Summary

نظام تجريبي للتبريد الشمسي الامتزاز بجامع مركزة

Published: October 18, 2017
doi:

Summary

مع الطاقة الشمسية كقوة دافعة، تم وضع نظام تبريد امتزاز رواية والتحقيق تجريبيا. وشكلت بخار الماء وزيوليت زوج العامل نظام الامتزاز. ويصف هذه المخطوطة الإعداد من تلاعب التجريبية، والإجراءات العملية، ونتائج هامة.

Abstract

لتحسين أداء التبريد الشمسي الامتزاز، أنشئت نظام تجريبي مع جامع تركيز الطاقة شمسية والتحقيق فيها. وكانت المكونات الرئيسية للنظام السرير الممتصة ومكثف، المبخر، النظام الفرعي التبريد وفي مجمع الطاقة الشمسية. في الخطوة الأولى من هذه التجربة، كانت ساخنة السرير بخار مشبع بالإشعاعات الشمسية تحت ظروف المغلقة، والتي تسببت في السرير درجة الحرارة والضغط لزيادة. عند الضغط سرير أصبحت مرتفعة بما يكفي، كان تحولت السرير للاتصال المكثف، هكذا بخار الماء تتدفق باستمرار من السرير المكثف أن المسال. بعد ذلك، يلزم السرير يبرد بعد الامتزاز. في حالة الطاقة الشمسية محمية، تحقق من رقائق الألومنيوم، افتتح الحلقة المياه المتداولة إلى السرير. مع المياه المتداولة باستمرار في السرير، كان أخرج الحرارة المخزنة في السرير وانخفض الضغط سرير تبعاً لذلك. عندما انخفض الضغط سرير تحت ضغط الإشباع في درجة حرارة التبخر، وفتح الصمام إلى المبخر. كتلة بخار الماء اندفع السرير وكان تمتز بمادة الزيوليت. مع التبخر الهائل للمياه في المبخر، تم إنشاء تأثير التبريد وأخيراً. وكشفت النتيجة التجريبية أنه أكبر من زيوليت زسم-5، بغض النظر عن ما إذا كان وقت الامتزاز أطول مؤتمر الأطراف (معامل الأداء للنظام) واللجنة الدائمة (قوة النظام التبريد محددة) من زيوليت سابو-34 أو أقصر. إنشاء نظام زيوليت سابو-34 شرطي الحد أقصى من 0.169.

Introduction

مع مشكلة استنفاد الأوزون البخار التقليدية التبريد المضغوط تنمو أكثر خطورة، الاستعاضة عن التبريد التقليدية مع التكنولوجيا الخضراء قد أصبح موضوعا ساخنا في السنوات الأخيرة. من بين تلك التكنولوجيات الخضراء، اجتذب التبريد الشمسي الامتزاز قدرا كبيرا من اهتمام الباحثين. مدفوعا بدرجة منخفضة من الطاقة الحرارية، نظام التبريد الامتزاز بمزايا صديقة بيئياً والصغيرة، ومرنة. هذا النظام الامتزاز يمكن أيضا أن تكون مدفوعة بالطاقة غير الشمسية، على سبيل المثال بالحرارة المتبددة خرجوا من المعدات الحرارية أو بواسطة محرك غازات العادم من المركبات، كما ذكر هو جين تاو وآخرون. 1

في امتزاز نظام التبريد، السرير الامتزاز هو العنصر الأساسي. عملها يؤثر تأثيراً مباشرا على أداء النظام برمته. ولذلك، تصميم سرير الامتزاز هو أهم قضية كما أشار ستوكي. 2 عقد من الزمان، سرير مسطح كان تستخدم في الغالب في الامتزاز نظام التبريد. 3 , 4 , 5 دون أي جهاز تركيز الطاقة الشمسية، كانت درجة الحرارة سرير مسطح عادة ما تكون منخفضة ومن ثم مؤتمر الأطراف النظام غير مرضية. وفي المقابل، تحسنت السرير الامتزاز أنبوبي مؤتمر الأطراف. وذكر أن مؤتمر الأطراف يمكن أن تصل إلى 0.21 في منطقة الصحراء “الحاج عمار” et al. 6 وعلاوة على ذلك، وانغ et al. وضع 7 من دوامة لوحة أدسوربير التي كانت تتميز بخاصية التجدد المستمر الحرارة. تصميم رواية السرير الامتزاز في تقصير وقت دورة للنظام. أبو حمدة et al. 8 أفادت دراستهم في نظام التبريد الامتزاز الشمسية مع جامع مكافئ الحوض الصغير. وأظهرت نتائج الاختبار على مؤتمر الأطراف النظام يختلف من 0.18 إلى 0.20. ش فادار et al. 9 درس نظام تبريد امتزاز الذي كان مقترنا بأنبوب حرارة ومدعوم من جامع مكافئ الحوض الصغير، الذي أظهر مؤتمر أمثل من 0.18.

لتعزيز نقل الحرارة من السرير أنبوبي، اعتبرت بعض المازة أنبوب الزعانف، وتمت دراسة أثر تعزيز. وقدم سرير مبتكرة التي اتخذت شكل مبادل شل وأنبوب ريستوكسيا et al. 10-أنبوب الزعانف الداخلية كانت مغلفة بطبقة زيوليت حيث أنه يمكن الحد من مقاومة الاتصال نقل الحرارة/الجماهيري بين السطح المعدني ومواد الإدمصاص. النظام إنتاج ناتج من 30-60 واط/كغم من طاقة تبريد محددة في وقت ركوب س. 15-20 شركة الميرة et al. 11أظهر أن أدسوربير المعزز مع زعانف 5-6 يمكن أن تقلل فقدان الحرارة أدسوربير إلى أجواء ومما يحسن مؤتمر الأطراف بنسبة 45 في المائة. كان أيضا دراسة تأثير أدسوربير الأنبوبة الزعانف على أداء النظام مدفوعة بالطاقة الشمسية لواجاري et al. 12-استخدام الكربون المنشط-الأمونيا كالزوج العامل، أنها أظهرت أن النقل الجماعي ركوب الدراجات في أدسوربير مع زعانف أكبر من واحد دون الزعانف.

في الدراسة الحالية، ودرسنا تجريبيا نظام تبريد تحسين امتزاز الطاقة شمسية، الذي طبق جامع مكافئ حوض تتبع الطاقة شمسية وتم نشر نفق تبريد داخلية. زيوليت سابو-34/زسم-5 وبخار الماء كالزوج العامل، أظهر النظام خصائص مثيرة للاهتمام من حيث الديناميكا الحرارية والتبريد. المنهجية التجريبية، وكذلك نتائج اختبار نموذجي ستعرض وتناقش في هذا التقرير.

Protocol

1-“الإعداد التجريبية” ملاحظة: كان يتألف نظام التبريد الامتزاز من السرير الامتزاز والمبخر والمكثف، ومضخة فراغ وجامع الشمسية الحوض ( الشكل 1). جهاز تعقب تلقائي شمسية مع حوض مكافئ تصنيعها والمطبقة في النظام لتحسين كفاءة الطاقة الشمسية جامع. كان يقودها الحوض التع…

Representative Results

نقل كتلة مميزة من السرير عن طريق عملية الامتزازسرير الامتزاز هو دائماً العنصر الأكثر أهمية في نظام تبريد امتزاز، والحرارة وخصائص النقل الجماعي هي العوامل الرئيسية التي تؤثر على أداء النظام برمته. عن طريق تحليل تغير درجة الحرارة المسجلة في المقاطع العرضية كم?…

Discussion

كنظام دينامي حراري، يعتمد أداء جهاز التبريد الشمسي الامتزاز على التصميم الأمثل والتشغيل السليم للنظام. الإمداد بالحرارة وطريقة التبريد من السرير تعتبر هامة لضمان أن النظام يعمل بشكل جيد. تبريد المياه المفضل لهواء التبريد بسبب قوة عالية لنقل الحرارة الحمل الحراري للمياه. وقررت الموصلية ?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

تمت رعاية هذا العمل البحثي الوطني المفتاح الأساسي البحث البرنامج الصيني (No.2015CB251303)، ومؤسسة العلوم الطبيعية الوطنية الصينية (رقم 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

  1. Hu, P., Yao, J. J., Chen, Z. S. Analysis for composite zeolite/foam aluminum-water mass recovery adsorption refrigeration system driven by engine exhaust heat. Energ Convers Manage. 50, 255-261 (2009).
  2. Sutuki, M. Application of adsorption cooling system to automobiles. Heat Recov Syst CHP. 4 (13), 335-340 (1993).
  3. Li, M., Wang, R. Z., Xu, Y. X., Wu, J. Y., Dieng, A. O. Experimental study on dynamic performance analysis of a flat-plate solar solid-adsorption refrigeration for icemaker. Renew Energy. 27, 211-221 (2002).
  4. Liu, Y. L., Wang, R. Z., Xia, Z. Z. Experimental study on a continuous adsorption water chiller with novel design. Int J Refrig. 28 (2), 218-230 (2005).
  5. Sumathy, K., Li, Z. F. Experiments with solar-powered adsorption ice-maker. Renew Energy. 16, 704-707 (1999).
  6. Hadj Ammar, M. A., Benhaoua, B., Balghouthi, M. Simulation of tubular adsorber for adsorption refrigeration system powered by solar energy in sub-Sahara region of Algeria. Energ Convers Manage. 106, 31-40 (2015).
  7. Wang, R. Z., et al. Experiment on a continuous heat regenerative adsorption refrigerator using spiral plate heat exchanger as adsorbers. Appl Therm Eng. 18, 14-19 (1998).
  8. Abu-Hamdeh, N. H., Alnefaie, K. A., Almitani, K. H. Design and performance characteristics of solar adsorption refrigeration system using parabolic trough collector: experimental and statistical optimization technique. Energ Convers Manage. 74, 162-170 (2013).
  9. El Fadar, A., Mimet, A., Pérez-García, M. Study of an adsorption refrigeration system powered by parabolic trough collector and coupled with a heat pipe. Renew Energy. 34, 2271-2279 (2009).
  10. Restuccia, G., Freni, A., Russo, F., Vasta, S. Experimental investigation of a solid adsorption chiller based on a heat exchanger coated with hydrophobic zeolite. Appl Therm Eng. 25, 1419-1428 (2005).
  11. Al Mers, A., Azzabakh, A., Mimet, A., El Kalkha, H. Optimal design study of cylindrical finned reactor for solar adsorption cooling machine working with activated-ammonia pair. Appl Therm Eng. 26 (16), 1866-1875 (2006).
  12. Louajari, M., Mimet, A., Ouammi, A. Study of the effect of finned tube adsorber on the performance of solar driven adsorption cooling machine using activated carbon-ammonia pair. Appl Energ. 88, 690-698 (2011).
  13. Mattox, D. M., Kominiak, G. J. Deposition of semiconductor films with high solar absorptivity. J Vac Sci Technol. 12, 182-185 (1975).
  14. Du, S. W., Li, X. H., Yuan, Z. X., Du, C. X., Wang, W. C., Liu, Z. B. Performance of solar adsorption refrigeration in system of SAPO-34 and ZSM-5 zeolite. Sol Energ. 138, 98-104 (2016).
  15. Ron, M., Gruen, D., Mendelsohn, M., et al. Preparation and properties of porous metal hydride compacts. J. Less- Common Metals. 74 (2), 445-448 (1980).
  16. Liu, Z. Q., Wu, F., Tan, Z. H., Chen, S., Wang, G. Q. An experimental study of thermal conductivity enhancement on solid adsorption refrigeration. Mater Rev. 15 (12), 61-63 (2001).
  17. Gordeeva, L. G., Freni, A., Restuccia, G., Aristov, Y. I. Adsorptive air conditioning systems driven by low temperature energy sources: choice of the working pairs. J Chem Eng Jpn. 40 (13), 1287-1291 (2007).
  18. Kakiuchi, H., Shimooka, S., et al. Water vapor adsorbent FAM-Z02 and its applicability to adsorption heat pump. Kagaku Kogaku Ronbun, Jpn. 31 (4), 273-277 (2005).
  19. Li, X. H., Hou, X. H., Zhang, X., Yuan, Z. X. A review on development of adsorption cooling-Novel beds and advanced cycles. Energ Convers Manage. 94, 221-232 (2015).

Play Video

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).

View Video