Met zonne-energie als de drijvende kracht, heeft een nieuwe adsorptie koelsysteem ontwikkeld en experimenteel onderzocht. Waterdamp en zeoliet vormde het paar werken van de adsorptie-systeem. Dit manuscript beschrijft de installatie van het experimentele tuig, de operatie-procedure en de belangrijke resultaten.
Ter verbetering van de prestaties van zonne-adsorptie koeling, was een experimenteel systeem met een concentratie van de zonne-collector instellen en onderzocht. De belangrijkste onderdelen van het systeem werden het adsorberende bed, de condensor, de verdamper, het koelsysteem van de sub en de zonnecollector. In de eerste stap van het experiment, was het bed damp-verzadigd verwarmd door de zonnestraling onder gesloten voorwaarden, waardoor de temperatuur van het bed en druk te verhogen. Wanneer de druk van het bed werd hoog genoeg, het bed was ingesteld om te verbinden met de condensor, dus waterdamp stroomde voortdurend van het bed de condensor te vloeibaar worden. Vervolgens het bed nodig om af te koelen na de desorptie. In de zonne-energie-afgeschermd voorwaarde bereikt door aluminiumfolie, werd het circulerende water-lus geopend aan het bed. Met het water voortdurend circuleert in het bed, de opgeslagen warmte in het bed was haalde en de bed druk dienovereenkomstig verlaagd. Wanneer de druk bed gedaald tot onder de druk van de verzadiging op de temperatuur van de verdamping, opende de klep naar de verdamper. Een massa van waterdamp snelde in het bed en was geadsorbeerd door de zeoliet-materiaal. Met de enorme verdamping van het water in de verdamper, was het effect van koeling tot slot gegenereerd. Het experimentele resultaat is gebleken dat zowel de COP (coëfficiënt van de prestaties van het systeem) en het SCP (specifieke koelvermogen van het systeem) van de SAPO-34 zeoliet groter was dan die van de ZSM-5 zeoliet, ongeacht of de adsorptie keer langer was of korter. Het systeem van de SAPO-34 zeoliet gegenereerd een maximale COP van 0.169.
Met het probleem van de aantasting van de ozonlaag van traditionele damp gecomprimeerde koeling steeds ernstiger, vervanging van de traditionele koeling met groene technologie uitgegroeid tot een hot topic in de afgelopen jaren. Onder deze groene technologieën, heeft zonne-adsorptie koeling aangetrokken veel aandacht van onderzoekers. Gedreven door laagwaardige warmte-energie, heeft de adsorptie-koelsysteem de voordelen van milieuvriendelijke, kleine, en flexibel. Dit adsorptie-systeem kan ook worden gereden met niet-zonne-energie, bijvoorbeeld door restwarmte ontslagen uit thermisch apparatuur of door de uitlaatgassen van de motor van voertuigen, zoals vermeld door Hu et al. 1
In een adsorptie koelsysteem, is het adsorptie-bed het belangrijkste onderdeel. Zijn werk is direct van invloed op de prestaties van het hele systeem. Daarom is het ontwerp van het adsorptie-bed is de belangrijkste kwestie, zoals opgemerkt door Sutuki. 2 een decennium geleden, het plat bed werd voornamelijk gebruikt in de adsorptie koelsysteem. 3 , 4 , 5 zonder enig ander zonne-richten apparaat, de temperatuur vlak bed was meestal laag en dus is de COP van het systeem was onbevredigend. Daarentegen is het buisvormige adsorptie bed verbeterd de COP. Het was gemeld dat de COP 0.21 sub Sahara regio konden bereiken door Hadj Ammar et al. 6 voorts Wang et al. 7 ontwikkeld een spiraal plaat adsorber die werd gekenmerkt door het kenmerk van continu warmte regeneratie. Het nieuwe ontwerp van de adsorptie-bed verkort de cyclustijd van het systeem. Abu-Hamdeh et al. 8 gemeld hun studie op het zonne-adsorptie koeling systeem met een parabolische trog verzamelaar. Hun testresultaten toonden de COP van het systeem die varieerden van 0.18 tot 0.20. El Fadar et al. 9 bestudeerd een adsorptie koeling systeem dat was gekoppeld aan een warmte-pijp en aangedreven door de parabolische trog verzamelaar, waaruit bleek een optimale COP van 0.18.
Ter verhoging van de warmte-overdracht van de tubulaire bed, sommige finned buis adsorbers werden geacht en het effect van de verhoging werd onderzocht. Een innovatief bed dat nam de vorm aan van de shell en tube warmtewisselaar werd gepresenteerd door Restuccia et al. 10. de interne finned buis was bedekt met een laag van zeoliet zodat de weerstand contact overdracht van warmte/massa tussen het metaaloppervlak en het adsorberende materiaal kan worden verminderd. Het systeem produceerde een vermogen van 30-60 W/kg voor specifieke koelvermogen van 15-20 s. Al Mers et al. de fietsen tijdig 11aangetoond dat de verbeterde adsorber met 5-6 vinnen aanzienlijk het warmteverlies van de adsorber sfeer en waardoor de COP met 45% kan verminderen. Het effect van een finned buis adsorber op de prestaties van de zonne-aangedreven systeem werd ook bestudeerd door Louajari et al. 12. met behulp van actieve kool-ammoniak als het paar werken, ze bleek dat de fietsen massaoverdracht in de adsorber met vinnen groter dan de een zonder vinnen.
In de huidige studie studeerde we experimenteel een verbeterde zonne-adsorptie koeling systeem, waarin een zonne-tracking parabolische trog verzamelaar werd toegepast en een interne koeling tunnel werd ingezet. Met de zeoliet SAPO-34/ZSM-5 en de waterdamp als het paar werken bleek het systeem interessante kenmerken op het gebied van thermodynamica en koeling. De experimentele methodologie evenals de typische testresultaten zal worden gepresenteerd en besproken in dit verslag.
Als een thermodynamisch systeem, zijn de prestaties van een zonne-adsorptie koeling apparaat afhankelijk van het optimale ontwerp en de werking van het systeem. Zowel de levering van warmte als de koeling methode van het bed zijn belangrijk om te garanderen dat het systeem goed werkt. Waterkoeling heeft de voorkeur aan de lucht koeling vanwege de hoge sterkte van convectie warmte-overdracht van water. De slechte geleiding van het adsorberende materiaal heeft gewoonlijk bepaald de overdrachtssnelheid van de beperkte warmt…
The authors have nothing to disclose.
Dit onderzoekswerk werd gesponsord door de nationale sleutel Basic Research programma van China (No.2015CB251303), en de nationale Natural Science Foundation van China (nr. 51276005).
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 |