Güneş adsorpsiyon soğutma konsantre toplayıcı ile deneysel sistem

Bu deneyin genel amacı, bir güneş kolektörü oluğu ile bir güneş adsorpsiyon sisteminin soğutma performansını incelemektir. Bu yöntem, performans katsayısının nasıl iyileştirileceği ve sistemin gücünün spesifik soğutulması gibi güneş adsorpsiyonlu soğutma alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu yöntem için ilk olarak birkaç yıl önce, güneş enerjisinden yararlanarak soğutma ortamını nasıl azaltacağımızı düşündüğümüzde bir fikrimiz vardı.

Bu, Pekin Teknoloji Üniversitesi kampüsündeki güneş adsorpsiyonlu soğutma sistemidir. Temel bir bileşen, bir güneş izleme cihazı ile bir güneş oluğu kollektörünün odağında yer alan bir adsorpsiyon yatağıdır. Yatak bir kondansatöre ve bir evaporatöre bağlanır.

Evaporatör, sistem tarafından soğutulacak bir su deposu üzerine oturtulur. Dolaşan bir su döngüsü, adsorpsiyon yatağını soğutabilir. Bu elemanlar arasındaki bağlantılar bu şemada yer almaktadır.

Adsorpsiyon yatağı, evaporatöre ve kondansatöre boru ile bağlanır. Bir basınç ölçer, adsorpsiyon yatağı borusundaki basıncı izler. Bir valf, adsorpsiyon yatağını izole edebilir.

Adsorpsiyon yatağından su buharını boşaltmak için bu vanayı ve kondansatördeki vanayı açın. Kondenser vanasını kapatın ve adsorpsiyon yatağının su buharını alma zamanı geldiğinde evaporatör vanasını açın. Bir pompa, yatak evaporatörünü ve kondansatörü birbirine bağlayarak boruda bir vakum oluşturur.

Gerektiğinde, dolaşan su döngüsü adsorpsiyon yatağını soğutur. Adsorpsiyon yatağının detayları bu şemada yer almaktadır. Bir dış cam tüp var.

Güneş emici tüp ile konsantriktir. İkisi arasında bir boşluk var. Güneş enerjisiyle adsorbe edici tüpün içinde, su soğutma sistemi için eşmerkezli bir bakır boru bulunur.

Bu kesit, merkezi eksenden uzakta bir kütle transfer kanalı olduğunu ortaya koymaktadır. Güneş adsorbe edici tüp ile iç borular arasındaki bölge, soğutucu akışkan olarak su ile adsorban malzeme ile doldurulur. Sistemin farklı noktalarında adsorban malzeme içerisinde sıcaklık probları bulunmaktadır.

İkisi, sistemin bir ucundan 140 milimetredir. Beş tanesi sistemin ortasında dizilmiştir. İki tane daha, sistemin diğer ucundan 140 milimetre uzakta.

Soğutma ile sonuçlanan döngüye başlamak için, güneşi takip edecek şekilde hizalanmış güneş oluğu ile başlayın. Güneşe maruz kalmasını en üst düzeye çıkarmak için oluğu manuel olarak ayarlayın, ardından adsorpsiyon yatağını izole etmek için hareket edin ve yatağın ve tüpün basıncının 800 paskalın altında olduğundan emin olun. Bunu, ona bağlı vanayı kapatarak yapın.

Tüm vanaların kapalı olduğundan ve soğutma suyu sirkülasyonu olmadığından emin olun, ardından güneş takip sistemi için kontrol cihazını başlatın. Zamanla, sistem güneşi izler ve bu da suya doymuş adsorpsiyon yatağını kapalı koşullar altında ısıtır. Oluk hareket ettikçe, manometre ile yatak basıncını izleyin.

Ortamın yoğuşma sıcaklığı için olan değerin üzerinde bir basınç bekleyin. Uygun bir basınçta, desorpsiyon işlemini başlatın. Yatak ile kondenser arasında bağlantıya izin veren vanaları açın.

Su buharı akarken, adsorpsiyon yatağına güneş enerjisiyle ısıtmayı sürdürün. Yatak ve kondenser basınçları aynı olduğunda, yatak ve kondenser arasındaki vanaları kapatın. Ardından, adsorpsiyon yatağını kaplayacak kadar bir alüminyum folyo levha elde edin.

Adsorpsiyon işlemini başlatmak için tüpü güneş radyasyonundan korumak için kullanın. Adsorban malzemeyi soğutmak için dolaşan su döngüsünü açın. Evaporatörün doymuş buhar basıncının altında olduğunu belirlemek için yatak basıncını izleyin.

Bu noktada, yatak ile evaporatör arasındaki vanaları açın. Su buharının yatağa akmasına izin verin. Adsorpsiyon işlemine devam edin ve yatak sıcaklığındaki ve yatak basıncındaki değişikliği kaydedin.

Yatak ve evaporatör eşit basınçlara sahip olduğunda, ikisini birbirine bağlayan vanaları kapatın. Ardından, su döngüsündeki akışı durdurun. Son olarak, desorpsiyon işlemini başlatmak için alüminyum folyo bloğunu adsorpsiyon tüpünün üzerinden çıkarın.

Bu veriler, SAPO-34 zeolit kullanılarak adsorpsiyon işlemi boyunca dokuz sıcaklık sensöründen alınmıştır. Çizimler, evaporatöre en yakın, çubuğun merkezinde ve evaporatörden en uzaktaki sensörler içindir. Birlikte çizildiğinde, veriler farklı bölümlerdeki adsorpsiyonun neredeyse aynı anda başladığını göstermektedir.

Bu, SAPO-34'ün kütle transfer kabiliyetinin iyi olduğunu göstermektedir. Su soğutma sistemi, yaklaşık 400 ila 600 saniyelik adsorpsiyondan sonra sıcaklıkların yükselmesini engelledi, tüpün uzak ucunda bekleniyor. Farklı adsorpsiyon malzemeleri farklı ısı transfer özelliklerine sahiptir.

Bu veriler, desorpsiyon sırasında mavi SAPO-34 zeolit ve kırmızı ZSM-5 zeolit sıcaklıklarını karşılaştırdı. İki farklı deneme için güneş yoğunluğu verileri, ısıtmada büyük bir fark olduğunu göstermemektedir. Buna rağmen, ZSM-5 zeolitindeki sıcaklık artışı 32 santigrat derece iken, SAPO-34 zeolitindeki sıcaklık artışı 17 santigrat derece idi.

ZSM-5, SAPO-34 ile karşılaştırıldığında daha iyi ısı transfer özelliklerine sahiptir. Evaporatörlü soğutulmuş su tankı sıcaklığının ölçülmesi, farklı adsorpsiyon malzemelerinin performans farkına sahip olduğunu ortaya koymaktadır. SAPO-34 zeolit ile sıcaklık hızla düştü ve sonra yavaşladı.

ZSM-5 zeolit ile sıcaklık değişimi baştan sona nispeten pürüzsüzdü. Bu tekniğin avantajı, zararlı soğutucunun, güneş adsorpsiyon yatağındaki transferin arttırılması yoluyla soğutulmasıdır. Dolayısıyla, bu yöntem güneş adsorpsiyon teknikleri hakkında bilgi sağlar.

Ayrıca klima gibi diğer sistemlere de ışık tutabilir. Bu tekniğin ustası, düzgün bir şekilde yapılırsa sizinkine yapılabilir. Bu videoyu izledikten sonra, proses olarak sadece güneş enerjisini kullanarak soğutmayı nasıl gerçekleştireceğinizi iyi anlamış olmalısınız.

Adsorpsiyon yatağı ile yüksek sıcaklıklarda çalışmanın son derece yüksek ölüme neden olabileceğini ve prosedürü gerçekleştirirken yataktan mesafenizi korumak gibi önlemlerin her zaman alınması gerektiğini unutmayın.