Experimenteel systeem van zonne-adsorptie koeling met geconcentreerde Collector

Het algemene doel van dit experiment is om de koelprestaties van een zonne-adsorptiesysteem met een parabolische zonnevanger te bestuderen. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen binnen het vakgebied van zonne-adsorptiekoeling, zoals het verbeteren van de prestatiecoëfficiënt en het specifieke koelvermogen van het systeem. We hebben enkele jaren geleden voor het eerst dit idee ontwikkeld, toen we onderzochten hoe de koelomgeving kon worden gereduceerd door gebruik te maken van zonne-energie.

Dit is het zonne-adsorptiekoelsysteem op de campus van de Beijing University of Technology. Een essentieel onderdeel is een adsorptiebed in het brandpunt van een parabolische trogcollector, voorzien van een zonne-trackingsysteem. Het bed is verbonden met een condensor en een evaporator.

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

Het adsorptiebed is via slang verbonden met de verdamper en de condensor. Een drukmeter bewaakt de druk in de buis van het adsorptiebed. Een klep kan het adsorptiebed isoleren.

Open deze klep en die van de condensator om waterdamp uit het adsorptiebed te laten ontsnappen. Sluit de condensatorklep en open de verdamperklep wanneer het adsorptiebed waterdamp moet opnemen. Een pomp creëert een vacuüm in de slang die de bedverdamper en de condensator verbindt.

Indien nodig koelt de circulerende waterkring het adsorptiebed. De details van het adsorptiebed staan in dit schema. Er is een buitenste glazen buis.

Het is concentrisch met de zon-absorberende buis. Tussen de twee bevindt zich een vacuüm. Binnenin de zon-absorberende buis bevindt zich een concentrische koperen buis voor het waterkoelsysteem.

Deze dwarsdoorsnede laat zien dat er een massa-overdrachtskanaal buiten de centrale as aanwezig is. De regio tussen de zonne-absorberende buis en de binnenbuizen is gevuld met adsorberend materiaal, met water als koudemiddel. In het adsorberende materiaal zijn temperatuursensoren geplaatst op verschillende punten in het systeem.

Twee bevinden zich op 140 millimeters vanaf één uiteinde van het systeem. Vijf zijn gerangschikt in het midden van het systeem. Nog twee bevinden zich op 140 millimeters vanaf het andere uiteinde van het systeem.

Om de cyclus te starten die tot koeling leidt, begint u met de zonnegoten die zijn uitgelijnd om de zon te volgen. Stel de goot handmatig af om de blootstelling aan de zon te maximaliseren en isoleer vervolgens het adsorptiebed, waarbij u ervoor zorgt dat de druk in het bed en de buis lager is dan 800 pascals. Doe dit door de verbonden klep te sluiten.

Zorg ervoor dat alle afsluiters gesloten zijn en dat er geen koelwater circuleert, en start vervolgens de regelaar van het zonnevolgsysteem. Na verloop van tijd volgt het systeem de zon, die het met water verzadigde adsorptiebed onder gesloten omstandigheden verhit. Terwijl de trog beweegt, dient de beddruk met de manometer te worden gemonitord.

Wacht tot de druk boven de waarde voor de condensatietemperatuur van de omgeving ligt. Start bij een passende druk het desorptieproces. Open de kleppen die een verbinding tussen het bed en de condensator mogelijk maken.

Houd terwijl de waterdamp stroomt de zonneverwarming van het adsorptiebed in stand. Wanneer de druk in het bed en de condensor gelijk is, sluit u de kleppen tussen het bed en de condensor. Neem vervolgens een stuk aluminiumfolie dat groot genoeg is om het adsorptiebed te bedekken.

Gebruik dit om de buis af te schermen van zonnestraling om het adsorptieproces te starten. Open de circulerende waterkringloop om het adsorberend materiaal te koelen. Bewaak de beddruk om vast te stellen wanneer deze onder de verzadigde dampdruk van de verdamper ligt.

Open op dat punt de kleppen tussen het bed en de verdamper. Laat de waterdamp het bed binnenstromen. Zet het adsorptieproces voort en registreer de verandering in bedtemperatuur en beddruk.

Wanneer het bed en de verdamper gelijke drukken hebben, sluit dan de kleppen die de twee verbinden. Stop vervolgens de stroom in de waterloop. Verwijder ten slotte het blok aluminiumfolie boven de adsorptiebuis om het desorptieproces te starten.

Deze gegevens zijn afkomstig van de negen temperatuursensoren gedurende het adsorptieproces, waarbij SAPO-34 zeoliet is gebruikt. De grafieken tonen de sensoren die zich het dichtst bij de verdamper bevinden, in het midden van de staaf en het verst van de verdamper af. Wanneer de gegevens samen worden uitgezet, blijkt dat adsorptie in verschillende secties vrijwel gelijktijdig begint.

Dit suggereert dat het massa-overdrachtvermogen van SAPO-34 goed is. Het waterkoelsysteem voorkwam dat de temperaturen stegen na ongeveer 400 tot 600 seconden adsorptie, behalve aan het verre 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 desorptie. De gegevens over de zonne-intensiteit voor de twee verschillende proeven wijzen niet op een groot verschil in verhitting. Ondanks dit was de temperatuurstijging in de ZSM-5 zeoliet 32 °C, terwijl die in de SAPO-34 zeoliet 17 °C was.

ZSM-5 vertoont betere warmteoverdrachtskenmerken in vergelijking met SAPO-34. Meting van de temperatuur van de gekoelde watertank van de verdamper onthult dat de verschillende adsorptiematerialen een verschil in prestaties vertonen. Bij het SAPO-34-zeoliet daalde de temperatuur snel om vervolgens af te vlakken.

De temperatuurverandering bij de ZSM-5 zeoliet verliep gedurende het gehele proces relatief gelijkmatig. Het voordeel van deze techniek is dat het koelmiddel wordt afgekoeld door de verbeterde overdracht in het zonne-adsorptiebed. Deze methode biedt hiermee inzicht in zonne-adsorptietechnieken.

Het kan ook dienen als een wegwijzer voor andere systemen, zoals airconditioning. Een meester in deze techniek kan dit in uw eigen systeem implementeren als het correct wordt uitgevoerd. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe koeling kan worden gerealiseerd door uitsluitend zonne-energie als proces te gebruiken.

Vergeet niet dat werken met het adsorptiebed bij hoge temperaturen extreem gevaarlijk kan zijn en dat voorzorgsmaatregelen, zoals het bewaren van voldoende afstand tot het bed, altijd moeten worden genomen tijdens het uitvoeren van de procedure.