Experimentelles System Solar Adsorption Kühlung mit konzentrierter Sammler

Das übergeordnete Ziel dieses Experiments ist es, die Kälteleistung einer solaren Adsorptionsanlage mit einer Solarkollektorwanne zu untersuchen. Diese Methode kann dazu beitragen, Schlüsselfragen im Bereich der solaren Adsorptionskühlung zu beantworten, z. B. wie die Leistungskoeffizient und die spezifische Kühlung der Leistung des Systems verbessert werden können. Die Idee zu dieser Methode hatten wir erstmals vor einigen Jahren, als wir uns überlegten, wie man die kühlende Umgebung durch die Nutzung von Solarenergie reduzieren kann.

Dabei handelt es sich um die solare Adsorptionskälteanlage auf dem Campus der Beijing University of Technology. Ein Hauptbestandteil ist ein Adsorptionsbett im Fokus eines Solartrogkollektors mit einer Solarnachführeinrichtung. Das Bett ist mit einem Kondensator und einem Verdampfer verbunden.

Der Verdampfer sitzt auf einem Wassertank, der vom System gekühlt wird. Ein zirkulierender Wasserkreislauf kann das Adsorptionsbett kühlen. Die Verbindungen zwischen diesen Elementen sind in diesem Schaltplan dargestellt.

Das Adsorptionsbett ist über einen Schlauch mit dem Verdampfer und dem Kondensator verbunden. Ein Manometer überwacht den Druck im Adsorptionsbettrohr. Ein Ventil kann das Adsorptionsbett isolieren.

Um Wasserdampf aus dem Adsorptionsbett abzulassen, öffnen Sie dieses Ventil und das am Kondensator. Schließen Sie das Kondensatorventil und öffnen Sie das Verdampferventil, wenn das Adsorptionsbett Wasserdampf aufnehmen kann. Eine Pumpe baut ein Vakuum in den Rohren auf und verbindet den Bettverdampfer und den Kondensator.

Bei Bedarf kühlt der zirkulierende Wasserkreislauf das Adsorptionsbett. Details zum Adsorptionsbett sind in diesem Schema zu finden. Es gibt eine äußere Glasröhre.

Es ist konzentrisch mit dem solaradsorbierenden Rohr. Zwischen den beiden befindet sich ein Vakuum. Im Inneren des solaradsorbierenden Rohres befindet sich ein konzentrisches Kupferrohr für die Wasserkühlung.

Dieser Querschnitt zeigt, dass es einen Stoffübertragungskanal außerhalb der Mittelachse gibt. Der Bereich zwischen dem solaradsorbierenden Rohr und den inneren Rohren ist mit Adsorptionsmaterial mit Wasser als Kältemittel gefüllt. An verschiedenen Stellen im System befinden sich Temperatursonden im Adsorptionsmaterial.

Zwei davon sind 140 Millimeter von einem Ende des Systems entfernt. Fünf sind in der Mitte des Systems angeordnet. Zwei weitere befinden sich 140 Millimeter vom anderen Ende des Systems entfernt.

Um den Zyklus zu starten, der zur Kühlung führt, beginnen Sie mit der Solarwanne, die so ausgerichtet ist, dass sie der Sonne folgt. Stellen Sie den Trog manuell ein, um die Sonneneinstrahlung zu maximieren, und bewegen Sie ihn dann, um das Adsorptionsbett zu isolieren und sicherzustellen, dass der Druck des Bettes und des Rohrs unter 800 Pascal liegt. Tun Sie dies, indem Sie das daran angeschlossene Ventil schließen.

Stellen Sie sicher, dass alle Ventile geschlossen sind und kein Kühlwasser zirkuliert, und starten Sie dann den Regler für das Solarnachführsystem. Im Laufe der Zeit führt das System der Sonne nach, die das wassergesättigte Adsorptionsbett unter geschlossenen Bedingungen erwärmt. Während sich die Wanne bewegt, überwachen Sie den Bettdruck mit dem Manometer.

Warten Sie, bis ein Druck über dem Wert für die Kondensationstemperatur der Umgebung liegt. Bei entsprechendem Druck wird der Desorptionsprozess gestartet. Öffnen Sie die Ventile, die eine Verbindung zwischen dem Bett und dem Kondensator ermöglichen.

Während der Wasserdampf strömt, halten Sie die Solarerwärmung des Adsorptionsbetts aufrecht. Wenn der Druck des Bettes und des Kondensators gleich ist, schalten Sie die Ventile zwischen Bett und Kondensator aus. Besorgen Sie sich als Nächstes ein Aluminiumfolienblatt, das ausreicht, um das Adsorptionsbett abzudecken.

Verwenden Sie es, um das Rohr vor Sonneneinstrahlung zu schützen, um den Adsorptionsprozess zu starten. Öffnen Sie den zirkulierenden Wasserkreislauf, um das Adsorptionsmaterial zu kühlen. Überwachen Sie den Bettdruck, um festzustellen, wann er unter dem Sättigungsdampfdruck des Verdampfers liegt.

Öffnen Sie zu diesem Zeitpunkt die Ventile zwischen dem Bett und dem Verdampfer. Lassen Sie den Wasserdampf in das Bett strömen. Setzen Sie den Adsorptionsprozess fort und notieren Sie die Änderung der Betttemperatur und des Bettdrucks.

Wenn das Bett und der Verdampfer den gleichen Druck haben, schließen Sie die Ventile, die die beiden verbinden. Stoppen Sie dann den Fluss im Wasserkreislauf. Entfernen Sie abschließend den Aluminiumfolienblock über dem Adsorptionsrohr, um den Desorptionsprozess zu starten.

Diese Daten stammen von den neun Temperatursensoren im Verlauf des Adsorptionsprozesses unter Verwendung von SAPO-34-Zeolith. Die Diagramme sind für Sensoren, die dem Verdampfer am nächsten sind, in der Mitte des Stabes und am weitesten vom Verdampfer entfernt sind. Zusammengefügt zeigen die Daten, dass die Adsorption in verschiedenen Abschnitten fast zur gleichen Zeit beginnt.

Dies deutet darauf hin, dass die Massentransferfähigkeit von SAPO-34 gut ist. Das Wasserkühlsystem verhinderte, dass die Temperaturen nach etwa 400 bis 600 Sekunden Adsorption anstiegen, außer am anderen Ende der Röhre. Unterschiedliche Adsorptionsmaterialien haben unterschiedliche Wärmeübertragungseigenschaften.

Diese Daten verglichen die Temperaturen von SAPO-34-Zeolith in Blau und ZSM-5-Zeolith in Rot während der Desorption. Die Daten zur Sonnenintensität für die beiden verschiedenen Versuche deuten nicht auf einen großen Unterschied in der Erwärmung hin. Trotzdem betrug der Temperaturanstieg im Zeolith ZSM-5 32 Grad Celsius, während der im Zeolith SAPO-34 17 Grad Celsius betrug.

Der ZSM-5 hat im Vergleich zu SAPO-34 bessere Wärmeübertragungseigenschaften. Die Messung der Temperatur des Verdampfer-Kaltwassertanks zeigt, dass die verschiedenen Adsorptionsmaterialien einen Leistungsunterschied aufweisen. Mit dem SAPO-34-Zeolith sank die Temperatur schnell und verlangsamte sich dann.

Der Temperaturwechsel mit dem ZSM-5 Zeolith war durchgehend relativ gleichmäßig. Der Vorteil dieser Technik besteht darin, dass das bösartige Kühlmittel durch die Verstärkung des Transfers im solaren Adsorptionsbett gekühlt wird. Diese Methode bietet also einen Einblick in die solaren Adsorptionstechniken.

Es kann auch ein Licht in anderen Systemen sein, wie z. B. Klimaanlagen. Ein Meister dieser Technik kann in deine Technik überführt werden, wenn sie richtig ausgeführt wird. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie Sie eine Kühlung realisieren können, indem Sie nur Solarenergie als Prozess verwenden.

Vergessen Sie nicht, dass die Arbeit mit dem Adsorptionsbett bei hohen Temperaturen zu einem extrem höheren Tod führen kann und die Vorsichtsmaßnahmen, wie z. B. das Einhalten des Abstands zum Bett, während der Durchführung des Eingriffs immer getroffen werden sollten.