نظام تجريبي للتبريد الشمسي الامتزاز بجامع مركزة

الهدف العام من هذه التجربة هو دراسة أداء التبريد لنظام امتصاص الطاقة الشمسية مع حوض تجميع الطاقة الشمسية. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال تبريد الامتزاز الشمسي ، مثل كيفية تحسين معامل الأداء والتبريد المحدد لقوة النظام. كانت لدينا فكرة عن هذه الطريقة لأول مرة قبل بضع سنوات ، عندما فكرنا في كيفية تقليل بيئة التبريد من خلال الاستفادة من الطاقة الشمسية.

هذا هو نظام التبريد بامتصاص الطاقة الشمسية في حرم جامعة بكين للتكنولوجيا. المكون الرئيسي هو سرير امتصاص في بؤرة مجمع حوض شمسي ، مع جهاز تتبع للطاقة الشمسية. السرير متصل بمكثف ومبخر.

وضع المبخر على خزان مياه يتم تبريده بواسطة النظام. يمكن لحلقة المياه المتداولة تبريد سرير الامتزاز. الروابط بين هذه العناصر موجودة في هذا المخطط.

يتم توصيل طبقة الامتزاز بالمبخر والمكثف بواسطة الأنابيب. يراقب مقياس الضغط الضغط في أنبوب سرير الامتزاز. يمكن للصمام عزل طبقة الامتزاز.

لتحرير بخار الماء من طبقة الامتزاز ، افتح هذا الصمام والصمام الموجود في المكثف. أغلق صمام المكثف وافتح صمام المبخر عندما يحين وقت امتصاص طبقة الامتزاز بخار الماء. تقوم المضخة بإنشاء فراغ في الأنبوب ، وربط مبخر السرير والمكثف.

عند الضرورة ، تعمل حلقة الماء المتداولة على تبريد سرير الامتزاز. تفاصيل سرير الامتزاز موجودة في هذا التخطيطي. يوجد أنبوب زجاجي خارجي.

إنه متحد المركز مع أنبوب امتصاص الطاقة الشمسية. بين الاثنين فراغ. يوجد داخل أنبوب امتصاص الطاقة الشمسية أنبوب نحاسي متحد المركز لنظام تبريد المياه.

يكشف هذا المقطع العرضي عن وجود قناة نقل كتلة خارج المحور المركزي. المنطقة الواقعة بين أنبوب امتصاص الطاقة الشمسية والأنابيب الداخلية معبأة بمواد ماصة بالماء كمبرد. توجد مجسات درجة حرارة في المادة الماصة في نقاط مختلفة في النظام.

اثنان على بعد 140 ملم من أحد طرفي النظام. يتم ترتيب خمسة في منتصف النظام. اثنان آخران على بعد 140 ملم من الطرف الآخر من النظام.

لبدء الدورة التي تؤدي إلى التبريد ، ابدأ بمحاذاة الحوض الشمسي لتتبع الشمس. اضبط الحوض يدويا لزيادة تعرضه لأشعة الشمس ، ثم انتقل لعزل طبقة الامتزاز والتأكد من أن ضغط السرير والأنبوب أقل من 800 باسكال. افعل ذلك عن طريق إغلاق الصمام المتصل به.

تأكد من إغلاق جميع الصمامات وعدم تدوير مياه التبريد ، ثم ابدأ تشغيل وحدة التحكم لنظام التتبع الشمسي. بمرور الوقت ، يتتبع النظام الشمس ، التي تسخن طبقة الامتزاز المشبعة بالماء في ظل ظروف مغلقة. أثناء تحرك الحوض الصغير ، راقب ضغط السرير باستخدام مقياس الضغط.

انتظر ضغطا أعلى من قيمة درجة حرارة التكثيف للبيئة. عند الضغط المناسب ، ابدأ عملية الامتزاز. افتح الصمامات التي تسمح بالاتصال بين السرير والمكثف.

أثناء تدفق بخار الماء ، حافظ على التسخين الشمسي إلى طبقة الامتزاز. عندما تكون ضغوط السرير والمكثف متماثلة ، قم بإيقاف تشغيل الصمامات بين السرير والمكثف. بعد ذلك ، احصل على لوح رقائق الألومنيوم ، يكفي لتغطية طبقة الامتزاز.

استخدمه لحماية الأنبوب من الإشعاع الشمسي ، من أجل بدء عملية الامتزاز. افتح حلقة الماء المتداولة لتبريد المادة الماصة. راقب ضغط السرير لتحديد متى يكون أقل من ضغط البخار المشبع للمبخر.

عند هذه النقطة ، افتح الصمامات بين السرير والمبخر. دع بخار الماء يندفع إلى السرير. استمر في عملية الامتزاز وسجل التغيير في درجة حرارة السرير وضغط السرير.

عندما يكون للسرير والمبخر ضغوط متساوية ، أغلق الصمامات التي تربط بين الاثنين. ثم أوقف التدفق في حلقة الماء. أخيرا ، قم بإزالة كتلة رقائق الألومنيوم من فوق أنبوب الامتزاز لبدء عملية الامتزاز.

هذه البيانات مأخوذة من مستشعرات درجة الحرارة التسعة على مدار عملية الامتزاز ، باستخدام الزيوليت SAPO-34. المؤامرات مخصصة لأجهزة الاستشعار الأقرب إلى المبخر ، في وسط القضيب ، والأبعد عن المبخر. توضح البيانات ، المرسومة معا ، أن الامتزاز في أقسام مختلفة يبدأ في نفس الوقت تقريبا.

هذا يشير إلى أن قدرة نقل الكتلة ل SAPO-34 جيدة. منع نظام تبريد المياه درجات الحرارة من الارتفاع بعد حوالي 400 إلى 600 ثانية من الامتزاز ، متوقعا في الطرف البعيد من الأنبوب. مواد الامتزاز المختلفة لها خصائص نقل حرارة مختلفة.

قارنت هذه البيانات درجات حرارة الزيوليت SAPO-34 باللون الأزرق وزيوليت ZSM-5 باللون الأحمر أثناء الامتصاص. لا تشير بيانات كثافة الطاقة الشمسية للتجربتين المختلفتين إلى وجود فرق كبير في التدفئة. على الرغم من ذلك ، كانت الزيادة في درجة الحرارة في الزيوليت ZSM-5 32 درجة مئوية ، بينما كانت درجة الحرارة في الزيوليت SAPO-34 17 درجة مئوية.

يتمتع ZSM-5 بخصائص نقل حرارة أفضل مقارنة ب SAPO-34. يكشف قياس درجة حرارة خزان الماء المبرد للمبخر أن مواد الامتزاز المختلفة لها اختلاف في الأداء. مع الزيوليت SAPO-34 ، انخفضت درجة الحرارة بسرعة ثم تباطأت.

كان تغير درجة الحرارة مع الزيوليت ZSM-5 سلسا نسبيا طوال الوقت. تتمثل ميزة هذه التقنية في أن المبرد الخبيث يتم تبريده من خلال تعزيز النقل في طبقة الامتزاز الشمسي. لذلك ، توفر هذه الطريقة نظرة ثاقبة لتقنيات امتصاص الطاقة الشمسية.

يمكن أن يكون أيضا ضوءا في أنظمة أخرى ، مثل تكييف الهواء. يمكن أن يتم إتقان هذه التقنية لك إذا تم تنفيذها بشكل صحيح. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تحقيق التبريد ، باستخدام الطاقة الشمسية فقط كعملية.

لا تنس أن العمل مع سرير الامتزاز في درجات حرارة عالية يمكن أن يؤدي إلى موت أعلى للغاية ويجب دائما اتخاذ الاحتياطات ، مثل الحفاظ على مسافة بينك والسرير ، أثناء تنفيذ الإجراء.