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设计和开发的间歇太阳能固体吸附制冷系统上运行

博士Nilesh t . Dhokane Savita Shinde, s . b .勇敢
  1. 助理教授,部门的机械,麻省理工学院COE,浦那(印度马哈拉施特拉邦。
  2. 助理教授,部门的机械,麻省理工学院COE,浦那(印度马哈拉施特拉邦。
  3. 教授,部门的机械,麻省理工学院COE,浦那(印度马哈拉施特拉邦。
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文摘

太阳是一个杰出的人类的能量来源。它是干净和免费来到地球。不需要钻和完善或者我的地上。收集它的能量所需的设备很简单,安静,无污染。国际环境保护行动导致了研究工作的强化臭氧和全球变暖安全制冷技术的发展。近年来,越来越多的关注正在给在激励中使用余热和太阳能制冷系统。太阳能制冷和空调在过去二十年一直非常有吸引力,因为阳光和需要制冷的可用性达到最大水平在同一季节。吸附制冷基于制冷剂的蒸发和冷凝与吸附相结合。本文描述了实验箱的设计和制造,实验过程和对发展的可行性替代氯氟化碳的另一个生态友好的制冷循环。本文的目标是建立一个替代环保制冷循环生产中遇到温度通常传统的冰箱。 By manufacturing such type of refrigerator adds new dimension to the world of refrigeration. This refrigerator gives some amount of relief to the refrigeration world by making it independent of electric power supply and zero running cost

关键字
吸附、制冷循环、冰箱、太阳能

介绍
固体吸附制冷技术的主要吸引力冷生产是它可以驱动完全或部分由低品位能源如太阳能、生物能源等。其工作液体满足《蒙特利尔议定书》对臭氧层损耗和对全球变暖的《京都议定书》。此外,太阳能制冷基于吸附周期很简单,安静的在操作和适应小,中型或大型系统。吸附系统发明有不同的焦点。一床机,结构简单、低成本的追求。提出了几种multi-bed系统提供稳定的制冷性能和更高的能量。一床吸附冰箱是有利的在结构简单,初始成本低。它可以用于应用程序在连续冷却或更高的冷却能力不是必需的。吸附制冷系统采用固体吸附剂床吸附,使解除吸附制冷剂冷却效果。这些固体吸附剂床吸附,使解除吸附制冷剂蒸气的温度变化而吸附剂。这里吸附剂活性炭和使用的制冷剂是甲醇。 The basic adsorption refrigeration system, commonly referred to as the adsorption heat pump loop, or an adsorption refrigeration circuit, it consists of four main components: a solid adsorbent bed, a condenser, and an evaporator ice-box. The solid adsorbent bed desorbs refrigerant when heated and adsorb refrigerant vapor when cooled. In this manner, the bed can be used as a thermal compressor to drive the refrigerant around the system to heat or cool a heat transfer fluid or to provide space heating or cooling. Thus in this system bed (of activated carbon) acts as compressor so as to drive refrigerant (methanol) similar to compressor in basic refrigerator. The refrigerant is desorbed from the bed as it is heated to drive the refrigerant out of the bed and the refrigerant vapor is conveyed to a condenser. In the condenser, the refrigerant vapor is cooled and condensed to liquid. The low pressure condensate passes to an evaporator where the low pressure condensate is heat exchanged with the process stream or space to be conditioned to vaporize the condensate. When further heating no longer produces desorbed refrigerant from the adsorbent bed, the bed is isolated and allowed to return to the adsorption conditions. When the adsorption conditions are established in the bed, the refrigerant vapor from the evaporator is reintroduced to the bed to complete the cycle. For the circulation of methanol in the system the whole system should be vaccumised.
图1显示了布局示意图太阳能enegry吸附制冷系统的运行。太阳能冰箱由一个吸附床(2)、冷凝器(5),一个蒸发器(7),水箱(8)、保温箱(9)以及连接管道。对于这个系统,没有任何水库,连接阀和节流阀的结构系统是非常简单的。这个没有阀太阳能冰箱的工作原理描述如下。
在一个晴朗的日子,吸附床吸收太阳辐射能量,提高吸附床的温度以及甲醇的吸附床的压力。当吸附剂的温度达到解吸温度、制冷剂开始蒸发,使解除吸附床。眠的制冷剂蒸汽通过冷凝器冷凝成液体,直接流入蒸发器;解吸过程持续到吸附剂的温度达到最大解吸温度。在晚上,当吸附床的温度降低时,蒸发器的制冷剂蒸汽被吸附剂回到床上。在吸附过程中,冷却效果释放制冷剂蒸发,和冰形成水箱放置在热绝缘水盒。
图像

图1:草图没有阀结构太阳能制冰机:盖板(1),(2)吸附床,(3)绝缘材料,(4),(5)电容器,连接管(6),(7)蒸发器,水箱(8)、(9)绝缘盒。
可能在蒸气压缩系统的吸附制冷系统还包括一个压缩机,冷凝器,蒸发器,但没有使用节流阀。然而,在这个系统的压缩机被热压缩机由热而不是机械能。汽化的制冷剂是吸附在吸附剂的孔隙在反应室即吸附床。因此吸附制冷系统的操作取决于特定的吸附剂的吸附/解吸特征/制冷剂对。由于吸附剂的加载,热压缩机间歇操作。

二世。设计太阳能固体吸附系统
系统的太阳能吸附制冰机由床,门上还有冰水分送器作为热收集器、冷凝器、蒸发器和一个冰盒。下面详细解释每个参数的设计。

. 1吸附床的设计
吸附床是最重要的一部分太阳能冰箱,因此太阳能冰箱的性能高度取决于吸附床的特点。一般来说,一个好的吸附床必须有良好的传热传质。最近的研究表明,铝合金有较强的催化作用下的分解反应太阳能吸附制冷,因此不锈钢用作吸附剂传热金属代替铝合金虽然不锈钢差比铝合金的传热能力。吸附床采用平板不锈钢盒子,面积1平方米,还19公斤吸附剂(从椰子壳活性炭生产)被指控和钢板内密封盒,然后选择性涂层钢板的上表面覆盖盒子。最后一张背后的钢板箱放置纤维塑料基板在热绝缘情况。纤维塑料盘子的渗透率对太阳能辐射约为0.92,高于玻璃。为了保证更好的正面和吸附剂之间的传热,许多鳍(也由不锈钢)放置在吸附床框接触正面和活性炭。雷竞技网页版这些鳍之间的距离大约是0.15。吸附层的厚度约为0.04 m,不锈钢金属的总重量大约是20公斤,和上述参数根据先前的实验结果和优化计算。
为了提高甲醇蒸汽通过活性炭层的转移,一个假底(0.01米厚的径向距离)包含在吸附床的后侧脑桥和Guillemiont如上所述。[1]这“假底”是完全开放的蒸汽的循环,它允许一个均匀分布的甲醇吸附剂。
甲醇的流量从床上一个洞是在较低的床和耦合是由连接铜管冷凝器的床上。吸附床的示意图见图2和吸附床的作用如下:为太阳能辐射事件上面的玻璃纤维位于床,活性炭将尽可能吸收热量,因为它可以在床上,因此它加热温度上升到90°C到100°C。设计开始的不锈钢盒尺寸1000毫米* 1000毫米* 70毫米。这可以通过弯曲不锈钢板的尺寸1090毫米* 1090毫米。和板的厚度是1毫米。然后弯曲在90º,留下90 mm的钢板,这种削减是由以形成一个框,如图3所示。
图像

图2:(1)吸附床,(2)支承板和鳍,甲醇蒸汽流孔(3),(4)扩展为温度测量
这盒子的封面不是使它保持开放。20毫米再次从框上部侧面弯曲外端,可以用作支持玻璃纤维塑料法兰。不锈钢网是保存在假底(10毫米从底部)如前所述,鳍片的焊接增加传热率。
实际吸附床的照片没有玻璃纤维塑料绝缘,如图3所示。
夜间活性炭失去热量大气(放热反应)因此活性炭之间的亲和力,因此甲醇是获得活性炭从床吸附晚上甲醇。因此吸附床的核心系统和它的工作原理类似于基本的冰箱压缩机以甲醇循环系统。
图像
图像
图像
甲醇解吸过程中,需要一个精心设计的冷凝器拒绝解吸热。这种冷凝器的空气冷却的冷凝器系统中冷凝器的作用如下:当蒸发甲醇流从床上通过铜管冷凝器会因为空气应用于鳍的冷凝器冷却,因此蒸发液体甲醇转化为甲醇。现在液化甲醇蒸发器。图4和5显示示意图和冷凝器的实际图片。

按设计ii蒸发器
蒸发器必须有足够的容量来收集整个浓缩甲醇。为了提高传热效果,换热表面设计成一系列的四个梯形细胞图6和7所示,蒸发器的维数是300毫米* 300毫米* 100毫米。蒸发器是由不锈钢蒸发器部分是沉浸在一个水箱,不锈钢做的,蒸发器和水箱放置在箱绝缘覆盖着。蒸发器的作用如下:液化冷却甲醇从冷凝器蒸发器,这里它给制冷效果的水容器作为蒸发器部分蘸水容器。通过这种方式,这是非常简单的把冰中形成吸附在夜间冷却。
图像
蒸发器的下半部分是由梯形形状和尺寸是0.03米* 0.04米。这增加表面积,确保更好的传热。这个梯形的部分蒸发器是由单板机的手段。现在,空心蒸发器是由焊接不锈钢蒸发器。焊接采用氩弧焊。洞是由蒸发器,上部一侧的连接管允许流动甲醇。

II.4设计冰箱啊
图所示是冰箱啊水容器和一个蒸发器。不锈钢管式蒸发器,1 - 2 -冰箱啊木3 -水的容器4 -蒸发器5 -水容器。冰盒系统是由隔离水容器。它是用木头做的。台冰箱的尺寸是406毫米* 355毫米* 508 m,它位于最低分。它提供门一侧,打开盒子,将容器从盒子当冰形成。它提供洞上面的盒子从铜管蒸发器通过。实际冰盒制冰机,门上还有冰水分送器图8和9所示。
图像

三世。集成的系统组件
上述组件的固体吸附太阳能冰箱然后集成,使一个系统工作。集成的角度,4轮,各种坚果和螺栓,Hitlon,聚四氟乙烯,Favicol,橡胶轮胎,Thermocol,大提琴胶带,橡胶垫作为修复用于各种目的,绝缘、粘等。
步骤而集成系统组件:
吸附床满是活性炭(第一炉加热),并确保碳不经过筛的颗粒的不锈钢网,然后由丙烯酸板通过螺栓到床上。
吸附床然后用聚四氟乙烯绝缘,大提琴磁带。床和丙烯酸片之间的距离就被密封胶和橡胶轮胎,使床上泄漏的证据。因为密封和隔热材料的吸附床不可能蒸发甲醇泄漏到大气中。
骨架后,吸附床然后继续。
冷凝器是保存在中间角度和管冷凝器然后连接到耦合解释的床床的设计。确保适当的修复冷凝器铜管的耦合,聚四氟乙烯。冷凝器然后固定角度的螺母和螺栓通过钻孔角度在特定的位置。
流动的液体甲醇从冷凝器蒸发器使用额外的铜管的直径相同的冷凝器。然后该管弯折弯机在特定位置,以确保与蒸发器管的连接管。(采取适当的照顾而弯曲,管不了)。这个管绝缘hetlon这样冷却甲醇不应该从周围获得热量。
流动的液体甲醇从冷凝器蒸发器使用额外的铜管的直径相同的冷凝器。然后该管弯折弯机在特定位置,以确保与蒸发器管的连接管。(采取适当的照顾而弯曲,管不了)。这个管绝缘hetlon这样冷却甲醇不应该从周围获得热量。
台冰箱由木头然后继续低角度。和蒸发器盒子里然后插入现在关闭删除(大提琴磁带)和蒸发器的管是固定在铜管弯曲和通过hetlon密封。水容器插入。和橡胶垫是粘到蒸发器建立的容器(垫粘贴,蒸发器部分浸到水),这样系统的重量转移到地板上通过冰箱啊。
系统然后vaccumised和压力是通过真空计测量位于一侧的冷凝器系统然后保持太阳能完全可用。
图像

图10:制冰机的集成系统

四。结论
可以考虑到吸附系统可以替代减少二氧化碳排放和电力需求时由废热或太阳能驱动的。虽然更广泛利用的研究应该继续瞄准改善传热,降低制造成本和制定新的吸附剂化合物的吸附能力增强和改善传热传质特性。
没有阀门用于这个系统从而减少系统的成本。冷凝器和蒸发器一定会彼此接近,在低压系统运行以来的收集器,因此他们所在直属收集器,制冷剂流入他们的重力。吸附床(发电机)是系统的核心,它有最大的影响系统的性能。一个好的设计的发电机导致运行平稳和更好的结果,所以必须更多的关注去设计对系统的性能影响。没有嘈杂的组件也是非常重要的特性,使这种类型的系统适用于许多应用程序。

引用
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