Eksperimentell System av solenergi adsorpsjon med konsentrert samler
Summary
Med solenergi som drivkraft, blitt en roman adsorpsjon kuldeanlegg utviklet og eksperimentelt undersøkt. Vanndamp og Zeolitt dannet arbeider par adsorpsjon systemet. Dette manuskriptet beskriver oppsettet av eksperimentelle riggen, fremgangsmåten og viktig resultatene.
Abstract
For å forbedre ytelsen til solenergi adsorpsjon kjøling, ble en eksperimentell system med en solenergi konsentrasjon samler satt opp og undersøkt. Hovedkomponentene i systemet var adsorbent sengen, kondensatoren, fordamperen, sub kjølesystemet og solfangeren. I det første trinnet i eksperimentet, ble damp-mettet sengen oppvarmet med solstråling under lukket forhold, som forårsaket seng temperatur og press for å øke. Når senga Press ble høyt nok, sengen var slått for å koble til kondensatoren, dermed vanndamp ledet kontinuerlig fra sengen til kondensatoren å bli flytende. Deretter sengen for å avkjøle deg etter desorpsjon. Solar skjermede tilstanden, av aluminiumsfolie, ble sirkulerende vann loopen åpnet til sengen. Med vannet kontinuerlig sirkulerer i sengen, lagrede varmen i sengen var tok ut og seng trykket reduseres tilsvarende. Når senga press falt under metning trykket på fordampning temperaturen, ble ventilen til fordamperen åpnet. En masse vanndamp rushet i sengen og var adsorbert av Zeolitt materiale. Med den massive fordamping av vann i fordamperen, ble kjøling effekten generert endelig. Eksperimentell resultatet har avslørt at både COP (koeffisient av ytelsen til systemet) og SCP (bestemt kjøling makt av systemet) av SAPO-34 zeolite var større enn ZSM-5 zeolite, uansett om adsorpsjon tiden var lengre eller kortere. Systemet av SAPO-34 zeolite generert en maksimal POLITIMANN av 0.169.
Introduction
Ozonlaget problemet med tradisjonelle damp har komprimert kjøling vokser mer alvorlig, erstatte tradisjonell kjøling med grønn teknologi blitt et hett tema i de siste årene. Blant de grønn teknologiene tiltrukket solenergi adsorpsjon nedkjøling mye av oppmerksomheten til forskere. Drevet av lav kvalitet termisk energi, har kjølesystemet adsorpsjon fordelene av å være miljømessig vennlig, små og fleksible. Adsorpsjon systemet kan også bli drevet med ikke-solar energi, for eksempel spillvarme utskrevet fra termisk utstyr eller motoren avgasser fra kjøretøy, som nevnt av Hu et al. 1
I en adsorpsjon kjølesystem, er adsorpsjon sengen nøkkelen komponenten. Arbeidet påvirker direkte ytelsen til hele systemet. Utformingen av adsorpsjon sengen er derfor det viktigste spørsmålet som påpekt av Sutuki. 2 et tiår siden, flat seng var mest brukt i opptak kjølesystem. 3 , 4 , 5 uten noen solenergi konsentrere enhet, flat seng temperaturen var vanligvis lav og dermed COP systemet var utilfredsstillende. I kontrast, forbedret rørformede adsorpsjon sengen COP. Det ble rapportert at POLITIMANNEN kunne nå 0,21 i sub Sahara-regionen av Hadj Ammar et al. 6 videre Wang et al. 7 utviklet en spiral plate adsorber som var preget av karakteristisk for kontinuerlig varme gjenfødelse. Romanen utformingen av adsorpsjon sengen forkortet syklustiden av systemet. Abu-Hamdeh et al. 8 rapporterte sine studier på solenergi adsorpsjon nedkjøling med en parabolske via samler. Testresultatene viste COP av varierte fra 0,18 til 0,20. El Fadar et al. 9 studerte en adsorpsjon kuldeanlegg som ble kombinert med et rør og drevet av parabolske via solfangeren, som viste en optimal COP 0,18.
Bedre varmeoverføring av rørformede seng, noen ribberør adsorbers ble vurdert, og effekten av forbedringen ble undersøkt. En nyskapende seng som tok form av varmeveksleren mantel og rør ble presentert av Restuccia et al. 10. den interne ribberør var belagt med et Zeolitt slik at kontakt overføring motstanden av varme/mellom metall-overflate og adsorbent materialet kan bli redusert. Systemet produsert en produksjon av 30-60 W/kg bestemt kjøling makt på 15-20 s. Al Mers et al. sykling tid 11vist at den forbedrede adsorber med 5-6 finnene kan redusere varmetapet av adsorber stemningen og dermed forbedre COP med 45%. Effekten av en ribberør adsorber på resultatene for solenergi drevet systemet ble også studert ved Louajari et al. 12. bruker aktivert karbon ammoniakk som arbeider paret, de viste at sykling masse overføringen i adsorber med finnene var større enn den uten svømmeføtter.
I denne studien studerte vi eksperimentelt en forbedret solar adsorpsjon nedkjøling, som en solar sporing parabolske via samler ble brukt og en intern kjøling tunnel ble distribuert. SAPO-34/ZSM-5 zeolite og vanndamp som arbeider paret, systemet viste interessante kjennetegn termodynamikk og kjøling. • Forsøksmetodikk samt typiske testresultatene er presentert og omtalt i denne rapporten.
Protocol
Representative Results
Discussion
Som et termodynamisk system avhenger resultatene av en solenergi adsorpsjon kjøling enhet optimal design og riktig drift av systemet. Både varme tilbudet og kjøling metoden av sengen er viktig å garantere systemet fungerer godt. Vannkjøling foretrekkes til luft kjøling på grunn av den høye styrken av konveksjon varmeoverføring av vann. Dårlig ledningsevne adsorbent materialet fastslått vanligvis overføringshastigheten begrenset varmen av sengen. For å bedre varmeoverføring av sengen, ble mange målinger ans…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette forskningsarbeidet ble sponset av den nasjonale nøkkelen grunnleggende forskning Program i Kina (No.2015CB251303), og den nasjonale Natural Science Foundation i Kina (nr. 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).
