מערכת ניסויית של ספיחה שמש קירור עם אספן מרוכז
Summary
עם אנרגיה סולארית ככוח המניע, מערכת קירור ספיחה הרומן פותחה, חקר השפעול. אדי מים ו זאוליט הקימו הזוג עבודה של מערכת ספיחה. כתב יד זה מתאר את הכיוונון של המתקן ניסיוני, ההליך מבצע את תוצאות חשובות.
Abstract
כדי לשפר את הביצועים של ספיחה שמש קירור, מערכת ניסיוני עם אספן ריכוז השמש היה להגדיר ונחקר. הרכיבים העיקריים של המערכת היו המיטה adsorbent, מעבה את, המאייד, תת מערכת הקירור, אספן השמש. בשלב הראשון של הניסוי, המיטה רווי אדי היה מחומם על ידי הקרינה הסולרית בתנאים סגורים, אשר גרם במיטה טמפרטורה, לחץ להגדיל. כאשר הלחץ המיטה היה גבוה מספיק, המיטה הוחלפה להתחבר אל מעבה, ובכך אדי מים זרמו ללא הרף מהמיטה אל מעבה כדי להיות מעובה. בשלב הבא, המיטה צריך להתקרר לאחר desorption. במצב סוכך שמש, מושגת על ידי רדיד אלומיניום, הלולאה המים במחזור נפתח למיטה. עם המים במחזור ללא הרף המיטה, החום מאוחסנים בתוך המיטה היה הוציא, הלחץ למיטה ירד בהתאם. כאשר הלחץ למיטה ירד מתחת הלחץ רוויה בטמפרטורה אידוי, נפתח את השסתום כדי המאייד. מסה של אדי מים מיהר לתוך המיטה, היה הספוחה של החומר זאוליט. עם אידוי מסיבי של המים המאייד, נוצר בסופו של דבר אפקט קירור. התוצאה ניסיוני חשף כי השוטר (מקדם הביצועים של המערכת) והן את SCP (כוח קירור ספציפי של המערכת) של זאוליט סאפו-34 היה גדול מזה של זאוליט ZSM-5, לא משנה אם הזמן ספיחה היה ארוך . או קצרים יותר. המערכת של זאוליט סאפו-34 שנוצר שוטר המרבי של 0.169.
Introduction
עם בעיית דלדול האוזון אדי מסורתי קירור דחוס גדל יותר רציני, החלפת קירור מסורתי עם טכנולוגיה ירוקה הפך נושא חם בשנים האחרונות. בין אלה טכנולוגיות ירוקות, קירור ספיחה השמש משכה הרבה תשומת לבם של החוקרים. מונע על ידי אנרגיה תרמית בדרגה נמוכה, מערכת קירור ספיחה יש את היתרונות של להיות ידידותי לסביבה, קטן, וגמיש. מערכת ספיחה זו יכול גם להיות מונע עם אנרגיה סולארית, למשל על ידי פסולת חום שוחרר מבית ציוד תרמי או מנוע גזי הפליטה מכלי רכב, כפי שהוזכר על ידי Hu ואח. 1
ספיחה מערכת הקירור, המיטה ספיחה הוא רכיב מפתח. העבודה שלו משפיע ישירות על הביצועים של המערכת כולה. לכן, העיצוב של המיטה ספיחה הוא הנושא הכי חשוב כמו הצביע על-ידי Sutuki. 2 לפני כעשור, המיטה שטוח היה בעיקר בשימוש ספיחה מערכת הקירור. 3 , 4 , 5 ללא כל מכשיר מרוכז השמש, הטמפרטורה למיטה שטוחה היה בדרך כלל נמוך, ומכאן השוטר של המערכת היה משביע רצון. לעומת זאת, המיטה ספיחה צינורי שיפור השוטר. דווח כי השוטר יכול להגיע 0.21 באזור הסהרה משנה על-ידי. עמאר Hadj et al. 6 . יתר על כן, וואנג. et al. 7 פיתח adsorber צלחת של ספירלה זה על-ידי המאפיין של התחדשות חום מתמשך. עיצוב חדשניים של המיטה ספיחה יתקצר זמן המחזור של המערכת. אחמד אבו חמדה. et al. 8 דיווח המחקר שלהם על מערכת קירור סולרי ספיחה עם אספן פרבולית. תוצאות הבדיקה שלהם הראו את השוטר של מערכת מגוונת של 0.18 ל 0.20. . El Fadar et al. 9 למד מערכת קירור ספיחה היה בשילוב עם צינור חום ומופעל על ידי אספן שוקת פרבוליות, אשר הראו שוטר האופטימלי של 0.18.
כדי לשפר את העברת החום של המיטה צינורי, נחשבו חלק adsorbers צינור קירור, נבדקה ההשפעה של השיפור. מיטה חדשניים אשר לבש הצורה של מחליף חום מעטפת ושפופרת הוצגה על ידי. Restuccia et al. 10. צינור קירור פנימיים היה מצופה בשכבה זאוליט, כך ההתנגדות העברת אנשי קשר של חום/המוני בין לפני שטח המתכת החומר adsorbent יכול להיות מופחת. המערכת המיוצר פלט של 30-60 W/kg של כוח קירור ספציפי בזמן רכיבה על אופניים של 15-20 ס Al שהרובוט. et al. 11הוכיח כי adsorber משופרת עם סנפירים 5-6 יכול להפחית באופן משמעותי את איבוד חום של adsorber האווירה, ובכך לשפר את השוטר ב- 45%. השפעת adsorber צינור קירור על הביצועים של מערכת השמש מונע גם נחקר על-ידי. Louajari et al. 12. באמצעות פחם פעיל-אמוניה כמו הזוג עובד, הם הראו כי העברת מסה אופניים ב adsorber עם סנפירים היה גדול מאחד ללא סנפירים.
במחקר הנוכחי, למדנו השפעול מערכת קירור משופרת ספיחה סולארית, בו הוחלה אספן פרבולית תאים סולריים, מנהרת קירור פנימי פרוס. את זאוליט סאפו-34/ZSM-5, אדי המים כמו הזוג לעבוד, המערכת הראו תכונות מעניינות התרמודינמיקה, קירור. המתודולוגיה ניסיוני, כמו גם את תוצאות הבדיקה טיפוסי הציג, שנסקרו בדו ח זה.
Protocol
Representative Results
Discussion
כמערכת תרמודינמי, הביצועים של התקן קירור סולרי ספיחה תלוי העיצוב האופטימלי התקינה של המערכת. אספקת חום וגם שיטת הקירור של המיטה חשובים להבטיח שהמערכת עובד טוב. קירור מים היא עדיפה על אוויר קירור בגלל הכוח גבוהה של הסעת חום העברת החום של המים. מוליכות גרועה של החומר adsorbent קבעה בדרך כלל את קצ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
עבודת מחקר זה מומן על ידי את נבחרת מפתח בסיסי מחקר תוכנית של סין (No.2015CB251303), את נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (מספר 51276005).
Materials
| evaporator | home-made | finned heat exchange | |
| condenser | home-made | finned heat exchange | |
| evaporator water tank | home-made | volume:9L | |
| condenser water tank | home-made | volume:9L | |
| vacuum pump | Beijing Jing Rui Ze Xiang Instrument Co. Ltd. | rotation speed:1400 motor pover:370W | |
| condenser pressure sensor | Beijing Li Nuo Tian Sheng Instrument Co. Ltd. | 16P2623 | maximum:2200Pa |
| bed pressure sensor | Beijing Li Nuo Tian Sheng Instrument Co. Ltd. | maximum:2200Pa | |
| adsorption bed | home-made | cylundrical glass tube | |
| parabolic trough | home-made | high reflective aluminum sheet | |
| water pump | home-made | motor pover:250W, water head:8m | |
| water tank | home-made | volume:500L | |
| DRT-2-2 direct solar actinometer | Beijing Tian Yu De Technology Co. Ltd. | 03140132 | sensitivity:13.257μV/W•m2 |
| TBQ-2 solar pyranometer | Jinzhou Sunshine Technology Development Co., Ltd., China | 209079 | sensitivity:12.733μV/W•m2 |
| SAPO-34 zeolite | Langfang Peng Cai Co., Ltd., China | 20mm in length and 2.2mm in diameter | |
| ZSM-5 zeolite | Langfang Peng Cai Co., Ltd., China | 5.7mm in diameter |
References
- Hu, P., Yao, J. J., Chen, Z. S. Analysis for composite zeolite/foam aluminum-water mass recovery adsorption refrigeration system driven by engine exhaust heat. Energ Convers Manage. 50, 255-261 (2009).
- Sutuki, M. Application of adsorption cooling system to automobiles. Heat Recov Syst CHP. 4 (13), 335-340 (1993).
- Li, M., Wang, R. Z., Xu, Y. X., Wu, J. Y., Dieng, A. O. Experimental study on dynamic performance analysis of a flat-plate solar solid-adsorption refrigeration for icemaker. Renew Energy. 27, 211-221 (2002).
- Liu, Y. L., Wang, R. Z., Xia, Z. Z. Experimental study on a continuous adsorption water chiller with novel design. Int J Refrig. 28 (2), 218-230 (2005).
- Sumathy, K., Li, Z. F. Experiments with solar-powered adsorption ice-maker. Renew Energy. 16, 704-707 (1999).
- Hadj Ammar, M. A., Benhaoua, B., Balghouthi, M. Simulation of tubular adsorber for adsorption refrigeration system powered by solar energy in sub-Sahara region of Algeria. Energ Convers Manage. 106, 31-40 (2015).
- Wang, R. Z., et al. Experiment on a continuous heat regenerative adsorption refrigerator using spiral plate heat exchanger as adsorbers. Appl Therm Eng. 18, 14-19 (1998).
- Abu-Hamdeh, N. H., Alnefaie, K. A., Almitani, K. H. Design and performance characteristics of solar adsorption refrigeration system using parabolic trough collector: experimental and statistical optimization technique. Energ Convers Manage. 74, 162-170 (2013).
- El Fadar, A., Mimet, A., Pérez-García, M. Study of an adsorption refrigeration system powered by parabolic trough collector and coupled with a heat pipe. Renew Energy. 34, 2271-2279 (2009).
- Restuccia, G., Freni, A., Russo, F., Vasta, S. Experimental investigation of a solid adsorption chiller based on a heat exchanger coated with hydrophobic zeolite. Appl Therm Eng. 25, 1419-1428 (2005).
- Al Mers, A., Azzabakh, A., Mimet, A., El Kalkha, H. Optimal design study of cylindrical finned reactor for solar adsorption cooling machine working with activated-ammonia pair. Appl Therm Eng. 26 (16), 1866-1875 (2006).
- Louajari, M., Mimet, A., Ouammi, A. Study of the effect of finned tube adsorber on the performance of solar driven adsorption cooling machine using activated carbon-ammonia pair. Appl Energ. 88, 690-698 (2011).
- Mattox, D. M., Kominiak, G. J. Deposition of semiconductor films with high solar absorptivity. J Vac Sci Technol. 12, 182-185 (1975).
- Du, S. W., Li, X. H., Yuan, Z. X., Du, C. X., Wang, W. C., Liu, Z. B. Performance of solar adsorption refrigeration in system of SAPO-34 and ZSM-5 zeolite. Sol Energ. 138, 98-104 (2016).
- Ron, M., Gruen, D., Mendelsohn, M., et al. Preparation and properties of porous metal hydride compacts. J. Less- Common Metals. 74 (2), 445-448 (1980).
- Liu, Z. Q., Wu, F., Tan, Z. H., Chen, S., Wang, G. Q. An experimental study of thermal conductivity enhancement on solid adsorption refrigeration. Mater Rev. 15 (12), 61-63 (2001).
- Gordeeva, L. G., Freni, A., Restuccia, G., Aristov, Y. I. Adsorptive air conditioning systems driven by low temperature energy sources: choice of the working pairs. J Chem Eng Jpn. 40 (13), 1287-1291 (2007).
- Kakiuchi, H., Shimooka, S., et al. Water vapor adsorbent FAM-Z02 and its applicability to adsorption heat pump. Kagaku Kogaku Ronbun, Jpn. 31 (4), 273-277 (2005).
- Li, X. H., Hou, X. H., Zhang, X., Yuan, Z. X. A review on development of adsorption cooling-Novel beds and advanced cycles. Energ Convers Manage. 94, 221-232 (2015).
