Summary
ड्राइविंग बल के रूप में सौर ऊर्जा के साथ, एक उपंयास सोखना प्रशीतन प्रणाली विकसित किया गया है और प्रयोग की जांच की । जल वाष्प और जिओलाइट सोखना प्रणाली की कार्य जोड़ी का गठन किया । इस पांडुलिपि प्रयोगात्मक रिग, आपरेशन प्रक्रिया के सेटअप का वर्णन है, और महत्वपूर्ण परिणाम ।
Abstract
सौर सोखना प्रशीतन के प्रदर्शन में सुधार करने के लिए, एक सौर एकाग्रता कलेक्टर के साथ एक प्रयोगात्मक प्रणाली स्थापित किया गया था और जांच की । प्रणाली के मुख्य घटक थे adsorbent बिस्तर, संघनित्र, वाष्पीकरण, शीतलन उप-प्रणाली, और सौर कलेक्टर । प्रयोग के पहले चरण में, वाष्प-संतृप्त बिस्तर बंद परिस्थितियों के तहत सौर विकिरण द्वारा गर्म किया गया था, जिसके कारण पलंग का तापमान और दबाव बढ़ गया था । जब बिस्तर पर दबाव काफी अधिक हो गया, बिस्तर संघनित्र से कनेक्ट करने के लिए बंद कर दिया गया था, इस प्रकार जल वाष्प लगातार बिस्तर से संघनित्र को तरलीकृत हो प्रवाहित । अगले, बिस्तर desorption के बाद शांत करने की जरूरत है । सौर परिरक्षण हालत में, एल्यूमीनियम पंनी द्वारा हासिल की, परिचालित पानी पाश बिस्तर के लिए खोला गया था. पानी के साथ लगातार बिस्तर में घूम रहा है, बिस्तर में संग्रहीत गर्मी बाहर ले गया था और बिस्तर के दबाव के अनुसार कमी आई । जब बिस्तर के दबाव वाष्पीकरण के तापमान पर संतृप्ति दबाव के नीचे गिरा, वाष्पीकरण करने के लिए वाल्व खोला गया था । पानी वाष्प के एक बड़े पैमाने पर बिस्तर में ले जाया गया और जिओलाइट सामग्री द्वारा adsorbed था । वाष्पीकरण में पानी के बड़े पैमाने पर वाष्पीकरण के साथ, प्रशीतन प्रभाव अंत में उत्पन्न किया गया था. प्रायोगिक परिणाम से पता चला है कि दोनों पुलिस (प्रणाली के प्रदर्शन के गुणांक) और एससीपी (प्रणाली के विशिष्ट ठंडा करने की शक्ति) सपो-३४ जिओलाइट की है कि ZSM-5 जिओलाइट से अधिक था, कोई बात नहीं है कि सोखना समय था अब या कम है । सपो-३४ जिओलाइट की प्रणाली ०.१६९ की एक अधिकतम सिपाही उत्पंन ।
Introduction
के साथ ओजोन-घट की समस्या पारंपरिक वाष्प संकुचित प्रशीतन अधिक गंभीर बढ़ रही है, हरी प्रौद्योगिकी के साथ पारंपरिक प्रशीतन प्रतिस्थापन हाल के वर्षों में एक गर्म विषय बन गया है । उन हरी प्रौद्योगिकियों के अलावा, सौर सोखना प्रशीतन शोधकर्ताओं का ध्यान की बहुत आकर्षित किया है । कम ग्रेड थर्मल ऊर्जा से प्रेरित, सोखना प्रशीतन प्रणाली पर्यावरण के अनुकूल होने का लाभ है, छोटे, और लचीला । यह सोखना प्रणाली भी गैर सौर ऊर्जा के साथ संचालित किया जा सकता है, उदाहरण के लिए अपशिष्ट ताप उपकरणों से छुट्टी या वाहनों से इंजन निकास गैसों द्वारा, के रूप में हू एट अलद्वारा उल्लेख किया । 1
एक सोखना शीतलन प्रणाली में, सोखना बिस्तर कुंजी घटक है । इसका काम सीधे तौर पर पूरे सिस्टम के प्रदर्शन को प्रभावित करता है । इसलिए, सोखना बिस्तर के डिजाइन के रूप में Sutuki द्वारा बताया सबसे महत्वपूर्ण मुद्दा है । 2 एक दशक पहले, फ्लैट बिस्तर ज्यादातर सोखना शीतलन प्रणाली में इस्तेमाल किया गया था । 3 , 4 , 5 बिना किसी भी सौर ध्यान देने वाले उपकरण, फ्लैट बिस्तर तापमान आमतौर पर कम था और इसलिए व्यवस्था के सिपाही असंतोषजनक था । इसके विपरीत ट्यूबल सोखना पलंग ने सिपाही का सुधार किया । बताया गया कि सिपाही Hadj Ammar एट अल करके उप सहारा क्षेत्र में ०.२१ तक पहुंच सकता है । 6 इसके अलावा, वांग एट अल । 7 एक सर्पिल प्लेट adsorber कि सतत गर्मी पुनर्जनन की विशेषता द्वारा प्रतिष्ठित किया गया विकसित की है । सोखना बिस्तर के उपंयास डिजाइन प्रणाली के चक्र के समय छोटा कर दिया । अबू-Hamdeh एट अल. 8 एक अणुवृत्त गर्त कलेक्टर के साथ सौर सोखना प्रशीतन प्रणाली पर अपने अध्ययन की सूचना दी । उनके परीक्षण के परिणाम ०.१८ से ०.२० के लिए विभिंन प्रणाली के सिपाही दिखाया । एल फदर एट अल. 9 एक सोखना प्रशीतन प्रणाली है कि एक गर्मी पाइप के साथ युग्मित किया गया था और अणुवृत्त गर्त कलेक्टर है, जो ०.१८ के एक इष्टतम पुलिस ने दिखाया द्वारा संचालित अध्ययन ।
ट्यूबलेस पलंग के ताप अंतरण को बढ़ाने के लिए कुछ finned ट्यूब adsorbers पर विचार किया गया और बढोतरी के प्रभाव की जांच की गई. एक अभिनव बिस्तर है कि शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर का रूप ले लिया Restuccia एट अल द्वारा प्रस्तुत किया गया था । 10. आंतरिक finned ट्यूब एक जिओलाइट परत के साथ लेपित किया गया था ताकि धातु की सतह और adsorbent सामग्री के बीच गर्मी/द्रव्यमान का संपर्क हस्तांतरण प्रतिरोध कम किया जा सके । प्रणाली 15-20 एस अल Mers एट अल के सायक्लिंग समय में विशिष्ट शीतलन शक्ति के 30-60 W/kg के उत्पादन का उत्पादन किया । 11का प्रदर्शन किया है कि 5-6 पंख के साथ बढ़ाया adsorber काफी ambiance को adsorber की गर्मी नुकसान को कम कर सकता है और इस तरह ४५% से पुलिस में सुधार । सौर चालित प्रणाली के प्रदर्शन पर एक finned ट्यूब adsorber का प्रभाव Louajari एट अल द्वारा भी अध्ययन किया गया । 12. काम कर जोड़ी के रूप में सक्रिय कार्बन अमोनिया का उपयोग कर, उंहोंने दिखाया कि पंख के साथ adsorber में सायक्लिंग जन हस्तांतरण पंख के बिना एक से अधिक था ।
वर्तमान अध्ययन में, हम प्रयोग एक सौर सोखना प्रशीतन प्रणाली में सुधार, जिसमें एक सोलर ट्रैकिंग अणुवृत्त गर्त कलेक्टर लागू किया गया था और एक आंतरिक ठंडा सुरंग तैनात किया गया था । सपो-34/ZSM-5 जिओलाइट और कार्य जोड़ी के रूप में पानी भाप के साथ, प्रणाली ऊष्मा और प्रशीतन के मामले में रोचक विशेषताओं से पता चला । प्रायोगिक पद्धति के साथ ही ठेठ परीक्षा परिणाम प्रस्तुत किया जाएगा और इस रिपोर्ट में चर्चा की जाएगी.
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Protocol
< सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा १: प्रयोगात्मक प्रणाली for सोलार सोखना प्रशीतन । (शीर्ष) प्रणाली के योजनाबद्ध; नीचे) प्रायोगिक सेटअप का फोटोग्राफ । शीर्ष पैनल प्रयोगात्मक प्रणाली के घटकों को प्रस्तुत करता है, जो वाष्पीकरण, संघनित्र, निर्वात पम्प, & #160; आदि & #160; नीचे पैनल इकट्ठे सोखना प्रशीतन प्रणाली के फोटोग्राफ प्रदर्शित करता है । प्रणाली में, वाष्पर और संघनित्र पंख ट्यूब संरचना, कॉंपैक्ट हीट एक्सचेंजर का एक प्रकार का है । सोखना बिस्तर एक वैक्यूम सौर कलेक्टर से सुधार हुआ है, जो सौर ऊर्जा प्रभावी ढंग से कब्जा कर सकते हैं । & #160; < a href = "//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55925/55925fig1v2large.jpg" target = "blank" > कृपया यहां क्लिक करें का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यह आंकड़ा. < p class = "jove_content" फो: साथ-साथ रखें । भीतर-पृष्ठ = "1" > < img alt = "चित्रा 2" class = "xfigimg" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/55925/55925fig2v2.jpg"/>
< सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा २: वर्मी गियर बॉक्स की संरचना. कृमि गियर बॉक्स डिवाइस है कि अणुवृत्त गर्त के सौर ट्रैकिंग आंदोलन में stepper मोटर के रोटेशन बदल देती है । स्टेपर मोटर के अलावा वर्मी गियर बॉक्स में भी प्रसारण, मैनुअल व्हील, वर्मी दस्ता, & #160; आदि & #160;P ulling मैनुअल/स्वत: स्विच हैंडल बाईं ओर, गियर 5 ए और 5b है । । इस प्रकार, गर्त मैंयुअल रूप से हाथ पहिया घूर्णन द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है । सही करने के लिए मैनुअल/स्वचालित स्विच हैंडल पुलिंग, 5 ए गियर और 5b एक साथ लगे हुए हैं । इस प्रकार, यह स्वचालित रूप से नियंत्रित है stepper मोटर द्वारा.
- एक वेल्डिंग विधि से कीड़ा व्हील शाफ्ट पर नज़र रखने सौर कलेक्टर कनेक्ट । गियर और कीड़ा मिलान करके सौर कलेक्टर के लिए stepper मोटर के रोटेशन के पास । पाइप कॉलर की एक जोड़ी के साथ कलेक्टर के साथ एक साथ ट्यूबलर सोखना बिस्तर ठीक करें ।
नोट: stepper मोटर द्वारा संचालित, प्रणाली पूर्व से पश्चिम करने के लिए सौर आंदोलन स्वचालित रूप से पालन करने के लिए दैनिक घूमता है । - अलग मौसम में सौर ऊंचाई की भिन्नता के अनुसार, जमीनी स्तर के लिए गर्त के झुकने कोण समायोजित करें । निर्धारित झुकाव कोण & #946; गर्त के स्थानीय अक्षांश & #934; और सौर ह्रास & #948;, तथा सूत्र & #946; = & #934; & #160;-& #948;. मैन्युअल रूप से थोड़ा पहिया घुमाएं कोण समायोजन लीवर के नीचे स्थित है कि गर्त के झुकने कोण को विनियमित करने के लिए (No .13 का हिस्सा, < सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा १ ).
नोट: इस तरह से, सौर विकिरण के रूप में गर्त पर संभव के रूप में सामान्य है । प्रायोगिक प्रणाली बीजिंग विश्वविद्यालय प्रौद्योगिकी के परिसर में स्थित थी, अक्षांश ३९.८९ & #176; N और देशांतर ११६.३८ & #176; ई. सोखना बेड के पास बेलनाकार पर्चा लिया । यह एक ट्यूब के एक निर्वात सौर रिसीवर से सुधार किया गया था (< मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 3 ).
< सबल वर्ग = "xfig" > चित्रा 3 : सोखना बिस्तर की संरचना और तापमान की तैनाती जांच. (शीर्ष) बिस्तर संरचना की योजनाबद्ध; नीचे) तापमान की जांच और बिस्तर में मास ट्रांसफर चैनल । शीर्ष पैनल बिस्तर के बुनियादी ढांचे को दर्शाता है । adsorbent सामग्री सौर अवशोषित ट्यूब और तांबे ठंडा चैनल के बीच कुंडलाकार गुहा में डाल दिया है । सौर किरणों कांच ट्यूब घुसना और सौर अवशोषित ट्यूब की सतह पर गिर जाते हैं । फिर, गर्मी के संचालन के द्वारा, सौर ऊर्जा बिस्तर के अंदर adsorbent सामग्री को हस्तांतरित कर रहा है । नीचे पैनल तापमान की जांच के स्थान को दर्शाता है । ये जांच सोखना/desorption प्रक्रिया के दौरान बिस्तर के तापमान परिवर्तन पर नजर रखने के लिए उपयोग किया जाता है । & #160; < a href = "//ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55925/55925fig3v2large.jpg" target = "blank" > कोई बड़ा वर्शन देखने के लिए यहाँ क्लिक करें इस आंकड़े की । < राजभाषा प्रारंभ = "3" >
नोट: इस कोटिंग परत को सौर विकिरण को प्रभावी ढंग से पकड़ने में मदद करता है, लेकिन उत्सर्जन बहुत थोड़ा ही । नतीजतन, सौर ऊर्जा सोखना बिस्तर में आसानी से हो जाता है और adsorbent के थर्मल धारिता को प्रभावी ढंग से बदल जाता है ।
- सौर ताप और बिस्तर के desorption शुरू करने के लिए निम्नलिखित प्रक्रियाओं द्वारा प्रयोगात्मक सेटअप को विनियमित.
- अणुवृत्त गर्त को मैंयुअल रूप से बारी जब तक यह प्रयोग से पहले कारण पूर्व का सामना करना पड़ रहा है, ताकि सूरज की रोशनी अणुवृत्त गर्त कलेक्टर सामांय दोपहर में irradiates ।
- बंद सभी वाल्व कि सोखना बिस्तर से जुड़े है और बिस्तर और पाइप के दबाव को सुनिश्चित करने के नीचे है ८०० Pa । इसे सोलर हीटिंग के लिए तैयार कर लें ।
- जब सूर्य प्रकाश सुबह में क्षितिज रेखा के समानांतर है प्रणाली के नियंत्रण रिग पर स्विच । गर्त स्वचालित रूप से सौर आंदोलन का पता लगाने के लिए घुमाएं बनाओ ।
- सोखना-संतृप्त बिस्तर बंद शर्तों के तहत सौर विकिरण से गरम किया जा करने के लिए अनुमति देते हैं । नतीजतन, बिस्तर का तापमान और बिस्तर का दबाव धीरे-धीरे बढ़ जाएगा ।
- दबाव गेज (संख्या 6 में < मजबूत वर्ग = "xfig" > चित्रा 1 ) के साथ बिस्तर के दबाव की निगरानी जब तक यह दबाव मूल्य है कि पर्यावरण के संघनित्र तापमान से मेल खाती है से अधिक है । ऊष्मा के अनुसार, 30 & #176 पर पानी का संघनित्र दबाव; C ४,२४६ Pa.
- desorption प्रक्रिया सुरु.
& #8203; नोट: desorption प्रक्रिया में, जल वाष्प का संघनित्र होता है । संघनित्र तापमान परीक्षण दिन पर स्थानीय मौसम की स्थिति से निर्धारित होता है ।- खोलने के वाल्व कि बिस्तर और संघनित्र जोड़ता है । जोड़ने पाइप के माध्यम से संघनित्र में पानी भाप प्रवाह करते हैं । जैसे-जैसे जल वाष्प संघनित्र में प्रवेश करता है, संघनित्र का तापमान धीरे-धीरे बढ़ जाएगा । उसी समय
- , सौर ताप को सोखना पलंग पर रखें, जिससे कि पलंग का दाब काफी ऊँचा रहता है desorption के कारण. प्रक्रिया पूरी होने तक सोलर हीटिंग को बंद न करें ।
- जब बिस्तर के दबाव संघनित्र के दबाव के बराबर है desorption प्रक्रिया समाप्त । desorption प्रक्रिया खत्म होने पर वॉल्व को बंद कर दें ।
- सोखना प्रक्रिया से पहले बिस्तर के नीचे ठंडा, के रूप में बिस्तर desorption के बाद उच्च तापमान की स्थिति में अभी भी है । adsorbent सामग्री काफी हद तक केवल कम तापमान पर adsorb कर सकते हैं ।
- सोखना प्रक्रिया शुरू करने के लिए, एक एल्यूमीनियम पंनी शीट के साथ सोखना बिस्तर ढाल, ताकि बिस्तर सौर विकिरण से काट रहा है ।
- है कि वाष्पीकरण और संघनित्र कनेक्ट सभी वाल्व बंद करें ।
- बिस्तर के परिसंचारी पानी पाश खोलने के लिए और नीचे adsorbent सामग्री शांत । पानी के साथ लगातार बिस्तर में घूम रहा है, आंतरिक धारिता बाहर ले लिया है और बिस्तर के दबाव तदनुसार कम हो जाती है ।
- ठंडा करने की प्रक्रिया को समाप्त जब बिस्तर दबाव वाष्पक & #39 पर संतृप्त वाष्प दबाव नीचे गिरता है; s तापमान.
नोट: बिस्तर के नीचे ठंडा होने के बाद सोखना प्रशीतन प्रक्रिया के लिए तैयार रहें । अब बिस्तर का तापमान परिवेशी वायु तापमान के आसपास है, और बिस्तर का दबाव न्यूनतम स्तर तक पहुंच गया है । - सोखना प्रक्रिया के दौरान परिचालित जल-पाश को कार्यशील अवस्था में रखें. सोखना एक अमबर प्रक्रिया है, और उत्पंन गर्मी के रूप में जितनी जल्दी हो सके बाहर छुट्टी की जरूरत है ।
- बिस्तर और वाष्पीकरण के बीच वाल्व खुला । वाष्पर से बिस्तर में पानी भाप जल्दी चलो ।
नोट: वाष्पन की कमी वाष्पीकरण तापमान की भारी कमी में जो परिणाम भाप करने के लिए और अधिक पानी का कारण बनता है । परिणामी, वाष्पीकरण पानी टैंक जहां वाष्पक बैठा है से गर्मी को अवशोषित, और एक प्रशीतन प्रभाव प्राप्त किया है । - सोखना प्रक्रिया पर जा रहा रखने के लिए, और बिस्तर के तापमान और बिस्तर के दबाव के परिवर्तन रिकॉर्ड ।
नोट: सोखना प्रक्रिया के दौरान वाष्पन का दबाव कम और कम हो जाता है, लेकिन बिस्तर का तापमान जल्दी बढ़ जाता है । - जब बिस्तर के दबाव के वाष्पक दबाव के बराबर है सोखना प्रक्रिया समाप्त । बाद में, desorption प्रक्रिया फिर से पालन करेंगे ।
- प्रशीतन क्षमता पर आधारित प्रशीतन प्रणाली के प्रदर्शन और गर्मी से ठंड परिवर्तन की क्षमता का मूल्यांकन ।
& #8203; ध्यान दें: वर्तमान प्रणाली के लिए, प्रशीतन क्षमता वाष्पित पानी की विपुल मात्रा और वाष्पीकरण खुद के तापमान परिवर्तन द्वारा गणना की जाती है ।- प्रणाली के कुल प्रशीतन क्षमता (क्यू रेफरी ) का निर्धारण करने के लिए, टैंक में ठंडा पानी के धारिता घटोतरी के योग की गणना, धातु वाष्पीकरण, और सोखना के बाद वाष्पर में अवशिष्ट पानी निम्नानुसार:
< img alt = "समीकरण 1" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/55925/55925eq1.jpg"/>
जहाँ सी पी Eq. (1) लगातार दबाव में विशिष्ट गर्मी है, और एम मास अर्थ है । सी पानी की टंकी और परिवेश वातावरण के बीच गर्मी हस्तांतरण पर विचार वाष्पीकरण की प्रशीतन क्षमता के लिए एक सुधार कारक है, और यह सी = १.१५ गर्मी हस्तांतरण के सिद्धांत के अनुसार माना जाता है । उपलिपि डब्ल्यू और ई पानी और वाष्पीकरण, क्रमशः का प्रतिनिधित्व करता है । समीकरण म m w, तन और m w, ev एक टैंक में ठंडा पानी का द्रव्यमान है और वाष्पीकरण में अवशिष्ट जल के द्रव्यमान, जो तापमान ड्रॉप करने के लिए संगत & #916; t w और & #916; t e , क्रमशः.
नोट: सौर ऊर्जा इनपुट बिस्तर करने के लिए गर्मी की क्षमता का मूल्यांकन करने के लिए ठंड परिवर्तन की जरूरत है । - सौर ऊर्जा इनपुट Q s के रूप में निर्धारित:
< img alt = "समीकरण 2" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/55925/55925eq2.jpg"/>
कहां, मैं एस, मैं (टी) actinometer प्रक्रिया के दौरान desorption द्वारा दर्ज क्षणिक सौर तीव्रता है । i s को डेटा अर्जन के समय अंतराल & #916; t, i (t) 10 s है । अणुवृत्त गर्त के एपर्चर क्षेत्र एक पी , गर्त सतह के चिंतनशील दक्षता & #961;, ट्यूब ग्लास & #964 के संप्रेषण;, और कोटिंग सतह के सौर अवशोषण गुणांक & #945;, में मापदंडों के साथ एक साथ Eq. (1) , सभी तालिका 1 में सूचीबद्ध हैं । - के आधार पर q ref और q s ऊपर प्राप्त, प्रशीतन प्रणाली के सिपाही का निर्धारण as < सुप class = "xref" > 14 :
< img alt = "समीकरण 3" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/55925/55925eq3.jpg"/>
& #946; 1 र & #946; 2 सौर ऊर्जा इनपुट Q s करने के लिए सुधार कारक हैं । & #946; 1 के गैर अणुवृत्त अंश के सुधार कारक है । गर्त, जो विनिर्माण तकनीक की सीमाओं की वजह से गर्त की विकृति खाते में ले जाता है, और यह माना जाता है & #946; 1 = ०.८५. & #946; 2 बिस्तर के प्राप्त गर्मी की वास्तविक राशि का सुधार कारक है । बाहरी ग्लास ट्यूब से धातु बिस्तर ट्यूब के छोटे आकार के कारण, वास्तविक प्राप्त गर्मी राशि है कि कांच ट्यूब पर प्रतिबिंबित से कम है । & #946; 2 धातु बिस्तर व्यास डी 2 के अनुपात से ग्लास ट्यूब व्यास d 1 के द्वारा निर्णय लिया है । साथ d 1 = १०० mm और d 2 = ६४.५ mm, यह गणना की जाती है कि & #946; 2 = ०.६४५. - के रूप में प्रयोग के मापदंडों द्वारा बिस्तर के विशिष्ट कूलिंग पावर का निर्धारण < सुप वर्ग = "xref" > १४ :
< img alt = "समीकरण 4" src = "//cloudfront.jove.com/files/ftp_upload/55925/55925eq4.jpg"/>
जहां m a मास है adsorbent सामग्री और t विज्ञापन सोखना प्रक्रिया की समय अवधि है ।
- प्रणाली के कुल प्रशीतन क्षमता (क्यू रेफरी ) का निर्धारण करने के लिए, टैंक में ठंडा पानी के धारिता घटोतरी के योग की गणना, धातु वाष्पीकरण, और सोखना के बाद वाष्पर में अवशिष्ट पानी निम्नानुसार:
तालिका 1: eq में पैरामीटर का मान. (1) और eq. (2). इसमें शामिल पैरामीटर & #160; eq. (1) & #160; व & #160; eq. (2) & #160; इस तालिका में सूचीबद्ध हैं । पैरामीटर्स में शामिल हैं c p , A p, & #160; & #945;, etc.
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Representative Results
सोखना प्रक्रिया के माध्यम से बिस्तर के बड़े पैमाने पर स्थानांतरण विशेषता
सोखना बिस्तर हमेशा एक सोखना प्रशीतन प्रणाली में सबसे महत्वपूर्ण घटक है, और गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण विशेषता मुख्य पूरे सिस्टम के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले कारक हैं । चित्रा 3(नीचे पैनल) में दिखाया गया है के रूप में पार वर्गों में दर्ज तापमान परिवर्तन का विश्लेषण करके, यह बिस्तर के गर्मी और जन हस्तांतरण सुविधाओं को पता करने के लिए संभव है. चित्रा 4 सोखना प्रक्रिया के दौरान बिस्तर के तापमान के गतिशील परिवर्तन से पता चलता है । आंकड़ा है कि बड़े पैमाने पर सपो-३४ जिओलाइट के हस्तांतरण की क्षमता अच्छा है, विभिंन वर्गों में अंक के सोखना के लिए लगभग एक ही समय शुरू करते है कि दिखाता है । यदि बिस्तर के द्रव्यमान अंतरण प्रतिरोधक क्षमता कम है, तो बिस्तर थोड़े समय के भीतर सोखना संतुलन तक पहुंच सकता है, और बिस्तर में adsorbent सामग्री पूरी तरह से कार्यरत रहेगी । परिसंचारी जल संवहन के जोरदार कूलिंग समारोह के साथ, तापमान शूटिंग-अप प्रभावी ढंग से सोखना के बारे में 400-600 s के बाद समय के लिए, 9 अंक को छोड़कर रोका गया था । इसके विपरीत, एक प्राकृतिक हवा ठंडा विधि के लिए, बिस्तर तापमान अपेक्षाकृत धीरे कम हो जाएगा । संबंधित प्रयोगात्मक परिणाम ड्यूल एट अल में अच्छी तरह से चर्चा की गई है । 14 वायु प्रवाह के अल्प शीतलन प्रभाव बिस्तर के गर्मी निर्वहन निराश, और फिर सोखना प्रशीतन प्रणाली के चक्र के प्रदर्शन को प्रभावित । इसकी तुलना में, पानी ठंडा प्रणाली के लिए बहुत अच्छा था ।
चित्र 4: सपो-३४ जिओलाइट के लिए सोखना प्रक्रिया में बिस्तर के तापमान परिवर्तन । यह आंकड़ा सोखना प्रक्रिया में बिस्तर के तापमान परिवर्तन प्रस्तुत करता है । तापमान की भिन्नता के माध्यम से, हम बिस्तर के द्रव्यमान हस्तांतरण की विशेषताओं का विश्लेषण कर सकते हैं । तापमान की प्रतिक्रिया दर बिस्तर में सामग्री के सोखना दर को दर्शाता है ।
गर्मी हस्तांतरण desorption प्रक्रिया के माध्यम से बिस्तर की विशेषता
सोखना प्रक्रिया एक युग्मित गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थानांतरण घटना है । adsorbent के desorption/सोखना बिस्तर के तापमान परिवर्तन से अत्यधिक संबंधित है । फिर भी, बिस्तर की गर्मी हस्तांतरण विशेषता ही adsorbent के थर्मल गुणों से ही निर्धारित नहीं है, बल्कि बिस्तर संरचना द्वारा । हम दोनों एक मजबूत सोखना क्षमता और उच्च चालकता के साथ एक सामग्री का चयन करते हैं । लेकिन दुर्भाग्य से, काफी अक्सर इन गुणों के संघर्ष में हैं । अच्छा सोखना के साथ एक छिद्रित सामग्री आमतौर पर गरीब चालकता दर्शाती है । कई कारकों (जैसे, आणविक संरचना, प्रसंस्करण विधि, कण आकार, आदि) adsorbent15,16के थर्मल गुणों को प्रभावित कर सकते हैं । चित्रा 5 सपो-३४ और ZSM-5 जिओलाइट के लिए desorption प्रक्रिया में बिस्तर के औसत तापमान परिवर्तन से पता चलता है । तुलना को सुगम बनाने के लिए परीक्षण अभियान में दर्ज सौर तीव्रता को भी प्रस्तुत किया गया है । हालांकि सौर तीव्रता लगभग दो zeolites के लिए एक ही था, तापमान की वृद्धि काफी अलग था । ZSM-5 जिओलाइट के लिए, तापमान ३२ डिग्री सेल्सियस से अधिक बढ़ रहा था, जबकि सपो-३४ के लिए यह केवल 17 डिग्री सेल्सियस था । इस परिणाम से पता चला कि ZSM-5 जिओलाइट की गर्मी हस्तांतरण की क्षमता सपो-३४ जिओलाइट की तुलना में बेहतर था । adsorbent और भाप के बीच बड़े पैमाने पर स्थानांतरण सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया है, लेकिन केवल गर्मी हस्तांतरण के समर्थन के साथ एक अच्छा जन हस्तांतरण का एहसास हो सकता है ।
चित्र 5 : desorption प्रक्रिया के दौरान बिस्तर के औसत तापमान के परिवर्तन । यह आंकड़ा सपो-३४ जिओलाइट और ZSM-5 जिओलाइट के बीच हीट ट्रांसफर में अंतर दिखाता है । ६०० एस desorption समय के दौरान, ZSM-5 जिओलाइट और सपो-३४ जिओलाइट के लिए तापमान की वृद्धि काफी अलग थी । ZSM-5 जिओलाइट के लिए, तापमान में वृद्धि ३२.५२ डिग्री सेल्सियस था, जबकि सपो के लिए-३४ जिओलाइट वृद्धि केवल १७.०२ डिग्री सेल्सियस था । एक ही सौर हीटिंग हालत में, ZSM-5 जिओलाइट के बड़े तापमान वेतन वृद्धि सपो-३४ जिओलाइट के सापेक्ष गर्मी हस्तांतरण की अपनी श्रेष्ठता को इंगित करता है ।
पलंग की desorption विशेषता
सामांय में, एक सोखना प्रणाली के लिए प्रशीतन शक्ति का उत्पादन adsorbent विशेषता और बिस्तर के गर्मी हस्तांतरण दर से निर्धारित होता है । आमतौर पर, desorption प्रक्रिया के लिए समय सोखना प्रक्रिया के लिए समय से अधिक है । यह desorption के दौरान बिस्तर में गर्मी हस्तांतरण की विशेषताओं को पता करने के लिए आवश्यक है । यहाँ desorption डिग्री ई (टी) के सूचकांक में पलंग के desorption की पूर्णता का मूल्यांकन किया जाता है. E (t) सर्द वाष्प की desorbed राशि के बीच अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है, शुरुआत से समय टी के लिए, और सोखना प्रक्रिया में वाष्प की कुल मात्रा ।
प्रायोगिक आंकड़ों के साथ, अलग desorption समय पर बिस्तर के ई (टी) प्राप्त किया जा सकता है । सबसे पहले यह दिखाया गया है कि desorption की डिग्री में कुछ हद तक सुधार किया गया क्योंकि बेड का तापमान बढ़ गया । सपो-३४ जिओलाइट प्रणाली के लिए, ई (टी) में ५४.९% से वृद्धि हुई टी = 1 h पर ६९.३% करने के लिए टी = 2 एच । दूसरी ओर, एक ही desorption समय में, ZSM-5 प्रणाली सपो-३४ प्रणाली की तुलना में एक बदतर desorption प्रभाव दिखाई दिया । 14 हालांकि सपो-३४ के बिस्तर तापमान अपेक्षाकृत कम था, जैसा कि पहले चित्रा 5के बारे में चर्चा की, इसके desorption डिग्री बेहतर था । यह हमें बताता है कि सपो-३४ जिओलाइट अधिक adsorbent सामग्री के रूप में उपयोग करने के लिए उपयुक्त है । सपो-३४ zeoilite की इस सुविधा को Gordeeva एट अल ने भी बल दिया था । 17
प्रणाली की प्रशीतन क्षमता
सोखना प्रणाली की प्रशीतन क्षमता मूलतः पानी की टंकी के तापमान घटने से परिलक्षित होती है. टैंक के तापमान के लिए परीक्षा परिणाम चित्रा 6में प्रस्तुत कर रहे हैं । टैंक का तापमान एक रेखीय तरीके से समय के साथ बदल गया । यह सोखना समय के पहले ६०० s के भीतर जल्दी से कम हुई है, और फिर तापमान में कमी धीमा । सपो-३४ और ZSM-5 जिओलाइट के दो तापमान प्रोफाइल की तुलना में, यह ज्ञात है कि दोनों zeolites की प्रशीतन क्षमता के बजाय अलग था । पानी की टंकी का तापमान घटोतरी सीधे सिस्टम की प्रशीतन क्षमता को परावर्तित कर देता है । जाहिर है, सपो-३४ प्रणाली के लिए तापमान ड्रॉप ZSM-5 प्रणाली के लिए है कि अधिक से अधिक था । ऊपर वर्णित के रूप में बेहतर desorption विशेषताओं के साथ, सपो-३४ जिओलाइट ZSM-5 जिओलाइट की तुलना में एक उच्च प्रशीतन क्षमता का प्रदर्शन किया । यह पहचान Gordeeva एट अल के समापन के अनुरूप है । 16 और Kakiuchi एट अल । 18
चित्र 6: सर्द पानी के टैंक का तापमान रूपांतर । सामांय में, वाष्पीकरण टैंक में ठंडा पानी का तापमान भिंनता रैखिक नहीं था । सपो-३४ जिओलाइट के लिए, यह पहली बार ६०० एस के भीतर जल्दी से मना कर दिया और फिर गिरावट धीमा । इसके विपरीत, ZSM-5 जिओलाइट का तापमान परिवर्तन अपेक्षाकृत आसान था । यह विशेषता है कि प्रशीतन बिजली उत्पादन समय के साथ गिरावट आई प्रतिबिंबित । दो curves सपो-३४ और ZSM-5 जिओलाइट के प्रदर्शन के अंतर का भी पता चला ।
प्रणाली का प्रदर्शन पुलिस और एससीपी कि eq द्वारा निर्धारित किया जाता है के सूचकांक द्वारा मूल्यांकन किया जाता है (3) और eq. (4), क्रमशः, और परिणाम तालिका 2में दिखाए जाते हैं. चित्रा 6में तापमान के रेखीय परिवर्तन के अनुसार, सोखना समय टीविज्ञापनों के लिए डेटा के दो सेट = ६०० एस और टीविज्ञापन = १,८०० एस प्रस्तुत कर रहे हैं । तालिका में या तो मामले के लिए, पहले ६०० s के भीतर Qref १,८०० s सोखना समय की कुल प्रशीतन क्षमता के दो तिहाई से अधिक का अनुपात लेता है । जाहिर है, टीविज्ञापनों के लिए एससीपी = ६०० एस बहुत अधिक है कि टीविज्ञापनों के लिए = १,८०० एस, लेकिन पुलिस के परिणाम इन परिणामों के विपरीत चला रहे हैं । तालिका 2 में सर्वश्रेष्ठ सिपाही ०.१६९ तक पहुंच गया है । त्रुटि विश्लेषण का आयोजन किया और पुलिस की अनिश्चितता से पता चला था 6.2 के बीच था-9.4% अलग परीक्षण अभियानों के लिए इसी । यह उल्लेख करने की जरूरत है कि अधिकतम सिपाही यहाँ अबू-Hamdeh एट अल द्वारा परिणाम की तुलनात्मक सीमा में है. 8 अणुवृत्त गर्त कलेक्टर की उनकी प्रणाली 0.18-0.20 के एक सिपाही उत्पंन । एससीपी सूचकांक बिस्तर के प्रशीतन क्षमता के विशिष्ट बिजली उत्पादन को दर्शाता है । एक उच्च एससीपी का तात्पर्य है कि एक उच्च प्रशीतन शक्ति adsorbent मास की एक इकाई द्वारा उत्पंन होता है । विश्लेषण परिणामों का प्रदर्शन किया है कि दोनों सिपाही और सपो के एससीपी-३४ ZSM के उस से बेहतर थे-5, कोई बात नहीं अगर सोखना समय अब या कम था ।
तालिका 2: ZSM-5 और सपो-३४ जिओलाइट की प्रशीतन क्षमता की तुलना । तुलना के लिए, यहां हम सपो के सोखना प्रशीतन-३४ और ZSM-5 जिओलाइट के व्यापक प्रदर्शन प्रस्तुत करते हैं । या तो एससीपी सूचकांक द्वारा या पुलिस सूचकांक द्वारा, सपो-३४ प्रणाली ZSM-5 प्रणाली को अपनी श्रेष्ठता से पता चलता है ।
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Discussion
एक ऊष्मा प्रणाली के रूप में, एक सौर सोखना प्रशीतन उपकरण के प्रदर्शन इष्टतम डिजाइन और प्रणाली के समुचित संचालन पर निर्भर करता है । दोनों गर्मी की आपूर्ति और बिस्तर की शीतलन विधि प्रणाली अच्छी तरह से काम करता है की गारंटी के लिए महत्वपूर्ण हैं । पानी ठंडा पानी की संवहन गर्मी हस्तांतरण की उच्च शक्ति की वजह से ठंडा हवा के लिए पसंद है । adsorbent सामग्री की गरीब चालकता आमतौर पर बिस्तर के सीमित गर्मी हस्तांतरण दर निर्धारित किया है । बिस्तर के गर्मी हस्तांतरण में सुधार करने के लिए, कई माप आंतरिक डाला पंख की वृद्धि संरचना के रूप में ऐसे विचार किया गया । 19 सिलिका जेल लोकप्रिय adsorbent सामग्री का एक और प्रकार है । यदि एक सिलिका जेल सौर सोखना प्रणाली में प्रयोग किया जाता है, बिस्तर के desorption तापमान कम से ९५ डिग्री सेल्सियस तक सीमित होना चाहिए, ताकि सिलिका जेल निर्जलित नहीं हो जाएगा और गतिविधि खो देते हैं ।
सबसे नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों की तरह, वर्तमान सोखना प्रशीतन प्रणाली इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों के मामले में कुछ कमियों है । उल्लेखनीय समस्या व्यवस्था का आंतरायिक काम है. हीटिंग के आंतरिक प्रकृति और ठंडा नीचे के साथ, सोखना प्रणाली लगातार एक बिस्तर के रूप में इस्तेमाल किया जाता है ठंड बिजली की आपूर्ति नहीं कर सकते । इस समस्या को हल करने के लिए कुछ शोधकर्ताओं ने एक संयुग्मित दो बिस्तर प्रणाली, जिसमें अपक्षयी गर्मी और सामूहिक स्थानांतरण की तकनीक लागू किया जा सकता है माना जाता है । इस तरह के सिस्टम बल्कि जटिल हो सकता है लेकिन प्रदर्शन में सुधार अक्सर काफी असंतोषजनक था । एक और बात है कि विचार की जरूरत है मौसम की स्थिति प्रभाव है । खराब मौसम के दिनों के लिए, वहां पर्याप्त सौर ऊर्जा की आपूर्ति प्रणाली को नहीं होगा । ऐसी स्थिति में कुछ स्पेयर हीट सोर्स तैयार करने की जरूरत है ताकि सिस्टम काम करना जारी रख सके ।
एक हरित ऊर्जा प्रौद्योगिकी के रूप में, सौर सोखना प्रशीतन प्रणाली पिछले एक दशक में ज्यादा ध्यान आकर्षित किया है । सौर ऊर्जा का उपयोग जीवाश्म ईंधन की खपत से बचा है और प्रभावी रूप से वायु प्रदूषण को कम करता है । इसके अलावा, इस तरह के एक प्रणाली नहीं घूर्णन घटक है, कोई शोर, और flexibly तैनात किया जा सकता है । हालांकि प्रणाली की क्षमता पारंपरिक प्रशीतन प्रणालियों कि वाष्प संपीड़न या अमोनिया अवशोषण का उपयोग करने के लिए तुलनीय नहीं है, सौर ऊर्जा की बहुतायत भविष्य में चमकदार के लिए एक संभावित महत्व प्रस्तुत करता है । एक प्रणाली है कि बिजली या ईंधन की खपत के लिए, प्रदर्शन की दक्षता आपरेशन लागत की वजह से बहुत महत्वपूर्ण है । इसके विपरीत, सौर ऊर्जा स्वतंत्र है और व्यवस्था अभी भी लाभप्रद है अगर सिपाही बहुत अधिक नहीं है ।
हम सुनिश्चित नहीं है कि कैसे जल्दी सौर सोखना प्रौद्योगिकियों के बड़े पैमाने पर पारंपरिक प्रशीतन प्रणालियों की जगह हो सकती है, क्योंकि वहां इस तकनीक है कि आगे सुधार की जरूरत के कुछ पहलुओं रहे हैं । एक दो साल पहले, यह बताया गया था कि जापान में टोक्यो गैस निगम सोखना रेफ्रिजरेटर का एक वाणिज्यिक प्रकार है कि औद्योगिक अपशिष्ट गर्मी से प्रेरित था आगे रख दिया । वैश्विक अर्थव्यवस्था और प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में विकास के साथ, सौर सोखना प्रशीतन की तकनीक पहले दूरदराज के ग्रामीण क्षेत्रों में जहां जलवायु साल के अधिकांश समय में गर्म है में अपने आवेदन मिल सकता है ।
इस प्रणाली के संचालन में चार महत्वपूर्ण कदम शामिल हैं । समय अनुक्रम के अनुसार, वे हैं: बंद शर्तों के तहत बिस्तर के पूर्व हीटिंग; बिस्तर के तापमान के साथ desorption प्रक्रिया आगे बढ़ रही है; फिर से परिचालित पानी या एक हवा धारा से बिस्तर के नीचे ठंडा; और सोखना प्रक्रिया है कि प्रशीतन प्रभाव उत्पंन करता है ।
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Disclosures
लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।
Acknowledgments
यह शोध कार्य चीन के राष्ट्रीय प्रमुख बुनियादी अनुसंधान कार्यक्रम (no. 2015CB251303), और चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (सं. ५१२७६००५) द्वारा प्रायोजित था ।
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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
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