Summary

सौर सोखना प्रशीतन की प्रायोगिक प्रणाली केंद्रित कलेक्टर के साथ

Published: October 18, 2017
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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.

Protocol

1. प्रायोगिक सेटअप

नोट: सोखना प्रशीतन प्रणाली सोखना बिस्तर, वाष्पीकरण, संघनित्र, वैक्यूम पंप, और सौर गर्त कलेक्टर से बना था ( चित्र 1 ) । एक अणुवृत्त गर्त के साथ एक स्वचालित ?…

Representative Results

सोखना प्रक्रिया के माध्यम से बिस्तर के बड़े पैमाने पर स्थानांतरण विशेषतासोखना बिस्तर हमेशा एक सोखना प्रशीतन प्रणाली में सबसे महत्वपूर्ण घटक है, और गर्मी और बड़े पैमाने पर स्थाना?…

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 …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

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

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

  1. 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).
  2. Sutuki, M. Application of adsorption cooling system to automobiles. Heat Recov Syst CHP. 4 (13), 335-340 (1993).
  3. 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).
  4. 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).
  5. Sumathy, K., Li, Z. F. Experiments with solar-powered adsorption ice-maker. Renew Energy. 16, 704-707 (1999).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. Mattox, D. M., Kominiak, G. J. Deposition of semiconductor films with high solar absorptivity. J Vac Sci Technol. 12, 182-185 (1975).
  14. 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).
  15. 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).
  16. 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).
  17. 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).
  18. 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).
  19. 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).
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Cite This Article
Yuan, Z., Li, Y., Du, C. Experimental System of Solar Adsorption Refrigeration with Concentrated Collector. J. Vis. Exp. (128), e55925, doi:10.3791/55925 (2017).

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