Summary

Sistema experimental de refrigeração Solar adsorção com coletor de concentrado

Published: October 18, 2017
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Summary

Com a energia solar como a força motriz, um sistema de refrigeração de adsorção romance foi desenvolvido e experimentalmente investigado. Vapor de água e zeólita formaram o par de trabalho do sistema de adsorção. Este manuscrito descreve a configuração de plataforma experimental, o procedimento de operação e os resultados importantes.

Abstract

Para melhorar o desempenho de refrigeração solar adsorção, um sistema experimental com um coletor solar de concentração foi criado e investigado. Os principais componentes do sistema foram a cama adsorvente, o condensador, o evaporador, o sistema de refrigeração sub e o coletor solar. Na primeira etapa do experimento, a cama do vapor saturado era aquecida pela radiação solar sob condições fechadas, o que causou a cama de temperatura e pressão para aumentar. Quando a pressão de cama tornou-se alta o suficiente, a cama foi trocada para conectar-se ao condensador, assim, vapor de água fluiu continuamente da cama para o condensador para ser liquefeito. Em seguida, a cama necessário arrefecer após a dessorção. Na condição solar blindado, alcançada pela folha de alumínio, o loop de água circulante foi aberto para a cama. Com a água circula continuamente na cama, o calor armazenado na cama foi pegou e a pressão de cama diminuiu em conformidade. Quando a pressão de cama cair abaixo da pressão de saturação à temperatura de evaporação, foi aberta a válvula para o evaporador. Uma massa de vapor de água, corri para a cama e foi adsorvida pelo material zeólito. Com o maciço vaporização da água no evaporador, o efeito de refrigeração foi gerado por último. O resultado experimental revelou que tanto o COP (coeficiente de desempenho do sistema) e o SCP (potência de refrigeração específica do sistema) de zeólita o SAPO-34 foi maior do que a zeólita ZSM-5, não importa se o tempo de adsorção foi mais ou mais curto. O sistema de zeólita o SAPO-34 gerado um COP máximo de 0,169.

Introduction

Com o problema de depleção do ozônio do vapor tradicional de refrigeração compactada crescendo mais grave, substituindo a tradicional refrigeração com tecnologia verde tornou-se um tema quente nos últimos anos. Entre essas tecnologias verdes, a refrigeração solar adsorção tem atraído muito a atenção dos pesquisadores. Impulsionado por energia térmica de baixa qualidade, o sistema de refrigeração de adsorção tem as vantagens de ser ambientalmente amigável, pequeno e flexível. Este sistema de adsorção pode também ser conduzido com não-energia solar, por exemplo pelo calor waste, dispensado do equipamento térmico ou pelos gases de escape do motor dos veículos, como mencionado por Hu et al. 1

Em uma absorção pelo sistema de arrefecimento, a cama de adsorção é o componente chave. Seu trabalho afeta diretamente o desempenho do sistema inteiro. Portanto, o design da cama adsorção é a questão mais importante, como apontado por Sutuki. 2 há uma década, a cama lisa foi usada principalmente na adsorção de sistema de arrefecimento. 3 , 4 , 5 sem qualquer dispositivo de concentração solar, a temperatura da cama Lisa era geralmente baixa e, portanto, o policial do sistema era insatisfatório. Em contraste, a cama de adsorção tubular melhorou o policial. Foi relatado que a polícia pode chegar a 0,21 na região Subsariana por Ammar Hadj et al 6 além disso, Wang et al. 7 desenvolveu um adsorvente de placa espiral que distinguiu-se pela característica da regeneração de calor contínuo. O projeto novo da cama da adsorção encurtou o tempo de ciclo do sistema. Abu-Eliane et al 8 relatou seu estudo sobre o sistema de refrigeração solar adsorção com um colecionador parabólicos. Seus resultados mostraram o policial do sistema variado de 0,18 a 0,20. El Fadar et al 9 estudou um sistema de refrigeração de adsorção que foi acoplado com uma tubulação de calor e alimentado pelo coletor parabólicos, que mostrou um ótimo policial de 0,18.

Para aumentar a transferência de calor da cama tubular, foram considerados alguns adsorventes de tubos aletados e analisou-se o efeito do realce. Uma cama inovadora que tomou a forma do trocador de calor casco e tubo foi apresentada por Restuccia et al 10. os tubos aletados interno foi revestido com uma camada de zeólito para que a resistência de contato de transferência de calor entre a superfície do metal e o material adsorvente massa poderia ser reduzida. O sistema produziu uma saída de 30-60 W/kg de potência de refrigeração específica no ciclismo tempo de 15 a 20 s… Al Mers et al 11demonstrou que o adsorvente reforçada com aletas de 5-6 pode reduzir significativamente a perda de calor do adsorvente para o ambiente e melhorando o policial em 45%. O efeito de um adsorvente de tubos aletados, sobre o desempenho do sistema solar conduzido também foi estudado por Louajari et al . 12. usando carbono ativado-amônia como o par de trabalho, mostraram que a transferência de massa de ciclismo no adsorvente com barbatanas era maior do que a um sem nadadeiras.

No estudo atual, estudamos experimentalmente um sistema de refrigeração melhorado adsorção solar, no qual aplicou-se um colecionador parabólicos de rastreamento solar e um túnel de arrefecimento interno foi implantado. Com o zeolite SAPO-34/ZSM-5 e o vapor de água como o par de trabalho, o sistema mostrou características interessantes em termos de refrigeração e termodinâmica. A metodologia experimental, bem como os resultados de teste típicos serão apresentados e discutidos neste relatório.

Protocol

1. instalação experimental Nota: O sistema de refrigeração de adsorção era composto da cama de adsorção, evaporador, condensador, a bomba de vácuo e o coletor solar calha ( Figura 1). Um dispositivo de rastreamento solar automático com um parabólicos foi fabricado e aplicado no sistema para melhorar a eficiência do coletor solar. O cocho de rastreamento solar automático foi impulsionado pelo dispositivo de engrenagem de sem-fim como mostrado na <stron…

Representative Results

Transferência de massa característica da cama através do processo de adsorçãoA cama de adsorção é sempre o mais importante componente em um sistema de refrigeração de adsorção, e o calor e a característica de transferência de massa são os principais fatores que afetam o desempenho do sistema inteiro. Analisando a mudança de temperatura registada em cortes transversais como mostrado na Figura 3(painel inferior), é possíve…

Discussion

Como um sistema termodinâmico, o desempenho de um dispositivo de refrigeração solar adsorção varia de acordo com o projeto o melhor e o bom funcionamento do sistema. Tanto o fornecimento de calor e o método de resfriamento da cama são importantes para garantir que o sistema funciona bem. Refrigerar de água é preferível ao ar por causa da alta força de transferência de calor de convecção da água de arrefecimento. A pobre condutividade do material adsorvente geralmente determinou a taxa de transferência de …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabalho de pesquisa foi patrocinado pelo nacional chave básica pesquisa programa da China (No.2015CB251303) e a Fundação Nacional de ciências naturais da China (n. º 51276005).

Materials

evaporator home-made finned heat exchange
condenser home-made finned heat exchange
evaporator water tank home-made volume:9L
condenser water tank home-made volume:9L
vacuum pump Beijing Jing Rui Ze Xiang Instrument Co. Ltd. rotation speed:1400 motor pover:370W
condenser pressure sensor Beijing Li Nuo Tian Sheng Instrument Co. Ltd. 16P2623 maximum:2200Pa
bed pressure sensor Beijing Li Nuo Tian Sheng Instrument Co. Ltd. maximum:2200Pa
adsorption bed home-made cylundrical glass tube
parabolic trough home-made high reflective aluminum sheet
water pump home-made motor pover:250W, water head:8m
water tank home-made volume:500L
DRT-2-2 direct solar actinometer Beijing Tian Yu De Technology Co. Ltd. 03140132 sensitivity:13.257μV/W•m2
TBQ-2 solar pyranometer Jinzhou Sunshine Technology Development Co., Ltd., China 209079 sensitivity:12.733μV/W•m2
SAPO-34 zeolite Langfang Peng Cai Co., Ltd., China 20mm in length and 2.2mm in diameter
ZSM-5 zeolite Langfang Peng Cai Co., Ltd., China 5.7mm in diameter

References

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Cite This Article
Yuan, Z., Li, Y., Du, C. Experimental System of Solar Adsorption Refrigeration with Concentrated Collector. J. Vis. Exp. (128), e55925, doi:10.3791/55925 (2017).

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