Organik Rankine Çevrim (ORC) İle Çalışan Tek Kademeli Absorbsiyonlu-Buhar Sıkıştırmalı Kaskad Soğutma Çevriminin Analizi

Öz

Soğutma sistemlerinin performansını artırmak amacıyla absorbsiyonlu ve buhar sıkıştırmalı çevrimleri birleştirilerek elde edilen absorbsiyonlu-buhar sıkıştırmalı kaskad soğutma çevrimleri enerjide ekonomiklik ve çevre koruması için de önemli alternatif çözümler sunmaktadır. Alternatif enerjilerin kullanılmasını mümkün kılan bu kaskad soğutma çevrimlerinde kullanılan soğutucu akışkanlar çevre koruması da sağlamaktadır. Bu çalışmada Organik Rankine Çevrimi ile çalışan tek kademeli absorbsiyonlu-buhar sıkıştırmalı kaskad soğutma çevriminin termodinamik analizi yapılmıştır. Tek kademeli absorbsiyonlu-buhar sıkıştırmalı kaskad soğutma çevriminin absorbsiyonlu kısmında LiBr-H₂O akışkan çifti, buhar sıkıştırmalı kısmında R-600a ve Organik Rankine Çevriminde (ORC) ise R-123 seçilmiştir. Organik Rankine Çevrimi ile çalışan tek kademeli absorbsiyonlu-buhar sıkıştırmalı kaskad soğutma çevriminin aynı çalışma koşullarındaki tek kademeli buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimi ile karşılaştırılması yapılmıştır. Karşılaştırma sonucuna göre önerilen Organik Rankine Çevrimi ile çalışan tek kademeli absorbsiyonlu-buhar sıkıştırmalı kaskad soğutma çevriminin tek kademeli buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimine göre %46 daha az elektrik enerjisine ihtiyaç olduğu görülmüştür. Ayrıca önerilen bu çevrimin soğutma çevrimi, güç çevrimi ve toplam çevrim sonuçları verilmiştir. Analiz edilen çevrimin Organik Rankine Çevrimi (ORC) kısmındaki türbinden elde edilen elektrik enerjisinin soğutma çevrimindeki kompresör için kullanıldığı düşünülmüştür

Anahtar Kelimeler

• Absorbsiyonlu Soğutma,Kaskad Soğutma,Organik Rankine Çevrimi,Performans analizi

Kaynakça

1. [1] Kaynaklı Ö, Yamankaradeniz R. H2O-LiBr ve NH3-H2O eriyiği kullanan tek kademeli soğurmalı soğutma sistemlerinin karşılaştırılması. DEÜ Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi 2003; 5(2): 73-87. [2] Kilic M, Kaynakli Ö. Second law-based thermodynamic analysis of water lithium bromide absorption refrigeration system. Energy 2006. [3] Saka K, Yamankaradeniz N, Kaynakli F, Kaynakli Ö. Hava soğutmalı çift kademeli absorbsiyonlu soğutma sisteminin enerji ve ekserji analizi. 12. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi; 2015. [4] Patel B, Desai N, Kachhwaha S, Jain V, Hadia N. Thermo-economic analysis of a novel organic Rankine cycle integrated cascaded vapor compressioneabsorption system. J. Clean Prod. 2017; 154: 26-40. [5] Kavasoğulları B, Cihan E. Organik Rankine Çevrimi (ORC) ile birlikte çalışan buhar sıkıştırmalı bir soğutma çevriminin ekserji analizi. Tesisat Mühendisliği 2015; Sayı 150. [6] Cihan E, Organik Rankine Çevrimi ile çalışan atık ısı kaynaklı bir soğutma sisteminin performansının araştırılması. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi 2014; 34(1):101-109. [7] Kairouani L, Nehdi E. Cooling performance and energy saving of a compression-absorption refrigeration system assisted by geothermal energy. Appl. Therm. Engineering 2006; 26: 288-294. [8] Colorado D, Rivera W. Performance comparison between a conventional vapor compression and compression-absorption single-stage and double-stage systems used for refrigeration. Appl. Therm. Engineering 2015; 273-285. [9] Jain V, Kachhwaha SS, Sachdeva G. Thermodynamic performance analysis of a vapor compression–absorption cascaded refrigeration system. Energy Conversion and Management 2013; 75: 685–700. [10] Cimşit C, Oztürk IT, Analysis of compression-absorption cascade refrigeration cycles. Appl. Therm. Engineering 2012; 40: 311-317. [11] Cimsit C, Ozturk IT, Kincay O. Thermoeconomic optimization of LiBr/H2O-R134a compression- absorption cascade refrigeration cycle. Appl. Therm. Engineering 2015; Volume 76: Pages 105-115. [12] Önal AS, Etemoğlu AB, Can M. Düşük sıcaklıklı atık akışkan destekli Organik Rankine Çevrimlerinin optimizasyonu. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi 2017; Cilt 22: Sayı 2. [13] Yamankaradeniz R, Horuz İ, Çoşkun S. Soğutma Tekniği ve Uygulamaları. Bursa: Vipaş A.Ş., Uludağ Üniversitesi Güçlendirme Vakfı, 2002. [14] Kaita T, Thermodynamic properties of lithium bromide-water solutions at high temperatures. Int. J. Refrigeration 2001; 24: 374-390. [15] www.mta.gov.tr/v3.0/sayfalar/bilgi-merkezi/maden_potansiyel_2010/Aydin_Madenler.pdf