, permettent de répondre à ce problème, particulièrement sensible dans le cas des nouveaux cycles IGCC (Cycle combiné à gazéification intégrée) d'une grande complexité puisque tous les sous-systèmes (gazéification, traitement du gaz, séparation d'air, cycle combiné) sont couplés via le réseau eau-vapeur.
La méthode utilisée est l'extension au cas des centrales de production d'électricité ou de cogénération de la méthode du Pincement développée dans le cadre du génie chimique pour optimiser la configuration de très gros réseaux d'échangeurs (comme par exemple ceux d'une raffinerie).
Elle est implémentée dans le progiciel THERMOPTIM (http://www.thermoptim.com), qui fournit un environnement de modélisation muni d'un éditeur graphique, où les fonctions de simulation et la méthode d'optimisation sont profondément interconnectées, afin de pouvoir facilement faire varier l'ensemble des paramètres caractéristiques du système étudié. Une étude a posteriori du design du circuit eau-vapeur de la centrale IGCC de Puertollano a été effectuée. Elle a permis d'identifier les paramètres critiques du cycle et de proposer des modifications pour optimiser la puissance électrique fournie en respectant les contraintes existantes.
Cette méthode intéresse EdF, non pour se substituer aux constructeurs, mais pour avoir la capacité de valider leurs propositions et d'améliorer le design le cas échéant.

Daniel Mugnier^1a, Vincent Goetz¹, Jean-Yves Quinette², François Neirac³, Bruno Gagnepain^4
1 I.M.P C.N.R.S, Site Carnot, rambla de la thermodynamique, TECNOSUD, 66860 Perpignan, France
² TECSOL S.A, 105 av. Alfred Kastler, BP 434, TECNOSUD, 66004 Perpignan cedex, France
³ C.E.N.E.R.G, E.N.S.M.P, rue Claude Daunesse, BP 207, 06904 Sophia Antipolis cedex, France
⁴ ADEME, 500 route des Lucioles, 06560 Sophia-Antipolis cedex, France

This paper is dedicated to describe a modular method aimed at sizing an absorption solar cooling system. Such a system is intended to an office building application in South of France. Thanks to a TRNSYS simulation of the building in a first part and of the global system in a second part, different kind and area of solar collectors are tested (flat plate and evacuated tube collectors). Comfortable indoor conditions, taken from the German standard DIN 1946, must be respected as much as possible. To measure the level of respect, the number of hours exceeding a limit (in correlation with the standard) is counted. The addition of a hot water storage into the system reveals to be very interesting. If a strict respect of comfortable indoor conditions is required, the gas burner back up solution is then the best solution. Such a method based on simulation series can be generalised on other solar cooling projects with different building and meteorological data.