Experimenteel systeem van zonne-adsorptie koeling met geconcentreerde Collector

Het algemene doel van dit experiment is om de koelprestaties van een zonnedampadsorptiesysteem met een zonnecollector te bestuderen. Deze methode kan helpen om belangrijke vragen in het veld van zonne-adsorptiekoeling te beantwoorden, zoals hoe de prestatiecoëfficiënt en de specifieke koelcapaciteit van het systeem kunnen worden verbeterd. We hadden een paar jaar geleden voor het eerst een idee voor deze methode, toen we nadachten over hoe we de koelomgeving konden verminderen door gebruik te maken van zonne-energie.

Dit is het zonnedampadsorptiekoelsysteem op de campus van de Beijing University of Technology. Een belangrijk onderdeel is een adsorptiebed op de focus van een zonnecollector, met een zonne-trackingapparaat. Het bed is verbonden met een condensor en een verdamper.

De verdamper staat op een watertank die door het systeem wordt gekoeld. Een circulatiewaterlus kan het adsorptiebed koelen. De verbindingen tussen deze elementen staan in dit schema.

Het adsorptiebed is verbonden met de verdamper en condensor door buizen. Een drukgestel bewaakt de druk in de adsorptiebedbuis. Een klep kan het adsorptiebed isoleren.

Om waterdamp uit het adsorptiebed te laten ontsnappen, opent u deze klep en degene bij de condensor. Sluit de klep van de condensor en open de klep van de verdamper wanneer het tijd is voor het adsorptiebed om waterdamp op te nemen. Een pomp creëert een vacuüm in de buis, waardoor het bed, de verdamper en de condensor worden verbonden.

Indien nodig koelt de circulatiewaterlus het adsorptiebed. Details van het adsorptiebed staan in dit schema. Er is een buitenste glazen buis.

Het is concentrisch met de zonne-adsorberende buis. Tussen de twee is een vacuüm. Binnenin de zonne-adsorberende buis is een concentrische koperen buis voor het waterkoelsysteem.

Deze doorsnede laat zien dat er een massa-overdrachtskanaal afstaat van de centrale as. Het gebied tussen de zonne-adsorberende buis en de binnenbuizen is gevuld met adsorberend materiaal met water als koelmiddel. Er zijn temperatuursensoren in het adsorberende materiaal op verschillende punten in het systeem.

Twee bevinden zich 140 millimeter vanaf een uiteinde van het systeem. Vijf zijn gerangschikt in het midden van het systeem. Nog twee bevinden zich 140 millimeter vanaf het andere uiteinde van het systeem.

Om de cyclus te beginnen die tot koeling leidt, begint u met de zonnecollector die is uitgelijnd om de zon te volgen. Stel de collector handmatig in om de blootstelling aan de zon te maximaliseren, verplaats vervolgens om het adsorptiebed te isoleren en zorg ervoor dat de druk van het bed en de buis onder de 800 pascal ligt. Doe dit door de klep die eraan is verbonden, af te sluiten.

Zorg ervoor dat alle kleppen gesloten zijn en dat er geen koelwater circuleert, start vervolgens de controller voor het zonne-trackingsysteem. Na verloop van tijd volgt het systeem de zon, die het met water verzadigde adsorptiebed verwarmt onder gesloten omstandigheden. Terwijl de collector beweegt, bewaakt u de bedrukking met de drukmeter.

Wacht op een druk boven de waarde voor de condensatietemperatuur van de omgeving. Bij een geschikte druk start u het desorbentieproces. Open de kleppen die een verbinding tussen het bed en de condensor mogelijk maken.

Terwijl de waterdamp stroomt, handhaaft u zonneverwarming van het adsorptiebed. Wanneer de druk van het bed en de condensor hetzelfde zijn, zet u de kleppen tussen het bed en de condensor uit. Vervolgens, verwerft u een aluminiumfolieblad, genoeg om het adsorptiebed te bedekken.

Gebruik het om de buis te beschermen tegen zonnestraling, om het adsorptieproces te starten. Open de circulatiewaterlus om het adsorberende materiaal te koelen. Bewaakt u de bedrukking om te identificeren wanneer deze onder de verzadigde dampdruk van de verdamper ligt.

Op dat moment, opent u de kleppen tussen het bed en de verdamper. Laat het waterdamp in het bed stromen. Ga door met het adsorptieproces en noteer de verandering in bedtemperatuur en bedrukking.

Wanneer het bed en de verdamper gelijke drukken hebben, sluit u de kleppen die de twee verbinden. Vervolgens, stopt u de stroom in de waterlus. Ten slotte, verwijdert u het aluminiumfolieblok van boven het adsorptiebuis om het desorbentieproces te starten.

Deze gegevens zijn van de negen temperatuursensoren in de loop van het adsorptieproces, met behulp van SAPO-34 zeoliet. De grafieken zijn voor sensoren dichtstbij de verdamper, in het midden van de staaf, en het verst van de verdamper. Uitgezet samen, tonen de gegevens dat adsorptie in verschillende secties bijna tegelijkertijd begint.

Dit suggereert dat de massaoverdrachtscapaciteit van SAPO-34 goed is. Het waterkoelsysteem voorkwam dat de temperaturen stegen na ongeveer 400 tot 600 seconden adsorptie, behalve aan het uiteinde van de buis. Verschillende adsorptiematerialen hebben verschillende warmteoverdrachtseigenschappen.

Deze gegevens vergelijken de temperaturen van SAPO-34 zeoliet in blauw en ZSM-5 zeoliet in rood tijdens desorbentie. Zonne-intensiteitsgegevens voor de twee verschillende proeven suggereren geen grote verschil in verwarming. Ondanks dit, was de temperatuurstijging in de ZSM-5 zeoliet 32 graden Celsius, terwijl die in de SAPO-34 zeoliet 17 graden Celsius was.

De ZSM-5 heeft betere warmteoverdrachtseigenschappen in vergelijking met SAPO-34. Meting van de temperatuur van de gekoelde watertank van de verdamper onthult dat de verschillende adsorptiematerialen een prestatieverschil hebben. Met de SAPO-34 zeoliet, daalde de temperatuur snel en vertraagde daarna.

De temperatuurverandering met de ZSM-5 zeoliet was relatief soepel gedurende het hele proces. Het voordeel van deze techniek is dat het koelmiddel gekoeld wordt door de verbeterde overdracht in de zonne-adsorptiebed. Dus, deze method