AMSE 材料科学与工程的发展 1687 - 8442 1687 - 8434 Hindawi出版公司 808210年 10.1155 / 2012/808210 808210年 研究文章 试验研究太阳能冷却管使用热/真空排空的方法 赵 汇众 1、2 梁 海滨大道 2 太阳 Wenzhe 1 余 宋国青经济学 2 曹 丹 1 霁 小君 1 黄 Yu-Pei 1 商船学院 上海海事大学 上海201306 中国 shmtu.edu.cn 2 学校的环境和建筑 上海科学技术大学 上海200093 中国 usst.edu.cn 2012年 1 8 2012年 2012年 01 04 2012年 15 06 2012年 03 07年 2012年 2012年 版权©2012年汇众赵等。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

太阳能冷却管使用热/真空排空方法实验研究。性能系数(COP)的太阳能冷却管主要是受到系统的真空度的影响。在过去的研究中,热真空方法,使用电炉和iodine-tungsten灯加热吸附床和H2O蒸汽排出的空气太阳能冷却管,被用来制造太阳能冷却管。介绍了一种新型热真空加上真空泵方法允许一个增加了生产太阳能冷却管真空状态。达成以下结论:太阳能冷却管的吸附床温度可以达到233°C,这温度足以满足解吸的需求;冰箱里的一个太阳能冷却管不同1 W - 12 W;总供给制冷量287 kJ;和警察的太阳能冷却管约为0.215。

 1。介绍

随着人民生活水平的提高,对空调的需求正在增加。使用氟利昂制冷压缩有全球变暖潜力(GWP)和臭氧损耗的潜力(ODP),所以它们的使用应该最小化。能源问题已经成为人类发展面临的主要问题,并努力减少化石燃料的使用。太阳能、最丰富的资源之一,有许多优点,最重要的是,它是环保的。这导致了全球科研界的关注。吸附制冷用自然工作对制冷剂和太阳能热量资源,所以它不消耗化石燃料在制冷过程中,环保。

费雷拉雷特et al。 1)提出了表征和吸附制冷机的pre-dimensioning 20千瓦的一部分空调中央冷却单元一套房间,包括110的一个领域2。吸附制冷机的性能系数(COP)被发现在0.6。哈达( 2)的描述和操作一个结构简单、低成本的太阳能吸附制冷模块。测试结果表明,模块使用床技术类型4和反射器装置类型C提供最佳性能。王等人。 3, 4]CaCl的复合吸附剂使用2和活性炭对工作和生产渔船的制冰试验装置。在蒸发温度35°C和−−25°C,冷却能力分别为0.89和1.18千瓦。Clausse [ 5]探索的可能性进行加热和空调最先进的建筑坐落在法国巴黎附近。空调,热舒适是实现室内温度一直低于25°C在连续5天热。Anyanwu et al。 6, 7)固体吸附冰箱,实现冷冻水温度1°C左右,适用于药品、水果和蔬菜保存。哈达( 2, 8, 9)建立一个太阳能吸附模块,这个模块产生冰6.9公斤/米2和净太阳能警察是0.136。Guilleminot et al。 10- - - - - - 12]介绍了试验研究太阳能吸附制冰机和吸附床传热强化,和结果显示改善热转移使用新的统一的材料质量。

与上面的制冷系统相比,太阳能冷却管在一个玻璃管完成制冷循环。太阳能冷却管( 13)和freeze-proof太阳能冷却管( 14)使用沸石/水或活性炭/甲醇作为工作对设计和建造。在过去的研究中,使用热真空太阳能冷却管是制造方法,它使用电炉和iodine-tungsten灯加热吸附床,并使用H2O蒸汽排出的空气太阳能冷却管和降低空气分压。介绍了一种新型热真空加上真空泵生产太阳能冷却管的方法,导致一个高度增加真空状态。

 2。制造太阳能冷却管

太阳能冷却管的生产过程主要由三个步骤:(1)制备填充过程;(2)太阳能冷却管的预干燥;(3)操作通过热真空态/真空的方法。的步骤如下。

首先,13 x沸石被激活在325°C烤箱8小时,然后适当高度纯硅酸钠和纯水添加吸附化合物做准备。由此产生的吸附剂复合具有更好的导热性和成形性比13 x粉末( 15]。使用电动搅拌器搅拌直到它变成液态混合物。还不算突出一个漏斗用于填充复合吸附剂为全玻璃真空管太阳能集热器和初步干iodine-tungsten灯。

第二,把全玻璃真空管太阳能集热器充满了复合吸附剂为高硼硅玻璃和焊接管使用玻璃焊接车床,然后半光太阳能冷却管。

第三,200毫升纯净水放入到半成品太阳能冷却管。然后放入一个管电烘箱、太阳能冷却管和焊接与吸附瓶,节理锅烧杯和真空泵。图 1显示了一个系统的图,图 2是一个生产设备的照片。经过几个小时排出的空气太阳能冷却管使用热排空方法,真空泵用于疏散太阳能冷却管。最后,焊接的尾巴共同完成生产太阳能冷却管。

素描的制造太阳能冷却管的热/真空的方法。

制造太阳能冷却管的照片。

 3所示。太阳能冷却管的原则

太阳能冷却管的结构如图 3。太阳能冷却管包含这些主要组件:太阳能集热器,吸附床,冷凝器、内胎、蒸发器。太阳能收集器、冷凝器、内胎和蒸发器是硬硼硅玻璃做的。使用13 x沸石,日间和夜间的温度区别对应于制冷剂水的吸附能力的差异;因此,太阳能冷却管达到制冷循环。过程如下。

素描的太阳能冷却管。

在白天,吸附床接收阳光,吸附床温度上升到解吸温度。当水蒸气流从吸附剂并提高了水蒸气冷凝压力,压力的水蒸气,眠眠于吸附剂床,在冷凝器中凝结和流入蒸发器,因为重力。水蒸气凝结在整个外管的内壁,从环境中提取热量。在白天,内胎充满空气,可以降低吸附床的热损失,所以吸附床解吸温度较高。在整个天,太阳冷却管接收太阳辐射而持续的水蒸气解吸装置吸附床和存储蒸发器。在夜间,吸附床温度下降在日落之后和内胎充满水。这增强了传热冷却吸附床和获得加热水。当吸附床温度降到吸附温度、吸附床开始吸附水蒸气和诱发减少水蒸气压力,导致蒸发器中的液态水蒸发。蒸发温度降低了足够时,系统可以提供外部冷却。在吸附过程中,制冷剂的水供应继续蒸发冷却能力之外; the adsorption refrigeration will continue for the whole night until the next morning.

 4所示。实验设置

实验的草图和照片在太阳能冷却管如图 4和 5。主要用于实验装置为坐姿:2700万用表/吉时利公司的数据采集系统,用于收集数据的温度测量,衣架式热电偶和k热电偶是更低的温度和更高的温度的温度传感器测试,分别模型trm - 123温度和辐射仪器由锦州是用于测试太阳辐射密度,表面RYQ-1自动气象站和模型用于测量环境温度和空气湿度亲戚。

太阳能冷却管的实验性能。

这张照片的实验。

温度和太阳辐射测量每隔五分钟,可以立即在电脑上访问。

 5。结果与讨论 5.1。太阳辐射的变化和环境温度

在实验期间,天气是晴朗的和小多云。太阳辐射和环境温度变化如图 6。太阳辐射值20.1倍木星质量·m−2。最大的太阳辐射密度大约是800 W·m−2在上午的时间。衣架式热电偶的测量环境温度下这个实验。的环境温度最大值和最小值分别约33.8°C和19.4°C。平均环境温度为25.9°C。

太阳辐射、环境温度的变化情况。

 5.2。吸附床温度变化

太阳能冷却管的吸附床温度变化如图 7。白天,太阳能和收到的吸附床吸附剂温度迅速上升到233°C。这个温度与解吸需求和制冷剂水而眠的13 x沸石吸附床。蒸汽释放潜热在凝结成为液体,被存储在蒸发器之前由于重力。整整一天,太阳冷却管接收太阳辐射而制冷剂蒸汽水继续解吸装置的吸附床,直到太阳辐射对解吸太弱。晚上,吸附剂温度下降,开始吸附水的蒸汽。在吸附过程中,吸附剂床温度冷却下来的最低温度约33°C。吸附床和环境温度之间的温差14°C。

吸附床温度变化的太阳能冷却管。

 5.3。冷凝温度变化

太阳能冷管的冷凝温度进行了测试实验。两个温度测试点设置在外面的冷凝器。在白天在解吸过程中,制冷剂的水蒸气,从高温时的吸附床而眠,在冷凝器中凝结。太阳能的冷凝温度的变化冷却管图中可以看到 8。冷凝器的温度变化从31.6°C到40.5°C。最大和平均温差冷凝器和环境温度约为13.8°C和9.7°C,分别。

冷凝温度变化。

 5.4。蒸发温度变化

两个温度测试点设置在蒸发器的外面。夜间在吸附过程中,吸附剂床吸附制冷剂气体,使蒸发器液态水蒸发冷却质量和供应。蒸发器的温度的变化太阳能冷却管图中可以看到 9。蒸发器的温度主要是不同的从15°C到大约10°C和最低蒸发器温度约9.2°C。

蒸发温度变化。

 5.5。解吸能力变化

解吸能力变化的太阳能冷却管图中可以看到 10。在白天,像太阳能吸附床温度上升。制冷剂水气体从吸附床眠和存储在蒸发器中。解吸能力是通过制冷剂水的数量来衡量的。从9:00到12:00,解吸速度更高,13:00后慢下来。总的解吸容量约为140 g。

太阳能冷却管的解吸能力变化。

 5.6。蒸发制冷能力的单一太阳能冷却管

冰箱功率变化的单一太阳能冷却管图中可以看到 11。夜间在吸附过程中,吸附剂床吸附制冷剂气体,使蒸发器液态水蒸发冷却质量外部供应。冰箱里的一个太阳能冷却管不同从12 W°C和削弱20时许到第二天早上不到1 W。总供应制冷能力约为287 kJ的警察太阳能冷却管是0.215。

冰箱里的一个太阳能冷却管。

 6。结论

本文专注于太阳能冷却管的实验研究使用热/真空排空的方法。太阳能冷却管使用太阳能作为供热资源完成吸附周期,减少对环境的破坏比常见的选择。太阳能冷却管的性能实验研究研究,可以得出以下结论:

当环境温度约19.4°C - 33.8°C,太阳辐射是20.1倍木星质量 ·d1米−2,太阳能冷却管的吸附床温度达到233°C。这个温度canmeet解吸的需求。

在夜间,太阳能吸附床温度的冷却管冷却的最低温度约33°C和这个温度可以满足吸附的需求。吸附床和环境温度之间的温差是大约14°C。

冰箱里的一个太阳能冷却管不同从12 W 1 W。总供给制冷量287 kJ的警察太阳能冷却管是0.215。

确认

这项工作是由中国自然科学基金会(合同编号。50976073)和上海海事大学科技项目。

 费雷拉雷特 答:P。 贝罗 f。 马丁斯 M . M。 Riffel d·B。 根据吸附和太阳能中央空调 应用热工程 2011年 31日 1 50 58 2 - s2.0 - 77957720098 10.1016 / j.applthermaleng.2010.08.010 哈达 n·M。 一种新型太阳能吸附制冷模块 应用热工程 2004年 24 17 - 18 2747年 2760年 2 - s2.0 - 4344560600 10.1016 / j.applthermaleng.2004.04.001 王 l·W。 王 r . Z。 陆 z S。 徐 y . X。 吴 j . Y。 分裂热管型复合吸附冰使渔船试验装置 国际期刊的制冷 2006年 29日 3 456年 468年 2 - s2.0 - 33644912856 10.1016 / j.ijrefrig.2005.08.007 王 l·W。 王 r . Z。 陆 z S。 陈 c·J。 研究分离型热管吸附制冰试验装置渔船:选择不稳定下的热管中、实验加热源 能量转换和管理 2006年 47 15 - 16岁 2081年 2091年 2 - s2.0 - 33646426429 10.1016 / j.enconman.2005.12.020 Clausse M。 阿拉姆 k . c。 莫尼耶 F。 住宅空调和加热通过增强太阳能收集器耦合吸附系统 太阳能 2008年 82年 10 885年 892年 2 - s2.0 - 49149098377 10.1016 / j.solener.2008.04.001 Anyanwu E·E。 Ogueke n V。 热力学设计过程对固体吸附太阳能冰箱 可再生能源 2005年 30. 1 81年 96年 2 - s2.0 - 4444376932 10.1016 / j.renene.2004.05.005 Anyanwu E·E。 Oteh 美国U。 Ogueke n V。 模拟固体吸附剂吸附太阳能冰箱使用活性炭/甲醇/制冷剂对 能量转换和管理 2001年 42 7 899年 915年 2 - s2.0 - 0035342818 10.1016 / s0196 - 8904 (00) 00091 - 1 哈达 n·M。 Sharawy H。 Helmy M。 太阳能吸附制冷管的新发展 能源Procedia 2012年 18 709年 714年 哈达 n·M。 模拟和优化的一种新型太阳能吸附制冷模块 太阳能 2006年 80年 7 823年 833年 2 - s2.0 - 33744548542 10.1016 / j.solener.2005.05.018 Guilleminot J·J。 Choisier 一个。 Chalfen j·B。 尼古拉。 年代。 Reymoney j·L。 在固定床吸附器传热强化 热回收系统和共和人民党 1993年 13 4 297年 300年 2 - s2.0 - 0027625680 Boubakri 一个。 Guilleminot J·J。 莫尼耶 F。 吸附太阳能制冰机:实验和模型 太阳能 2000年 69年 3 249年 263年 2 - s2.0 - 0033833921 Bentayeb F。 Lemmini F。 Guilleminot J·J。 适应一个吸附的太阳能冰箱摩洛哥气候 可再生能源 1995年 6 7 867年 882年 2 - s2.0 - 0029388490 刘 Z。 陆 Y。 赵 J。 Zeolite-active碳复合吸附剂及其吸附使用太阳能冷却管 太阳能材料和太阳能电池 1998年 52 1 - 2 45 53 2 - s2.0 - 0032025801 赵 H。 张 M。 Zhenyan l 陵 l 小东 M。 机械和试验研究冻结证明太阳能吸附制冷管使用活性炭/甲醇结对工作 能量转换和管理 2008年 49 8 2434年 2438年 2 - s2.0 - 44249126970 10.1016 / j.enconman.2007.10.030 赵 H。 张 M。 Lv J。 余 G。 邹 Z。 热导率的研究新型复合吸附剂用于太阳能吸附制冷 能量转换和管理 2009年 50 5 1244年 1248年 2 - s2.0 - 62649134671 10.1016 / j.enconman.2009.01.024