Güneş enerjisi kaynaklı absorbsiyonlu soğutma sistemlerinin SF analizi

Yıl 2024, Cilt: 39 Sayı: 4, 2103 - 2112, 20.05.2024

Ali Haydar Gündüz , Canan Cimsit

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1243603

Öz

Dünyamızda sürekli artan nüfus ve sanayiye bağlı olarak, insanlığın enerjiye olan ihtiyacı artmakla birlikte bu güç ve soğutma üreten klasik çevrimlerde kullanılan akışkanlar küresel ısınmayı artırmakta ve doğaya zarar vermektedir. Bu nedenle yeni çevrimler ve bu çevrimler için gereken enerji için güneş, jeotermal enerji ve atık ısı gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına ilgi artmıştır. Günümüzde soğutma alanında düşük ve orta sıcaklıktaki ucuz ve temiz enerji kaynakları kullanan doğaya zararı olmayan absorbsiyonlu soğutma çevrimlerini geliştirmek üzere çalışmalar hız kazanmıştır. Bu çalışmada tek etkili absorbsiyonlu soğutma sisteminde NH3-H2O ve LiBr-H2O akışkan çiftlerinin kullanıldığı ve bu soğutma sistemi için gerekli olan enerjinin güneş enerjisinden sağlandığı kabulü ile analizler yapılmıştır. Güneş enerjisi potansiyeli farklı olan iki bölgemizden seçilen Antalya ve Kocaeli illeri için aylık güneş ışınım değerleri hesaplanarak absorbsiyonlu soğutma sistemlerinin güneş enerjisi destekli üç farklı vakum tüplü kollektörlerle çalıştırıldıklarında sistemi çalıştırmak için gerekli olan kollektör alanları ve kollektör verimleri aylara göre hesaplanmıştır. Çalışmanın sonunda ise analiz edilen sistemlerin güneş enerjisinden en ekonomik şekilde faydalanılması için güneşten faydalanma oranları (SF) bu iki farklı akışkan çiftlerinde detaylıca hesaplanmış ve birbirleri ile karşılaştırılması yapılmıştır. Türkiye coğrafi konumu nedeniyle güneş enerjisi açısından zengin bir potansiyele sahip olup, soğutmada artan enerji ihtiyacının bu potansiyelle karşılanması ekonomimize önemli katkı sağlayacaktır.

Anahtar Kelimeler

Absorbsiyonlu soğutma sistemi, Enerji, Güneş enerjisi, Vakum tüplü güneş kollektörleri, SF Analizi

Kaynakça

• 1. Akdemir, Ö., Güngör, A., Absorpsiyonlu soğutma sistemleri; verimlerini artırmak için geliştirilen çevrimler, V. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi ve Sergisi, İzmir, Türkiye, 3-6 Ekim 2001.
• 2. Aphornratana, S., Sriveerakul, T., Experimental studies of a single-effect absorption refrigerator using aqueous lithium–bromide: effect of operating condition to system performance, Experimental Thermal And Fluid Science, 32 (2), 658-669, 2007.
• 3. Raghuvanshi, S., Maheshwari, G., Analysis of ammonia–water (NH3-H2O) vapor absorption refrigeration system based on first law of thermodynamics, International Journal of Scientific & Engineering Research, 2 (8), 1-7, 2011.
• 4. Farshi, L. G., Mahmoudi, S. S., Rosen, M. A., Yari, M., Amidpour, M., Exergoeconomic analysis of double effect absorption refrigeration systems, Energy Conversion and Management, 65, 13-25, 2013.
• 5. Fernandez-Seara, J., Sieres, J., Vazquez, M., Compression–absorption cascade refrigeration system, Applied Thermal Engineering, 26 (5-6), 502-512, 2006.
• 6. Kaushik, S. C., Arora, A., Energy and exergy analysis of single effect and series flow double effect water–lithium bromide absorption refrigeration systems, International journal of Refrigeration, 32 (6), 1247-1258, 2009.
• 7. Gomri, R., Investigation of the potential of application of single effect and multiple effect absorption cooling systems, Energy Conversion and Management, 51 (8), 1629-1636, 2010.
• 8. Bermejo, P., Pino, F. J., Rosa, F., Solar absorption cooling plant in Seville, Solar Energy, 84 (8), 1503-1512, 2010.
• 9. Wang, L., Ma, A., Tan, Y., Cui, X., & Cui, H., Study on solar-assisted cascade refrigeration system, Energy Procedia, 16, 1503-1509, 2012.
• 10. Bermejo, P., Pino, F. J., Rosa, F., Solar absorption cooling plant in Seville, Solar Energy, 84 (8), 1503-1512, 2010.
• 11. Colorado, D., Rivera, W., Performance comparison between a conventional vapor compression and compression-absorption single-stage and double-stage systems used for refrigeration, Applied Thermal Engineering, 87, 273-285, 2015.
• 12. Farshi, L. G., Mahmoudi, S., Rosen, M. A., Yari, M., Amidpour, M., Exergoeconomic analysis of double effect absorption refrigeration systems, Energy Conversion and Management, 65, 13-25, 2013.
• 13. Balghouthi, M., Chahbani, M. H., Guizani, A., Feasibility of solar absorption air conditioning in Tunisia, Building and Environment, 43 (9), 1459-1470, 2008.
• 14. Onan, C., Ozkan, D. B., & Erdem, S., Exergy analysis of a solar assisted absorption cooling system on an hourly basis in villa applications, Energy, 35 (12), 5277-5285, 2010.
• 15. Ozgoren, M., Bilgili, M., Babayigit, O., Hourly performance prediction of ammonia–water solar absorption refrigeration, Applied Thermal Engineering, 40, 80-90, 2012.
• 16. Yılmaz, C., Thermodynamic and economic investigation of geothermal powered absorption cooling system for buildings, Geothermics, 70, 239-248, 2017.
• 17. Keçeciler, A., Acar, H. İ., Doğan, A., Thermodynamic analysis of the absorption refrigeration system with geothermal energy: an experimental study, Energy Conversion and Management, 41 (1), 37-48, 2000.
• 18. Ezgi, C., Bayrak, S., Experimental analysis of a laboratory-scale diesel engine exhaust heat-driven absorption refrigeration system as a model for naval surface ship applications, J Ship Prod Des, 6 (02), 152–159, 2020.
• 19. Ezgi, C., Design and thermodynamic analysis of an H2O–LiBr AHP system for naval surface ship application, International Journal of Refrigeration, 48, 153-165, 2014.
• 20. Şen O., Yılmaz C., Thermodynamic analysis of geothermal and solar assisted power generation and heating system, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 37 (3), 1625-1637, 2022.
• 21. Alıç E., Daş M., Kavak Akpınar E., Numerical investigation of thermal efficiency of solar air heater at different flow rates, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 38 (1), 617-628, 2023.
• 22. Kılıç A., Öztürk A., Güneş Enerjisi, Kipaş Dağıtımcılık, Çağaloğlu-İstanbul, 331, 1983.
• 23. Öztürk, H. H., Güneş Enerjisi ve Uygulamaları, Birsen Yayınevi, 1. Basım, 2010.
• 24. Yamankaradeniz, R., Horuz, İ., Kaynaklı, Ö., Çoşkun, S., & Yamankaradeniz, N., Soğutma Tekniği ve Isı Pompası Uygulamaları, Edition. Dora Yayınları, Bursa, 2017.
• 25. Atmaca, I., Yigit, A., Simulation of solar-powered absorption cooling system, Renewable Energy, 28 (8), 1277-1293, 2003.
• 26. Gündüz, A. H., Güneş Enerjisi Kaynaklı Absorbsiyonlu Soğutma Sistemlerinin Termodinamik Analizi, Yüksek Lisans Tezi, Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, 651209, 2020.
• 27. İnternet-1, Viesmann Vitosol Kolektör Planlama Kılavuzu, 2020.
• 28. Gündüz, A. H., Cimsit, C., Güneş enerjisi kaynaklı absorbsiyonlu soğutma sisteminin farklı eriyik çiftleri ile termodinamik analizi, Mühendis ve Makine, 63, 707, 201-221, 2022.
• 29. Sim, L. F., Numerical modelling of a solar thermal cooling system under arid weather conditions, Renewable Energy, 67, 186-191, 2013.
• 30. mgm.gov.tr, (T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Başkanlığı Meteoroloji Genel Müdürlüğü), 2020. Goralı, E., Güneş enerjili absorpsiyonlu soğutma sistemi, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Enerji Enstitüsü, İstanbul, 185606, 2007.