太陽吸着冷凍濃縮コレクターの実験システム

この実験の全体的な目標は、ソーラーコレクタートラフを備えたソーラー吸着システムの冷凍性能を研究することです。この方法は、性能の係数やシステムの電力の特定の冷却をどのように改善するかなど、太陽吸着冷却分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。この手法のアイデアは、数年前に太陽エネルギーを活用して冷却環境をいかに減らすかを考えたときに思いつきました。

これは、北京理工大学のキャンパスにある太陽光吸着冷凍システムです。主なコンポーネントは、ソーラートラフコレクターの焦点にある吸着床であり、ソーラートラッキングデバイスを備えています。ベッドはコンデンサーとエバポレーターに接続されています。

蒸発器は、システムによって冷却される水タンクに取り付けられています。循環水ループは、吸着床を冷却することができます。これらの要素間の接続は、この図にあります。

吸着床は、チューブによって蒸発器と凝縮器に接続されています。圧力計は、吸着床チューブ内の圧力を監視します。バルブは吸着床を分離することができます。

吸着床から水蒸気を放出するには、このバルブとコンデンサーのバルブを開きます。吸着床が水蒸気を取り込む時間になったら、コンデンサーバルブを閉じ、蒸発器バルブを開きます。ポンプがチューブ内に真空を確立し、ベッドエバポレーターとコンデンサーを接続します。

必要に応じて、循環水ループが吸着床を冷却します。吸着ベッドの詳細は、この概略図に記載されています。外側のガラス管があります。

それは太陽吸着管と同心円です。両者の間には真空があります。ソーラー吸着チューブの内側には、水冷システム用の同心円状の銅管があります。

この断面は、中心軸から外れた質量移動チャネルがあることを示しています。ソーラー吸着チューブと内部チューブの間の領域には、冷媒として水を含む吸着材が充填されています。システム内のさまざまなポイントに吸着剤材料に温度プローブがあります。

2 つは、システムの一方の端から 140 mm です。5 つはシステムの中央に配列されています。さらに 2 つは、システムのもう一方の端から 140 mm

冷蔵につながるサイクルを開始するには、太陽を追跡するためにソーラートラフを揃えることから始めます。トラフを手動で調整して太陽への露出を最大化し、次に吸着ベッドを隔離し、ベッドとチューブの圧力が800パスカル未満であることを確認します。これを行うには、接続されているバルブを停止します。

すべてのバルブが閉じていて、冷却水が循環していないことを確認してから、ソーラートラッキングシステムのコントローラーを起動します。時間の経過とともに、システムは太陽を追跡し、閉じた条件下で水で飽和した吸着床を加熱します。トラフが動くと、圧力計でベッドの圧力を監視します。

環境の凝縮温度の値を超える圧力を待ちます。適切な圧力で、脱着プロセスを開始します。ベッドとコンデンサーを接続できるバルブを開きます。

水蒸気が流れるときは、吸着床への太陽熱を維持します。ベッドとコンデンサーの圧力が同じ場合は、ベッドとコンデンサーの間のバルブをオフにしてください。次に、吸着ベッドを覆うのに十分なアルミホイルシートを入手します。

吸着プロセスを開始するために、チューブを日射からシールドするために使用します。循環水ループを開いて、吸着材を冷却します。ベッドの圧力を監視して、蒸発器の飽和蒸気圧を下回ったときを特定します。

その時点で、ベッドと蒸発器の間のバルブを開きます。水蒸気をベッドに流し込みます。吸着プロセスを続行し、ベッドの温度とベッド圧力の変化を記録します。

ベッドとエバポレーターの圧力が等しい場合は、2つを接続しているバルブを閉じます。次に、ウォーターループの流れを止めます。最後に、吸着チューブの上からアルミホイルブロックを取り外して、脱着プロセスを開始します。

これらのデータは、SAPO-34ゼオライトを使用した吸着プロセスの過程で9つの温度センサーから得られたものです。プロットは、蒸発器に最も近いセンサー、ロッドの中心にあるセンサー、蒸発器から最も遠いセンサー用です。データをプロットすると、異なるセクションでの吸着がほぼ同時に開始されることがわかります。

これは、SAPO-34の質量移動能力が良好であることを示唆しています。水冷システムは、チューブの遠端で予想される吸着の約400〜600秒後に温度が上昇するのを防ぎました。吸着材料が異なれば、熱伝達特性も異なります。

これらのデータは、脱着中のSAPO-34ゼオライト(青)とZSM-5ゼオライト(赤)の温度を比較しました。2つの異なる試験の太陽強度データは、暖房に大きな差があることを示唆していません。それにもかかわらず、ZSM-5 ゼオライトの温度上昇は摂氏 32 度でしたが、SAPO-34 ゼオライトの温度上昇は摂氏 17 度でした。

ZSM-5は、SAPO-34と比較して優れた熱伝達特性を備えています。蒸発器の冷水タンクの温度を測定すると、さまざまな吸着材料に性能の違いがあることが明らかになります。SAPO-34ゼオライトを使用すると、温度が急速に低下し、その後遅くなりました。

ZSM-5ゼオライトによる温度変化は、全体を通して比較的滑らかでした。この技術の利点は、マレフィセントクーラントが太陽吸着床での移動を強化することによって冷却されることです。したがって、この方法は、太陽吸着技術への洞察を提供します。

また、エアコンなどの他のシステムへの光にもなります。このテクニックの達人は、適切に実行されれば、あなたのものに行うことができます。このビデオを見た後、太陽エネルギーのみをプロセスとして使用して、冷蔵を実現する方法をよく理解しているはずです。

高温での吸着ベッドでの作業は、死亡率が非常に高くなる可能性があるため、手順を実行する際には、ベッドからの距離を維持するなどの予防措置を常に講じる必要があることを忘れないでください。