Comparison of the performance of different ice slurry types depending on the application temperature

The ice slurry medium type used in a refrigeration application could influence the performance of an ice slurry system. For this reason and depending on the refrigeration application, the user has to usually carry out a judgemental selection of the ice slurry mixture type, which should take into account the solute type and its concentration. This article compares the performance of several commonly used organic and inorganic ice slurry secondary refrigerants. This study was based on thermophysical assessments carried out at different operating temperatures. The calculation method that was used to determine the ice slurry properties is first presented. Then, in order to describe the thermophysical efficiency of mixtures at various operating temperatures (−5, −20 and −35 °C), three performance criteria were compared, namely, the volume enthalpy drop, the temperature at the inlet of the application and the relative viscosity of the ice slurry. The results showed that inorganic mixtures are good selection candidates, except for situations where low temperatures and high ice concentrations are encountered at the inlet of the application. Methyl alcohol came out as a good performance candidate for all refrigeration applications, although NH3 was the best choice based on the current thermo-physical property assessments.

RésuméLe développement de la technologie des coulis de glace est étroitement lié à l'efficacité énergétique du fluide utilisé. Cette performance énergétique dépend de nombreux paramètres tels que la nature du soluté utilisé, sa concentration et la fraction massique en glace adoptée en entrée d'application. Ainsi, chaque type d'application industrielle peut nécessiter le choix d'un fluide approprié. Le présent article propose de comparer les performances de coulis obtenus avec des solutés organiques et inorganiques courants. Une brève présentation de la méthode de calcul des performances thermophysiques des coulis est proposée. Ensuite, on compare les performances de différents mélanges à différentes températures (−5, −20 et −35 °C). Les critères de comparaison retenus sont la variation d'enthalpie volumique, la température en entrée d'application et la viscosité relative. Les solutés inorganiques présentent de bonnes performances, sauf à basse température et à forte concentration en glace en entrée d'application. L'alcool méthylique présente des performances tout à fait intéressantes pour toutes les applications, mais il apparaît que l'ammoniaque présente des performances encore meilleures.