Energy and Exergy Analysis of a Triple Effect Absorption Refrigeration System

Abstract

Absorption refrigeration systems offer the most effective way of cooling by using waste heat. In this study, energy and exergy analysis is performed on a triple effect absorption refrigeration system. The system is series flow and it works with water – lithium bromide solution. In addition, three different heat exchangers are used to achieve heat recovery within the system. Triple effect absorption refrigeration systems are more efficient than double and single effect absorption refrigeration systems. Also the systems have more system components and they are more complex in terms of thermodynamics. In the analysis performed exergy destruction of the components and changes of total exergy destruction of the system are shown due to the low pressure generator temperature. It is also been added to the analysis results in the change in efficiency of the first and second laws. As a result, there is decreasing in the total exergy destruction of the system with increasing of the low pressure generator temperature. The decreasing in the total exergy destruction of the system is reflected to the first and second laws efficiency as increasing. Within the system components, there is decreasing in the exergy destruction of the high and low pressure generator and there is increasing in the exergy destruction of the absorber. The decreasing in exergy destruction of heat exchangers providing heat recovery is observed.

Keywords

• Triple effect absorption refrigeration system,series flow,energy analysis,exergy

Üç Kademeli Soğurmalı Soğutma Sisteminin Enerji ve Ekserji Analizi

Abstract

Absorbsiyonlu soğutma sistemleri atık ısı kullanarak soğutma yapmanın en etkili yolunu sunmaktadırlar. Bu çalışmada üç etkili bir absorpsiyonlu soğutma sisteminin enerji ve ekserji analizi yapılmıştır. İncelenen sistem seri akışlı ve su – lityum bromür çözeltisiyle çalışmaktadır. Ek olarak üç farklı eşanjör yardımıyla sistem içinde ısı kazanımı sağlanmıştır. Üç etkili absorpsiyonlu soğutma sistemleri çift ve tek etkili absorpsiyonlu soğutma sistemlerinden daha verimlidirler. Ayrıca bu sistemler daha fazla sistem elemanına sahip ve termodinamik açıdan daha karmaşıktırlar. Yapılan analizde düşük basınçlı kaynatıcı sıcaklığına bağlı olarak sistem elemanlarının ekserji yıkımları ve sistemin toplam ekserji yıkımındaki değişim gösterilmektedir. Ayrıca birinci ve ikinci kanun verimliliğinde meydana gelen değişimde analiz sonuçlarına eklenmiştir. Sonuç olarak düşük basınçlı kaynatıcı sıcaklığının artmasıyla sistemin toplam ekserji yıkımında azalma olmuştur. Sistemin toplam ekserji yıkımdaki azalma birinci ve ikinci kanun verimliliklerine artış olarak yansımıştır. Sistem elemanları içerisinde yüksek ve düşük basınçlı kaynatıcıya ait ekserji yıkımında azalma olurken absorbere ait ekserji yıkımında artma olmuştur. Isı geri kazanımı sağlayan eşanjörlere ait ekserji yıkımlarında ise azalma gözlenmiştir.

Keywords

• Üç etkili absorpsiyonlu soğutma sistemi,seri akışlı,enerji analizi,ekserji

References

1. Pastakkaya B., Yamankaradeniz N., Kaynakli Ö., Coskun S., and Yamankaradeniz R., 2012, Experimental analysis of a solar absorption system with interior energy storage, Journal of Energy in Southern Africa, 23:2, 39 – 49.
2. Kurtulmuş N., and Horuz İ., 2017, An Industrial vapor absorption air conditioning application, Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 36:2, 49 – 60.
3. Yılmaz İ. H., Saka K., and Kaynakli O., 2016, A thermodynamic evaluation on high pressure condenser of double effect absorption refrigeration system. Energy, 113, 1031 – 1041.
4. Kaynakli O., Saka K., and Kaynakli, F., 2015, Energy and Exergy Analysis of a Double Effect Absorption Refrigeration System Based on Different Heat Sources, Energy Conversion and Management, 106, 21 – 30.
5. Arora A., Kaushik S. C., 2009, Theoretical analysis of LiBr/H2O absorption refrigeration systems, International Journal of Energy Research, 33, 1321 – 1340.
6. Gomri R., 2008, Thermodynamic evaluation of triple effect absorption chiller. Thermal Issues in Emerging Technologies, ThETA 2, Cairo, Egypt.
7. Gomri R., and Hakimi R., 2008, Second law analysis of double effect vapor absorption cooler system, Energy Conversion and Management, 49, 3343 – 3348.
8. Gomri R., 2010, Investigation of the potential of application of single effect and multiple effect absorption cooling systems, Energy Conversion and Management, 51, 1629 – 1636.

9. Gebreslassie B. H., Medrano M., and Boer D., 2010, Exergy analysis of multi-effect water-LiBr absorption systems: From half to triple effect, Renewable Energy, 35, 1773 – 1782.
10. Maryami R., and Dehghan A. A., 2017, An exergy based comparative study between LiBr/water absorption refrigeration systems from half effect to triple effect, Applied Thermal Engineering, 124, 103 – 123.
11. Kaynakli O., and Kılıç M., 2007, Theoretical study on the effect of operating conditions on performance of absorption refrigeration system, Energy Conversion and Management, 48, 599 – 607.
12. Chua H. T., Toh H. K., Malek A., Ng K. C. and Srinivasan K.., 2000, Improved thermodynamic property field of LiBr-H2O solution, International Journal of Refrigeration, 23, 412 – 429.
13. Mostafavi M., and Agnew B., 1996, The impact of ambient temperature on lithium bromide-water absorption machine performance, Applied Thermal Engineering, 16, 515 – 522.
14. Gomri R., 2009, Second law comparison of single effect and double effect vapor absorption refrigeration systems, Energy Conversion and Management, 50, 1279 – 1287.