מערכת ניסויית של ספיחה שמש קירור עם אספן מרוכז

המטרה הכוללת של ניסוי זה היא לחקור את ביצועי הקירור של מערכת ספיחה סולארית עם שוקת קולטי שמש. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום קירור ספיחה סולארית, כגון כיצד לשפר את מקדם הביצועים ואת הקירור הספציפי של עוצמת המערכת. היה לנו רעיון לראשונה לשיטה הזו לפני כמה שנים, כששקלנו כיצד להפחית את סביבת הקירור על ידי שימוש באנרגיה סולארית.

זוהי מערכת קירור ספיחה סולארית בקמפוס של האוניברסיטה הטכנולוגית של בייג'ינג. מרכיב עיקרי הוא מיטת ספיחה במוקד קולט שוקת סולארית, עם מכשיר מעקב סולארי. המיטה מחוברת למעבה ולמאייד.

המאייד יושב על מיכל מים שיתקרר על ידי המערכת. לולאת מים במחזור יכולה לקרר את מיטת הספיגה. הקשרים בין האלמנטים הללו הם בסכימה זו.

מיטת הספיחה מחוברת למאייד ולמעבה באמצעות צינורות. מד לחץ עוקב אחר הלחץ בצינור מיטת הספיחה. שסתום יכול לבודד את מיטת הספיחה.

כדי לשחרר אדי מים ממיטת הספיגה, פתח את השסתום הזה ואת זה שליד הקבל. סגור את שסתום המעבה ופתח את שסתום המאייד כשהגיע הזמן שמיטת הספיחה תקלוט אדי מים. משאבה יוצרת ואקום בצינור, ומחברת את מאייד המיטה והמעבה.

במידת הצורך, לולאת המים המסתובבת מקררת את מיטת הספיגה. פרטי מיטת הספיחה נמצאים בסכימה זו. יש צינור זכוכית חיצוני.

הוא קונצנטרי עם הצינור הסופח את השמש. בין השניים יש ואקום. בתוך הצינור הסופח הסולארי נמצא צינור נחושת קונצנטרי למערכת קירור המים.

חתך זה מגלה שיש ערוץ העברת מסה מהציר המרכזי. האזור שבין הצינור הסופח הסולארי לצינורות הפנימיים עמוס בחומר סופח עם מים כקירור. ישנן בדיקות טמפרטורה בחומר הסופח בנקודות שונות במערכת.

שניים נמצאים במרחק של 140 מילימטרים מקצה אחד של המערכת. חמישה ערוכים באמצע המערכת. שניים נוספים נמצאים במרחק של 140 מילימטרים מהקצה השני של המערכת.

כדי להתחיל את המחזור שמביא לקירור, התחל עם שוקת השמש מיושרת כדי לעקוב אחר השמש. כוונן ידנית את השוקת כדי למקסם את חשיפתה לשמש, ולאחר מכן עבור לבודד את מצע הספיחה ולהבטיח שלחץ המיטה והצינור נמוך מ-800 פסקל. עשה זאת על ידי כיבוי השסתום המחובר אליו.

ודא שכל השסתומים סגורים ושלא מסתובבים מי קירור, ולאחר מכן הפעל את הבקר עבור מערכת המעקב הסולארית. עם הזמן, המערכת עוקבת אחר השמש, המחממת את מצע הספיחה הרווי במים בתנאים סגורים. כאשר השוקת נעה, עקוב אחר לחץ המיטה באמצעות מד הלחץ.

המתן ללחץ מעל הערך לטמפרטורת העיבוי של הסביבה. בלחץ מתאים, התחל את תהליך הספיגה. פתח את השסתומים המאפשרים חיבור בין המיטה למעבה.

כאשר אדי המים זורמים, שמרו על חימום סולארי למצע הספיגה. כאשר לחצי המיטה והמעבה זהים, כבה את השסתומים בין המיטה למעבה. לאחר מכן, השג יריעת נייר אלומיניום, המספיקה לכיסוי מיטת הספיגה.

השתמש בו כדי להגן על הצינור מפני קרינת השמש, על מנת להתחיל בתהליך הספיגה. פתח את לולאת המים המסתובבים כדי לקרר את החומר הסופג. עקוב אחר לחץ המיטה כדי לזהות מתי הוא מתחת ללחץ האדים הרווי של המאייד.

בשלב זה, פתח את השסתומים בין המיטה למאייד. תן לאדי המים למהר למיטה. המשך בתהליך הספיחה ורשום את השינוי בטמפרטורת המיטה ובלחץ המיטה.

כאשר למיטה ולמאייד יש לחצים שווים, סגור את השסתומים המחברים בין השניים. לאחר מכן, עצור את הזרימה בלולאת המים. לבסוף, הסר את גוש נייר האלומיניום מעל צינור הספיחה כדי להתחיל בתהליך הספיגה.

נתונים אלה הם מתשעת חיישני הטמפרטורה במהלך תהליך הספיחה, תוך שימוש בזאוליט SAPO-34. החלקות מיועדות לחיישנים הקרובים ביותר למאייד, במרכז המוט והכי רחוק מהמאייד. כשמשווים יחד, הנתונים מדגימים כי ספיחה בקטעים שונים מתחילה כמעט באותו זמן.

זה מצביע על כך שיכולת העברת המסה של SAPO-34 טובה. מערכת קירור המים מנעה מהטמפרטורות לעלות לאחר כ-400 עד 600 שניות של ספיחה, צפו בקצה הרחוק של הצינור. לחומרי ספיחה שונים יש תכונות העברת חום שונות.

נתונים אלה השוו טמפרטורות של זאוליט SAPO-34 בכחול וזאוליט ZSM-5 באדום במהלך הספיגה. נתוני עוצמת השמש עבור שני הניסויים השונים אינם מצביעים על הבדל גדול בחימום. למרות זאת, עליית הטמפרטורה בזאוליט ZSM-5 הייתה 32 מעלות צלזיוס, בעוד שבזאוליט SAPO-34 הייתה 17 מעלות צלזיוס.

ל-ZSM-5 מאפייני העברת חום טובים יותר בהשוואה ל-SAPO-34. מדידת טמפרטורת מיכל המים הצוננים של המאייד מגלה שלחומרי הספיחה השונים יש הבדל בביצועים. עם הזאוליט SAPO-34, הטמפרטורה ירדה במהירות ואז האטה.

שינוי הטמפרטורה עם הזאוליט ZSM-5 היה חלק יחסית לאורך כל הדרך. היתרון בטכניקה זו הוא שנוזל קירור זדוני מקורר באמצעות שיפור ההעברה במיטת הספיחה הסולארית. אז, שיטה זו מספקת תובנה לגבי טכניקות הספיחה הסולאריות.

זה יכול להיות גם אור למערכות אחרות, כגון מיזוג אוויר. מאסטר בטכניקה זו יכול להיעשות לתוך שלך אם הוא מבוצע כראוי. לאחר שתצפו בסרטון זה, אתם אמורים להבין היטב כיצד לממש קירור, תוך שימוש באנרגיה סולארית בלבד כתהליך.

אל תשכח שעבודה עם מיטת הספיחה בטמפרטורות גבוהות עלולה להיות מוות גבוה במיוחד ותמיד יש לנקוט באמצעי הזהירות, כגון שמירה על מרחק מהמיטה, בזמן ביצוע ההליך.