Sistema experimental de refrigeración de absorción Solar con colector de concentrado
Summary
Con la energía solar como la fuerza impulsora, un sistema de refrigeración de la adsorción de novela ha sido desarrollado e investigado experimentalmente. Vapor de agua y zeolita forman el par de funcionamiento del sistema de adsorción. Este manuscrito describe la configuración de la plataforma experimental, el procedimiento de operación y los resultados importantes.
Abstract
Para mejorar el rendimiento de la refrigeración de absorción solar, un sistema experimental con un colector de concentración solar fue establecido e investigado. Los principales componentes del sistema fueron la cama adsorbente, el condensador, el evaporador, el subsistema de enfriamiento y el colector solar. En el primer paso del experimento, el lecho saturado de vapor fue calentado por la radiación solar en condiciones cerradas, que causó la temperatura y la presión para aumentar. Cuando la presión llegó a ser lo suficientemente alta, la cama fue cambiada para conectar el condensador, así vapor de agua fluido continuamente desde la cama al condensador para ser licuado. A continuación, la cama es necesario enfriar después de la desorción. En la condición de solar blindado, alcanzada por papel de aluminio, el circuito de agua circulante se abrió a la cama. Con el agua circula continuamente en la cama, se sacó el calor almacenado en la cama y la presión disminuye en consecuencia. Cuando la presión haya caído debajo de la presión de saturación a la temperatura de evaporación, se abre la válvula en el evaporador. Una masa de vapor de agua se precipitó en la cama y fue absorbida por el material de la zeolita. Con la vaporización masiva del agua en el evaporador, el efecto de refrigeración se generó finalmente. El resultado experimental ha puesto de manifiesto que el COP (coeficiente de rendimiento del sistema) y SCP (potencia frigorífica específica del sistema) de la zeolita de SAPO-34 fue mayor que la de la zeolita ZSM-5, no importa si fue mayor el tiempo de adsorción o más corto. Generados por el sistema de la zeolita de SAPO-34 un COP máximo de 0.169.
Introduction
El problema del agotamiento del ozono del vapor tradicional de refrigeración comprimido creciendo más serio, sustitución de refrigeración tradicional con tecnología verde se ha convertido en un tema candente en los últimos años. Entre las tecnologías verdes, la refrigeración de absorción solar ha atraído mucha de la atención de los investigadores. Impulsado por la energía térmica de baja calidad, el sistema de refrigeración de la adsorción tiene las ventajas de ser ambientalmente amigable, pequeño y flexible. Este sistema de adsorción puede también ser conducido con energía no solar, por ejemplo por el calor residual descargado térmica o por gases de escape del motor de los vehículos, como se ha mencionado por Hu et al. 1
En una sistema de refrigeración de la adsorción, el lecho de adsorción es la clave. Su trabajo influye directamente en el rendimiento de todo el sistema. Por lo tanto, el diseño de la cama de adsorción es la cuestión más importante, como señala Sutuki. 2 hace una década, el plano se utiliza sobre todo en el sistema de refrigeración de la adsorción. 3 , 4 , 5 sin ningún dispositivo de concentración solar, la temperatura de la cama plana fue generalmente baja y por lo tanto el COP del sistema era insatisfactoria. En contraste, el lecho de adsorción tubular mejoró a la CP. Se informó que la policía podría llegar a 0.21 en región subsahariana por Hadj Ammar et al. 6 por otra parte, Wang et al. 7 desarrolló un adsorbedor de placa de espiral que fue distinguido por la característica de la regeneración continua de calor. El novedoso diseño del lecho de adsorción acortó el tiempo de ciclo del sistema. Abu-Hamdeh et al. 8 informó su estudio sobre el sistema de refrigeración de absorción solar con un colector parabólico. Sus resultados demostraron el COP del sistema variado entre 0.18 y 0.20. El Fadar et al. 9 estudios de un sistema de refrigeración de la adsorción que fue acompañado de una pipa de calor y alimentado por parabólicos, que demostró a un COP óptimo de 0.18.
Para mejorar a la transferencia de calor de la cama tubular, se consideraron algunos adsorbentes de tubo aletado y examinaron el efecto de la mejora. Una cama innovador que tomó la forma de la shell y tubo intercambiador de calor fue presentada por Restuccia et al. 10. el tubo aletado interno fue cubierto con una capa de zeolita por lo que se podría reducir la resistencia de contacto de transferencia de masa calor entre la superficie del metal y el material adsorbente. El sistema produce una salida de 30-60 W/kg de energía de enfriamiento específico en el tiempo de ciclo de 15-20 s. Al Mers et al. 11demuestra que el adsorbente mejorado con 5-6 aletas podría reducir significativamente la pérdida de calor del elemento de adsorción a ambiente y mejorando al COP en un 45%. También se estudió el efecto de un adsorbedor de tubo aletado en el rendimiento del sistema solar conducido por Louajari et al. 12. usando carbón activado-amoníaco como el par de trabajo, demostraron que la transferencia de masa ciclismo en adsorción con aletas era mayor que uno sin aletas.
En el presente estudio, se estudió experimentalmente un sistema de refrigeración mejorado absorción solar en la que se aplicación un parabólicos de seguimiento solar y se desplegó un túnel de enfriamiento interno. Con la zeolita de SAPO-34/ZSM-5 y el vapor de agua como el par de trabajo, el sistema mostró características interesantes en términos de termodinámica y refrigeración. La metodología experimental, así como los resultados típicos se presentan y discuten en este informe.
Protocol
Representative Results
Discussion
Como un sistema termodinámico, el funcionamiento de un dispositivo de refrigeración solar de adsorción depende el diseño óptimo y el funcionamiento del sistema. La fuente del calor y el método de enfriamiento de la cama son importantes para garantizar que el sistema funciona bien. Refrigeración por agua se prefiere al aire debido a la alta resistencia de transferencia de calor por convección del agua de enfriamiento. La mala conductividad del material adsorbente generalmente ha determinado la tasa de transferenci…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabajo de investigación fue patrocinado por la nacional clave básica de investigación programa de China (No.2015CB251303) y la Fundación Nacional de Ciencias naturales de China (Nº 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
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