Journal Yang Di Ambil

Performance analysis of an adsorption refrigerator using

activated carbon in a compound adsorbentsistem pendingin adsorpsi memiliki keuntungan terhadap ramah lingkungan, memiliki nol pada penipisan pelapisan ozon potensial (ODP) serta nol potensi pemanasan global (GWP) karena penggunaan refrigeran yang alami seperti amonia, air, metanol, dll Hal ini juga menarik untuk efisiensi penggunaan energi matahari dan kelas rendah limbah panas. Kurang getaran, kontrol sederhana, investasi awal yang rendah dan pengeluaran, dan kurang kebisingan adalah keuntungan dari sistem adsorpsi selama kompresi uap dan penyerapan sistem yang ada [1].

Pasangan kerja adsorpsi untuk adsorpsi pendinginan meliputi adsorpsi fisik pasangan kerja, adsorpsi kimia pasangan kerja dan pasangan senyawa adsorpsi bekerja. Pasangan kerja adsorpsi fisik yang khas terutama silika gel-air [2,3], zeolit-air [4,5], karbon aktif-amonia [6,7], karbon aktif-metanol [8]. Selain itu, karbon aktif-R134a juga telah dianggap sebagai pasangan kerja adsorpsi fisik [9,10]; Sebuah pasangan kerja adsorpsi kimia yang khas adalah CaCl2 amonia yang memiliki kapasitas adsorpsi yang besar.

adsorben senyawa memiliki keunggulan dari kedua media berpori dan adsorben kimia. Salah satu contoh adalah campuran karbon aktif dan CaCl2, campuran diatur dengan baik yang merupakan adsorben yang baik di amonia, menghasilkan kinerja operasional tahan lama dan stabil. Makalah ini menyajikan pertunjukan dari adsorpsi pembuat es yang mempekerjakan karbon aktif dan CaCl2 sebagai adsorben senyawa dan adsorbat gas amonia. Hasil penelitian menunjukkan bahwa senyawa adsorben konsolidasi dapat sangat meningkatkan kinerja pendinginan, karena fakta bahwa komposisi dan struktur fisik memberikan kontribusi untuk meningkatkan secara signifikan panas dan perpindahan massa.

ADSORPTION REFRIGERATION TECHNOLOGY

pembangunan berkelanjutan adalah pencarian umum bagi orang-orang di seluruh dunia dan pemanfaatan energi merupakan unsur utama. Umumnya, energi akan dikonsumsi dalam jumlah besar karena ekonomi masyarakat berkembang pesat, dan pencemaran lingkungan terjadi di mana-mana. Bagaimana untuk mengkoordinasikan keseimbangan antara pemanfaatan energi, pengembangan ekonomi, dan perlindungan lingkungan ini merupakan salah satu strategi yang paling penting bagi pembangunan berkelanjutan.

Berkaitan dengan perlindungan lingkungan, ozon depletion potential (penipisan lapisan ozon) oleh chlorofluorocarbons (CFCs), yang menyebabkan sinar ultraviolet dari matahari yang kurang diblokir dan dengan demikian mengancam kehidupan di bumi, telah lazim diakui di seluruh dunia. CFCs adalah zat yang sangat penting dalam refrigerasi kompresi. Sebagai jenis zat pengganti, HCFCs (hidro fluoro carbons) hanya dapat dimanfaatkan sementara karena HCFCs juga memiliki pengaruh negatif pada penipisan lapisan ozon tersebut. Sementara itu, berkaitan dengan sistem pemanas sentral, pembakaran gas dan pelepasan batubara CO2 ke lingkungan.

Demikian pula, CFCs menghasilkan efek rumah kaca menjadi lebih banyak dan lebih serius sebagai keinginan untuk kondisi kehidupan yang nyaman di seluruh dunia menjadi lebih besar dan lebih besar. Menemukan jenis green technology yang dapat digunakan dalam AC (air conditioning) dan heat pump ini sangat penting karena berkaitan dengan pemecahan masalah yang disebabkan oleh teknologi refrigerasi kompresi tradisional.

Masalah penting lainnya untuk pendinginan dan heat pumps merupakan pemanfaatan energi. lemari es kompresi tradisional dan pompa panas secara umum didkendalikan oleh listrik. Permintaan untuk peningkatan listrik sebagai masyarakat berkembang. Menurut data oleh departemen energi AS antara 2003 dan 2004, listrik yang dikonsumsi oleh AC di musim panas adalah 15,4% dari total pemakaian listrik. Di Cina juga, misalnya, di Kota Shanghai, di musim panas pemakaian listrik oleh AC mencapai 45-56% menurut data yang dikumpulkan dari tahun 2010. Jika kita menganalisis energi dimanfaatkan melalui proses pembangkit listrik kita menemukan bahwa efisiensi energi untuk pembangkit listrik hanya sekitar 40-50%, dan ada sejumlah besar energi yang dilepaskan ke lingkungan sebagai limbah panas pada suhu sekitar 70-200 ∘C.

Sementara energi surya dan panas bumi juga ada dalam jumlah besar di lingkungan sebagai energi kelas rendah. Mengembangkan teknologi refrigerasi dan heat pumps dikendalikan oleh panas kelas rendah tersebut dan ini merupakan solusi untuk penghematan energi energi.

Teknologi penyerapan pendinginan dan pompa panas yang dikendalikan oleh panas kelas rendah dan memanfaatkan green refrigerant, dikoordinasikan dengan persyaratan berkelanjutan energi saat ini dan perkembangan lingkungan. Pertama, teknologi sorption memerlukan sedikit listrik, kedua, refrigeran untuk refrigerasi sorption umumnya adalah zat pada air, amonia, dan metanol, dan sebagainya, yang dikatakan green refrigerants dengan nol ODP (Ozonosphere depletion potential) dan nol GWP (Greenhouse warming potential).

Sebagai jenis teknologi penyerapan, adsorpsi refrigerasi dan heat pumps telah menjadi perhatian lebih dan lebih sejak 1970-an. Jika dibandingkan dengan jenis lain dari teknologi sorption dikendalikan oleh panas kelas rendah, pertama, adsorpsi pendingin memiliki berbagai adsorben, deperti adsorben fisik dan kimia; yang dapat digunakan dengan panas kelas rendah di berbagai macam suhu, dan umumnya kita menemukan adsorben ini dikendalikan oleh panas kelas rendah di kisaran 50-400 ∘C.

Kedua, adsorpsi pendingin tidak memerlukan solusi pompa dan perbaikan peralatan, dan juga tidak memiliki masalah pada polusi/pencemaran refrigerasi dan solusi kristalisasi yang sering terjadi dalam teknologi refrigerasi absorpsi. Tapi, umumnya, adsorpsi refrigerasi tidak seefisien absorption, dan juga memiliki kelemahan pada sistem volume yang besar. Karena keunggulan dan kerugian, adsorpsi pendinginan diakui oleh para akademisi sebagai teknologi pelengkap utama untuk pendinginan penyerapan.

Di sini kita akan mengambil kendali operasi dari dua tempat tidur sistem pendingin adsorpsi terus menerus dengan proses pemulihan panas sebagai example.Diagram sistem ditunjukkan pada Gambar 7.21. Sistem ini terdiri dari dua bed adsorpsi, kondensor, evaporator, cooler, dan sumber

panas. sumber panas dan katup digunakan untuk memanaskan adsorpsi bed, dan proses pendinginan dapat dicapai melalui cooler dan katup yang saling berhubungan.


pendinginan optimal dan waktu adsorpsi dari adsorben bed adalah 30 menit dan optimal pemanasan dan desorpsi waktu 20 menit, proses operasi siklus two bed ini ditunjukkan dalam Tabel 6.3, dan waktu siklus adalah 50 menit. Rupanya siklus akan lebih sederhana jika waktu pemanasan sama dengan waktu pendinginan, seperti ketika kita mengambil yang sama setengah siklus waktu dari 25, atau 20 dan 30 menit, masing-masing

Investigation of Cascading Adsorption Refrigeration System

with Integrated Evaporator-Condenser Heat Exchanger Using

Different Working PairsPendingin adsorpsi merupakan teknologi ramah lingkungan di mana limbah panas

yang dimanfaatkan untuk menggerakkan sistem pendingin. Namun, salah satu kekurangan

pendingin adsorpsi adalah Coefficient Of Performance (COP) yang rendah (H. J. Dakkama

et.al 2015).

REVIEW ON VAPOUR ADSORPTION COOLING SYSTEM POWERED BY EXHAUST HEAT OF AUTOMOBILE

Perkembangan teknologi pendinginan menghasilkan sistem produksi dingin dikendalikan oleh termal. Sistem ini dianggap pengganti yang baik untuk mesin kompresi uap bertenaga listrik dalam hal pemakaian listrik serta masalah lingkungan seperti emisi gas rumah kaca dan penipisan lapisan ozon Baru-baru ini, kemajuan booming di bidang teknologi technology cooling green menawarkan sistem pendingin yang dapat didukung oleh pembuangan panas dan dapat diperbaharui, teknologi hijau menawarkan sistem pendingin yang dapat didukung oleh pembuangan panas dari mesin atau turbin dan dapat diperbaharui, sumber energi hijau seperti energi surya.

Siklus pendingin adsorpsi mengandalkan pada adsorpsi dari gas refrigeran ke dalam adsorben pada tekanan rendah dan selanjutnya desorpsi dengan memanaskan adsorben. adsorben bertindak sebagai "kompresor kimia" dikendalikan oleh panas. Ketika adsorber didinginkan, adsorbat akan diadsorpsi ke dalam adsorben bed. Sementara adsorber dipanaskan dalam siklus berikutnya, adsorbat ini akan desorpsi pada suhu tinggi ke kondensor. Pressure vessel dan check valves yang digunakan untuk meningkatkan nilai tekanannya. Sisa dari sistem pendingin tetap sama seperti yang dari sistem kompresi uap yang berisikan perangkat evaporator, kondensor dan ekspansi. daur ulang gas buang panas yang mendapatkan popularitas belakangan ini karena peningkatan tekanan pada

konsumsi bahan bakar dan meningkat pada harga bahan bakar dan juga karena membantu untuk mengurangi tingkat polusi ke mana sehingga membuatnya ramah lingkungan

sistem pendingin adsorpsi (ACS) didasarkan dua langkah utama: pemanasan-desorpsi-kondensasi dan pendinginan-adsorpsi-evaporasi. Dengan menggunakan langkah Adsorption Cooling System (ACS) menghasilkan efek pendinginan. Siklus termodinamika terdiri dari empat proses sebagai berikut :

1. pemanas Isosteric (ih), proses 1-2, meningkatnya suhu adsorben yang menginduksi peningkatan tekanan dari tekanan evaporasi ke tekanan kondensasi. Fase ini setara dengan fase "kompresi" dalam siklus kompresi

2. desorpsi isobarik (IBD), proses 2-3, selama periode ini, absorber terus menerima panas saat sedang terhubung ke kondensor. Suhu adsorben terus meningkat, yang menginduksi desorpsi berupa uap. uap yang terserap ini dicairkan dalam kondensor. Periode ini setara dengan "kondensasi" dalam siklus kompresi.

3. pendinginan Isosteric (ic), proses 3-4, Selama periode ini, pelepasan panas di adsorber sementara ditutup. Suhu adsorben menurun, yang menginduksi penurunan tekanan dari tekanan kondensasi ke tekanan evaporasi. Periode ini setara dengan "ekspansi" dalam siklus kompresi

4. adsorpsi isobarik (iba), proses 4-1, selama periode ini, adsorber yang terus melepaskan panas saat sedang terhubung ke evaporator. Suhu adsorben terus menurun, yang menginduksi adsorpsi berupa uap. uap yang terserap ini menguap di dalam evaporator. Panas evaporasi disuplai oleh sumber panas pada suhu rendah. Periode ini setara dengan "penguapan" dalam siklus kompresi.

REVIEW AND SOLAR ADSORPTION REFRIGERATION CYCLE

Beberapa pasangan kerja untuk adsorpsi padat. Untuk pengoperasian keberhasilan sistem adsorpsi padat ketepatan memilih media kerja merupakan sangat penting. Untuk aplikasi pendingin, adsorben harus memiliki kapasitas serap tinggi pada suhu lingkungan dan tekanan rendah tetapi kurangnya kapasitas serap pada suhu tinggi dan tekanan tinggi. Adsorben ditandai dengan sifat permukaan seperti luas permukaan dan polaritas. Besarnya luas permukaan spesifik adalah lebih baik untuk menyediakan kapasitas adsorpsi besar, tetapi pembentukan pada area permukaan internal yang besar dengan volume terbatas pasti menimbulkan sejumlah besar pori-pori berukuran kecil antara permukaan adsorpsi. Distribusi ukuran pori pori pada mikro yang menentukan aksesibilitas molekul adsorbat ke permukaan adsorpsi internal, ini penting untuk karakteristik kapasitas pengisapan adsorben. Material seperti saringan molekul zeolit dan karbon bisa direkayasa khusus untuk distribusi ukuran pori yang tepat dan karenanya "disetel" untuk pemisahan tertentu.

Berdasarkan pembahasan di atas, pilihan untuk adsorben akan tergantung terutama pada faktor-faktor berikut:adsorpsi tinggi dan kapasitas desorpsi, untuk mencapai efek pendinginan yang tinggi.Baik konduktivitas termal, agar dapat mempersingkat waktu siklus.Kapasitas spesifik panas rendah.Chemical sesuai dengan refrigeran yang dipilih.biaya rendah dan tersedia luas.

Di sisi lain, adsorbat yang dipilih, yang merupakan refrigerant atau fluida kerja harus memiliki sebagian besar termodinamika yang diinginkan dan sifat perpindahan kalor:Penguapan Suhu di bawah 0 ˚C.Panas laten tinggi per satuan volume.dimensi molekul harus cukup kecil untuk memungkinkan adsorpsi mudah.konduktivitas termal yang tinggi.Stabilitas termal baik.viskositas rendah.Panas spesifik rendah.non - beracun, non - terbakar, non - korosif.Stabil secara kimia dalam rentang suhu kerja.

Berdasarkan kriteria di atas, beberapa pasangan kerja yang sesuai adalah zeolit-air, pendingin zeolit-organik, silika gel-air, zeolit-air dan karbon aktif-metanol dalam sistem adsorpsi padat.

SUMBER : JURNAL DESIGN AND EXPERIMENTAL TESTING OF AN ADSORBENT BED FORA THERMAL WAVE ADSORPTION COOLING CYCLE ,2012


Karbon aktif diproduksi oleh bahan seperti kayu, tanah gambut, batubara, minyak fosil, tulang, tempurung kelapa, batu biji-bijian, dan sebagainya. Mikrokristal untuk karbon aktif adalah enam unsur karbon atom cincin [10], dan umumnya ukuran microcrystal adalah 2,3 × 0,9 nm, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.1 [2]

Luas permukaan karbon aktif umumnya antara 500 dan 1500m2 / g. Karbon aktif akan berbeda jika bahan karbon asli atau teknik produksi yang berbeda, yang akan mempengaruhi performa adsorpsi.

Misalnya, karbon aktif yang dihasilkan oleh sisa minyak bumi atau batubara hangus memiliki pori mikro kecil, area permukaan besar, dan densitas tinggi; sedangkan karbon aktif yang dihasilkan dari batubara memiliki pori mikro besar, luas permukaan kecil, dan densitas rendah. Kinerja adsorpsi karbon aktif dipengaruhi oleh kelompok-kelompok fungsional yang dihubungkan ke cincin carboatomic. Misalnya, kelompok alkena meningkatkan kinerja adsorpsi, sedangkan kelompok sulfonat akan menguranginya. Kelompok fungsional asam akan meningkatkan adsorpsi selektivitas.

Performa adsorpsi pendingin pada karbon fiber dengan karbon aktif, umumnya COP dapat ditingkatkan 10-20%, dan jumlah siklus adsorpsi dapat ditingkatkan dengan dua sampai tiga kali. Kerugian dari serat karbon aktif adalah konduktivitas termal anisotropik, dan ketahanan panas lebih tinggi antara serat dan dinding adsorber, bila dibandingkan dengan karbon aktif granular. Densitas rendah juga merupakan kelemahan dari serat karbon karena akan menurunkan kuantitas pengisian adsorben dalam adsorber, yang akan menyebabkan volume besar dalam sistem adsorpsi.

Silica gel merupakan jenis silika sintetis amorf, bersifat kaku, bersih terus menerus pada silika koloid. Terdiri dari biji-bijian yang sangat kecil SiO4 terhidrasi. Hidroksil dalam struktur merupakan komponen penting untuk adsorpsi karena polar dan dapat membentuk ikatan hidrogen dengan polar oksida, seperti air dan alkohol. Kemampuan adsorpsi silika gel meningkat ketika polaritas meningkat. Satu hidroksil dapat menyerap satu molekul air [10].

Setiap jenis silika gel hanya memiliki satu jenis pori, yang biasanya terbatas dalam permukaan yang sempit. Diameter pori silika gel umumnya adalah 2 nm, 3 nm (jenis A), dan 0,7 nm (Jenis B), dan luas permukaan spesifik 100-1000 m2/g. Silika gel banyak digunakan untuk pengeringan karena kemampuannya adsorpsi yang tinggi. Tipe A silika gel dapat digunakan untuk semua kondisi pengeringan, tetapi tipe B silika gel hanya dapat digunakan ketika kelembaban relatif lebih tinggi dari 50%.

Untuk perancangan adsorpsi chiller yang dikendalikan oleh sumber panas temperatur rendah menggunakan pasangan kerja silika-air, mengingat bahwa tekanan evaporasi refrigeran, yang merupakan air, dalam proses adsorpsi rendah, hal yang paling penting untuk desain harus meningkatkan performa perpindahan massa dari sistem serta untuk menjamin kehandalan operasional pada sistem.

Kebanyakan saringan molekul zeolit dapat hancur pada temperatur yang lebih tinggi dari 600-700 ∘C, namun mercerized zeolit dapat menahan suhu 800 ∘C. Zeolit biasanya digunakan dalam sistem pendingin udara adsorpsi yang memiliki sumber panas antara 200 dan 300 ∘C.

Sayangnya, tidak ada refrigeran yang memiliki semua karakteristik di atas, dan refrigeran umum untuk sistem pendingin adsorpsi, yaitu : ammonia, air, dan metanol. Beberapa sifat fisik dari pendingin untuk sistem adsorpsi ditunjukkan pada Tabel 2.1

Refrigeran dengan titik didih di bawah -10 ∘C pada 1 atm adalah refrigeran tekanan positif, sedangkan yang lain refrigeran vakum. Amonia adalah contoh refrigeran dengan tekanan positif, dan dapat digunakan untuk adsorben klorida, karbon aktif, dan serat karbon aktif. Tekanan jenuh etanol dan metanol adalah sama, panas laten sekitar 30% lebih renda. Metanol biasanya digunakan dalam hubungan dengan karbon aktif atau serat karbon aktif. Air dapat dianggap sebagai refrigerant yang sempurna, kecuali untuk tekanan saturasi rendah ekstrim dan ketidakmungkinan pembekuan kondisi di bawah 0 ˚C. Air biasanya digunakan dalam pasangan dengan silika gel atau zeolit.

Dalam proses adsorpsi antara air dan silika gel, molekul air terhubung dengan kelompok alkohol silika = Si-OH ... OH2 sementara tingkat cakupan permukaan rendah. Untuk meningkatkan cakupan permukaan, ikatan hidrogen menjadi kekuatan penghubung utama. Adsorpsi panas untuk pasangan ini adalah sekitar 2500 kJ / kg dan temperatur desorpsi bisa sangat rendah, tetapi di atas 50˚C [10]

Ada sekitar 4-6% massa air terhubung dengan kelompok hidroksil tunggal pada permukaan atom silika, yang tidak dapat dilepas, jika tidak gel silika akan kehilangan kemampuan adsorpsi. Sehingga suhu desorpsi tidak bisa lebih tinggi dari 120 ∘C, dan umumnya lebih rendah dari 90 ∘C

Para peneliti di Jepang mengembangkan sistem adsorpsi tiga tingkat dengan silika gel / air pasangan kerja, dan sistem tersebut dapat dioperasikan oleh sumber panas dengan temperatur 40-50˚C. Suhu dikendalikan terendah untuk silika gel-air Pasangan kerja diambil dari percobaan sekitar 55 ∘C. Suhu desorpsi rendah sangat cocok untuk pemanfaatan energi surya [26]. Salah satu kelemahan dari pasangan kerja silika gel-air adalah kuantitas adsorpsi rendah, yaitu sekitar 0,2 kg / kg. Kerugian lain adalah ketidakmungkinan menghasilkan suhu penguapan di bawah 0˚C.

Proses pengendalian pada sistem ketentuan energi yang digunakan untuk menggambarkan sistem adsorpsi kontinyu dengan proses pemulihan panas seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.15. Proses untuk kontrol dapat dibagi menjadi dua bagian. Bagian pertama adalah untuk pengendalian

proses pemanasan dan pendinginan, dan bagian lainnya adalah untuk keseimbangan kapasitas pendinginan pada sistem dan permintaan dari kapasitas pendinginan eksternal.

Bagian pertama dari kontrol, terutama mencakup kontrol pemanasan dan media pendingin untuk adsorpsi adsorber serta kontrol pada adsorpsi, desorpsi, dan katup yang berhubungan. Untuk pengoperasian sistem, dalam rangka untuk mendinginkan dan memanaskan dua adsorber adsorpsi, masing-masing, serta mengalihkan sistem untuk kerja secara kontinyu, sejumlah katup shut-off terpasang pada tube. Melalui koordinasi tersebut valve ditutup, pemanasan, pendinginan, dan proses pemulihan panas dapat dilanjutkan. Ada sepuluh katup untuk pemanasan, pendinginan, dan proses pemulihan panas, dan posisi pemasangannya ditunjukkan pada Gambar 7.21

Tiga kondisi yang bekerja akan dicapai dengan katup ini. Pertama ada adalah proses yang ditunjukkan pada Gambar 6.16a, adsorber bed 1 dipanaskan dan adsorber bed 2 didinginkan. Pada gambar 6.16b, untuk proses kedua adsorber bed 2 dipanaskan, dan adsorber bed 1 didinginkan. Gambar 6.16c, proses terakhir adalah proses pemulihan panas antara dua adsorber bed.

Kontrol sistem tergantung pada kontrol pemanasan, pendinginan, dan waktu pemulihan panas, serta proses adsorpsi dan desorpsi, yang dapat memastikan normalnya keluaran kapasitas pendinginan. Adsorpsi bed harus terhubung dengan kondensor ketika dipanaskan, dan harus dihubungkan dengan evaporator ketika didinginkan. Tetapi pada awal ketika adsorpsi bed mulai dipanaskan maka tidak bisa menghubungkan adsorber dan kondensor sampai tekanan di dalam mencapai tekanan kondensasi. Demikian pula tidak dapat terhubung ke adsorber dengan evaporator pada awal proses pendinginan sampai tekanan di dalam adsorber menurun sampai tekanan evaporasi. Untuk sistem dua adsorber empat katup yang diperlukan untuk mengendalikan pemanasan, pendinginan, desorpsi, dan proses adsorpsi, masing-masing.

Pada saat katup A, B, C, D semua ditutup. Ketika adsorber 1 dipanaskan dan desorpsi, adsorber 2 didinginkan dan adsorpsi, kondisi katup ditunjukkan pada gambar 6.17a. Ketika adsorber 2 dipanaskan dan didesorpsi, adsorber 1 didinginkan dan diadsorpsi, kondisi katup ditunjukkan pada gambar 6.17b. Sistem kontrol dapat mengontrol adsorpsi bed untuk menghubungkan atau memutuskan dengan kondensor atau evaporator sesuai dengan status kerja dari adsorpsi bed, tekanan dalam adsorber, tekanan kondensasi, dan tekanan evaporasi.

Bagian kedua adalah penyesuaian energi pada unit, yaitu, untuk memastikan bahwa beban panas eksternal yang dibutuhkan dan kapasitas pendinginan dari sistem dicocokkan. Contoh adsorpsi chiiller kontinyu dengan proses pemulihan panas sebagai contoh untuk mengontrol energi suhu air dingin yang dibutuhkan dikontrol. Misalnya, laju aliran dari sumber panas perlu dikurangi (misalnya dengan mengurangi aliran uap atau air panas) ketika suhu keluar dari air dingin di bawah nilai yang diinginkan. Sedangkan laju aliran dari sumber panas perlu ditingkatkan jika suhu air dingin lebih besar dari nilai yang dibutuhkan. Perlu ditekankan bahwa untuk sistem refrigerasi adsorpsi bed tunggal kapasitas pendinginan tidak dihasilkan terus menerus, oleh karena itu, efeknya tidak dapat diperoleh segera ketika kuantitas panas untuk tidur adsorpsi disesuaikan, dan umumnya efeknya dapat diperoleh dengan berikutnya siklus.

University of Birmingham

Struktur bersih pada pori-pori karbon aktif tersusun atas saluran yang tidak teratur, yang memiliki luas pori yang lebih besar di permukaan butiran, dan daerah pori sempit di dalam butiran [26, 27-30]. Perbedaan antara karbon aktif dan jenis adsorben lainnya adalah ciri-ciri permukaan. Seluruh permukaan karbon aktif ditutupi oleh matriks oksida dan oleh beberapa bahan anorganik, dan oleh karena itu, non-polar atau memiliki polaritas yang lemah. Penyerapan panas pasangan karbon aktif lebih rendah dibandingkan jenis lain dari pasangan adsorben fisik. Pori-pori di karbon aktif diklasifikasikan menjadi tiga jenis: mikropori (diameter pori kurang dari 20 nm), mesopori (dia pori 20-200 nm) dan pori makro (200 nm & di atas) [27,29-30].

Silika gel telah menjadi objek dari banyak penelitian di pendinginan adsorpsi dalam beberapa tahun terakhir. Hal ini disebabkan kemampuan penyerapan uap air karena struktur berpori fisik pada silika gel dan luas permukaan yang besar. Ia memiliki kemampuan adsorpsi dengan menyerap 50% dari massa uap tanpa mengubah massa

Zeolit adalah bahan adsorben yang sangat berpori, yang termasuk kelompok silikat alumina. adsorben ini ditandai dengan struktur pori tiga dimensi. Struktur kristalografi yang sesuai dibentuk oleh kristal (AlO4) dan (SiO4) [27, 28]. kristal ini adalah konstruksi dasar untuk berbagai zeolit seperti zeolit A dan X, adsorben yang biasa digunakan dalam penerapan adsorpsi sistem pendingin. Porositas zeolit antara 0,2 dan 0,5. [27]. Ada sekitar 40 jenis zeolit alam.

13X zeolit adsorben adalah jenis utama yang digunakan untuk sistem pendinginan adsorpsi. Adsorpsi dan desorpsi panas pada pasangan zeolit tinggi, dan suhu desorpsi pasangan ini juga tinggi sekitar 250-300 ° C. Zeolit biasanya digunakan dalam sistem pendingin adsorpsi dengan sumber panas antara 200 dan 300 ° C.

Untuk pasangan kerja zeolit-air, adsorpsi isoterm yang datar. Panas laten air jauh lebih besar dari metanol atau refrigeran tradisional lainnya karena suhu desorpsi tinggi. Suhu sistem ini lebih tinggi dari 70 ° C. Adsorber bisa langsung dipanaskan oleh limbah panas seperti panel surya. Oleh karena itu, sistem zeolit air lebih sederhana dikendalikan oleh air panas. suhu desorpsi lebih tinggi dari 200 ° C tetapi suhu adsorpsi mungkin lebih rendah dari 80 ° C. Tegangan termal dari logam adsorber akan sulit untuk melepaskan, terutama ketika adsorber tersebut hanya beralih antara pemanasan dan pendinginan. Oleh karena itu, ada biaya manufaktur yang lebih tinggi untuk adsorben bed karena risiko kebocoran bed.

Zeolit-air sistem adsorpsi pendingin telah digunakan di mana kecepatan variasi temperatur adsorben berjalan lambat, seperti dalam pendingin adsorpsi udara intermiten menggunakan kolektor surya tubular sebagai adsorber. Sistem zeolit-air hanya cocok untuk AC karena air tidak dapat menguap pada suhu di bawah 0°C. Tekanan penguapan rendah dari air menyebabkan proses adsorpsi lambat, dan suhu desorpsi tinggi meningkatkan panas yang masuk ke adsorber. Oleh karena itu SCP sistem zeolit air tidak terlalu tinggi. Hal ini telah menunjukkan bahwa performa perpindahan massa dalam sistem adsorpsi pendingin zeolit-air merupakan faktor utama untuk mempengaruhi penyempurnaan performa.

A REVIEW: FUTURE OF THE ADSORPTION WORKING PAIRS IN COOLING

karbon aktif yang terbuat dari pyrolyzing dan karbonisasi, bahan sumber seperti batu bara, batu bara muda, kayu, kulit kacang dan polimer sintetik, pada suhu tinggi (700-800°C). karbon aktif tersedia dalam berbagai bentuk antara lain serbuk, mikro berpori, butiran, molekul saringan dan serat karbon. Umumnya, karbon aktif dalam bentuk serbuk (15 sampai 25 mm partikel) digunakan untuk adsorpsi cairan dan granular (butiran diayak dengan mesh dari 4 sampai 20 atau sekitar 3 mm untuk diameter 0,8 mm) atau pelet (pelet diekstrusi dari 4 sampai panjang) bentuk 6 mm untuk pemurnian udara dan pemisahan gas. serat karbon aktif (diameter serat dari 7 sampai 15μm) yang dibuat oleh karbonisasi serat sintetis [Srivastava dan Eames (1998)].

(Mahmoud. Salem. Ahmed. 2012)

Amonia memiliki panas laten yang relatif tinggi sekitar 1365 kJ / kg pada -30 ° C dan jumlah adsorpsi maksimum karbon aktif adalah 0,29 g / g. Amonia memiliki kelemahan toksisitas/racun dan korosif. Panas adsorpsi untuk pasangan karbon-amonia di kisaran 2000-2700 kJ / kg. tekanan desorpsi karbon aktif-amonia mencapai 1,6 MPa sehingga tekanan tinggi. Tekanan yang relatif tinggi meningkatkan transfer massa dari sistem karbon aktif amonia dan mempersingkat waktu adsorpsi dan kemudian SCP (Specific Cooling Power) pada sistem meningkat [Wang et.al. (2010)].

Meneliti pendingin adsorpsi menggunakan monolitik pasangan karbon-amonia. Hasil percobaan menunjukkan bahwa maksimum SCP, COP 60 W/kg dan 0,12 (Tamainot. Telto et.al 2009). diselidiki pasang Carbon-amonia untuk aplikasi adsorpsi pendinginan. Hasil simulasi dari 26 variasi karbon aktif-amonia untuk tiga siklus (single bed, double bed, dan jumlah bed yang tak terbatas). Adsorben karbon diteliti terutama batok kelapa dan batu bara berdasarkan tipe dalam berbagai bentuk: monolitik, granular, granular dipadatkan, serat/fiber, serat dipadatkan, kain, kain dipadatkan dan bubuk dan temperatur bervariasi dari 80 ° C sampai 200 ° C. Siklus double bed adsorber yang terbaik performa termal berdasarkan densitas daya diperoleh dengan karbon monolitik, dengan operasi temperatur dari 100 ° C, pendinginan yang dihasilkan sekitar 66 MJ / m (COP = 0,45) dan 151 MJ / m (COP = 0.61) untuk pembuatan es dan AC masing-masing.Tamainot-Telto,et.al., (2009) Carbon–ammonia pairs for adsorption refrigeration applications: ice making, air conditioning and heat pumping, international journal of refrigeration 32: 1212–1229.

Critoph R.E.and Metcalf, S.J.(2004) Specific cooling power intensification limits in ammonia–carbon adsorption refrigeration systems, Applied Thermal Engineering, 24: 661–678.

Karbon aktif dan metanol adalah salah satu dari pasangan kerja yang paling umum karena besarnya jumlah adsorpsi dan panas adsorpsi rendah, yaitu sekitar 1800-2000 kJ / kg. Namun, karbon aktif / metanol memiliki kelemahan beroperasi di bawah tekanan sub-atmosfer [Srivastava dan Eames (1998)]. Jumlah adsorpsi maksimum karbon aktif adalah 0,45 g/g dan panas laten suhu -30 ° C sekitar 1.229,1 kJ / kg°C [Wang dkk (2006)]. Namun, metanol terurai pada suhu 120 ° C melalui sebuah dehidrogenasi atau mekanisme dehidrasi untuk membentuk formaldehida (HCHO) atau dimetil eter (CH3OCH3) [Wang et.al. (2010); HU (1998)]. Paduan aluminium ditemukan memiliki efek katalitik yang kuat pada reaksi dekomposisi dari pada menggunakan tembaga [HU (1998)].

Wang, L.W., (2006) The performance of two adsorption ice making test units using activated carbon and a carbon composite as adsorbents, Carbon 44: 2671–2680.

Wang, D.C.,et al. (2010) A review on adsorption refrigeration technology and adsorption deterioration in physical adsorption systems, Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 344–353.El-Sharkawy et al. [El-Sharkawy et.al. (2009)], mempelajari adsorpsi metanol ke dalam adsorben berbasis karbon. Penelitian ini dipresentasikan karakteristik isotermal pada adsorpsi metanol ke dua spesimen dari karbon aktif yaitu Maxsorb III dan Tsurumi arang aktif. Untuk suhu evaporator 15°C, maxsorb III dapat menyerap metanol 1,2 g / g dalam waktu sekitar 160 menit. Perubahan SCP dan COP dengan suhu regenerasi untuk pasangan maxsorb III/methanol, arang aktif/metanol, LH/metanol, DEG/metanol dan AC-35/metanol telah diteliti. COP maksimum adalah 0,78 dengan Maxsorb III/metanol pada suhu regenerasi 90 ° C.Hasil teoritis menunjukkan bahwa keunggulan pasangan maxsorb III/methanol di antara lain pasangan karbon adsorben / methanol untuk kedua aplikasi Air Conditioning dan pembuatan es. Sebuah sistem yang dipelajari oleh Wang et al. [Wang et.al. (2003)], karbon aktif yang dipadatkan sebagai adsorber memiliki COP 0,125 dan SCP dari 16 W/kg pada waktu siklus 56 menit.

El-Sharkawy, I.I.,et. al. (2009) .Study on adsorption of methanol onto carbon based Adsorbents, International journal of refrigeration 32: 1579–1586.

Wang,et.al. (2003). Study of the performance of activated carbon–methanol adsorption systems concerning heat and mass transfer, Applied Thermal Engineering 23: 1605–1617

Assessment of adsorber bed designs in waste-heat driven

adsorption cooling systems for vehicle air conditioning and refrigeration

ACS bekerja berdasarkan dua langkah utama: pemanasan-desorpsi-kondensasi dan pendinginan adsorpsi-evaporation.Using langkah ini, ACS menghasilkan menguapkan pendinginan listrik sebentar-sebentar. Untuk menghasilkan tenaga pendinginan terus menerus, solusinya adalah dengan menggunakan lebih dari satu tempat tidur adsorber. Fig.1a skema di atas menunjukkan 2 adsorber ACS. Komponen utama dari ACS terdiri dari adsorber bed, kondensor, katup ekspansi, dan evaporator. Adsorber Bed pengganti dari kompresor.siklus termodinamika dari ACS, Fig.1b, terdiri dari empat proses: (1) pemanasan Isosteric (ih), proses 1-2; (2) isobarik desorpsi (IBD), proses 2-3 '; (3) pendinginan Isosteric (ic), proses 3'-4 '; dan (4) isobarik adsorpsi (iba), proses 4'-1. Selama langkah 1-2, pasangan adsorben-adsorbat melalui proses isosteric, menyerap panas sebesar Qih dari sumber panas eksternal. Pada langkah ini, suhu dan tekanan dari adsorber bed meningkat karena desorpsi adsorbat dari partikel adsorben. Proses ini berlanjut sampai tekanan dari adsorber bed mencapai tekanan pada kondensor. Pada saat ini, pintu masuk katup ke kondensor terbuka [19].

Pada langkah 2-3', sumber panas eksternal terus memanaskan adsorber bed (Qibd) selama proses desorpsi isobaric dan adsorbat meninggalkan adsorber bed dan terkondensasi di dalam kondensor selama proses pendinginan isobarik (step2-3) [19 ]. Setelah pemanasan adsorber bed sampai titik 3 'yang merupakan suhu maksimum pada siklus, katup antara adsorber bed dan kondensor ditutup dan selama proses pendinginan isosteric (langkah 3'-4'), adsorben kehilangan panas (Qic) dalam kontak dengan panas yang meresap [19]. Pada langkah 3-4, adsorbat dalam kondensor lewat melalui katup ekspansi dan masuk ke evaporator. Selama langkah 4-1, adsorbat menyerap panas sebesar Qevap dari lingkungan sekitarnya dan dikonversi menjadi uap. Pada waktu yang bersamaan, pintu masuk katup ke adsorber bed dibuka dan adsorben mengadsorpsi uap adsorbat selama proses adsorpsi isobarik (step4'-1) dan melepaskan panas pada (Qibd) [19].

Limbah-panas mesin dan energi surya dapat dimanfaatkan untuk desorb adsorbat dari adsorben selama proses desorpsi. Limbah-panas dan matahari didorong ACS untuk pembuatan es dan bangunan A / C aplikasi telah dibahas panjang lebar dalam literatur [25,31-34]. Meskipun banyak upaya dilakukan untuk meningkatkan kinerja ACS, sistem yang tersedia masih besar sehingga tidak cocok untuk aplikasi kendaraan A / C-R. Adsorben-adsorbat pasangan, siklus termodinamika, dan tempat tidur penyerap adalah faktor yang efektif terhadap kinerja ACS.

AUTOMOBILE1. Isosteric heating (ih): proses 1-2, meningkatnya suhu adsorben yang menginduksi

peningkatan tekanan dari tekanan evaporasi ke tekanan kondensasi. Fase ini setara

dengan fase "kompresi" dalam siklus kompresi.

2. Isobaric desorpsi (ibd): proses 2-3, selama periode ini, absorber terus menerima panas

saat sedang terhubung ke kondensor. Suhu adsorben terus meningkat, yang

menginduksi desorpsi berupa uap. Uap yang terserap ini dicairkan dalam kondensor.

Periode ini setara dengan "kondensasi" dalam siklus kompresi.

3. Isosteric cooling (ic) : proses 3-4, selama periode ini, pelepasan panas di adsorber

sementara ditutup. Suhu adsorben menurun, yang menginduksi penurunan tekanan

dari tekanan kondensasi ke tekanan evaporasi. Periode ini setara dengan "ekspansi"

dalam siklus kompresi.

4. Isobaric Adsorption (iba), proses 4-1, selama periode ini, adsorber yang terus

melepaskan panas saat sedang terhubung ke evaporator. Suhu adsorben terus

menurun, yang menginduksi adsorpsi berupa uap. uap yang terserap ini menguap di

dalam evaporator. Panas evaporasi disuplai oleh sumber panas pada suhu rendah.

Periode ini setara dengan "penguapan" dalam siklus kompresi.

Ringkasan Tugas Akhir

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF A DOUBLE-BED ADSORPTION COOLING SYSTEM FOR APPLICATION IN GREEN BUILDINGS

Dalam penelitian ini, sistem pendingin adsorpsi dengan karbon aktif sebagai adsorben dan air

sebagai adsorbat, dan performa sistem diteliti secara eksperimental dalam berbagai kondisi kerja.

Sistem pendingin adsorpsi terdiri dari dua adsorber u-tube dengan struktur finned tube, evaporator,

Kondensor, satu pemanasan dan satu pendinginan, dan dilengkapi dengan alat ukur dan komponen

sistem tambahan. Dalam kondisi operasi standar: suhu masuk air pendingin adsorber sekitar 34 °C,

suhu desorpsi 80 °C, suhu evaporasi 10 °C dan adsorpsi 50 menit, desorpsi 18 menit. Dengan beban

pendinginan 1,47 kW.

Journal Yang Di Ambil

Documents