Adsorbsiyonlu Soğutma Sistemlerinde Zeolit- Su Buharı Isıl Performansının İncelenmesi

Yıl 2017, Cilt: 9 Sayı: 2, 103 - 110, 15.06.2017

Türker Akkoyunlu İbrahim Uzun

https://doi.org/10.29137/umagd.352483

Öz

Mekanik sıkıştırmalı ısıtma ve soğutma
sistemleri performans değerlerinin yüksekliği nedeniyle halen yaygın olarak
kullanılmaktadır. Ancak soğutucu akışkanlar ve çevresel etkileri yönünden
alternatif ısıtma ve soğutma sistemleri üzerine yoğun araştırmalar
yapılmaktadır. Bunların içerisinde önemli yer tutan adsorbsiyonlu soğutma
sistemlerin çevresel değerleri koruma hem de atık enerji veya yenilenebilir
enerji kaynaklarından yararlanılarak gerçekleştiriliyor olabilmesi bir çok
açıdan önemli görülmektedir. Adsorbsiyonlu ısı pompalarında adsorbent
yatağındaki adsorbent malzeme özelliğinden dolayı adsorbat(su) evaporatördeki
haznede bulunan soğutma suyundan ısı çekerek buharlaşırken bu buhar adsorbent
tarafından adsorblanır. Bir kısmı buharlaşan evaporatör haznesi içinde su
sıcaklığı düşer bu esnada adsobent haznesinde ise emilen su buharının etkisiyle
adsorbent yatağında adsorpsiyon ısısı ortaya çıkmaktadır. Çevrimin tamamlanması
için adsorblanan su buharının atık enerji kaynağı ile adsorbent malzeme
içerisinden uzaklaştırılarak buharlaştırıcı haznesine geri döndürülmesi
gerekmektedir. Bu çalışmada oluşturulan bir deney düzeneği ile düşük basınç
altındaki adsorbsiyonlu soğutma sisteminin dış kaynaklı enerjisinin içten
yanmalı motor ekzos gazlarından alınması ve çevrimin bu enerji girdisi ile
tamamlanması planlanmıştır. Çalışmanın adsorbent yatağı, buharlaştırıcı haznesi
ve yoğuşturucu bölümlerinin tasarımı gerçekleştirilmiş ve deneysel ölçümler
yapılmıştır.  Deneysel çalışmalar küçük
ölçekli bir soğutma çevrimi içinde buharlaştırıcı içerisindeki kütle değişimi,
adsorbent yatağındaki sıcklık değişimleri zamana bağlı olarak verilmiştir. Atık
enerji ısı değiştirici tasarımları yanında mekanik  hesaplamaları yapılmış ancak deneysel
ölçümlerin yapıldığı düzenekte henüz kullanılmamıştır.

Anahtar Kelimeler

Adsobsiyonlu Soğutma, Soğutucu, Isı Değiştirici, Zeolit

Investigation of Zeolite-Water Vapor Thermal Performance in Adsorption Cooling Systems

Öz

In Adsorption Refrigeration
Systems, adsorbate (water) evaporates by
absorbing heat from cooling water which is circulating in evaporator and the
temperature of the cooling water is reduced. Evaporated adsorbate begins to
flow into the adsorbent bed and adsorbed by adsorbent particles(Zeolite13x)
which is in the bed of adsorbent. During the adsorption process occurs adsorption
heat in the adsorbent bed. Numerical solutions of the desorption times was carried out
utilizing from the waste energy for the heat disposal, taking the normal
temperature of the adsorbent bed and removal of the water vapor in. With heat
exchanger design made, water vapor which is heated up to 250 centigrade
degree within the adsorbent reservoir is returned to the tank for to use
again. In this study, performance values of the heating channels in the changer
has been obtained under the change of field, position and types of fluids.
Evaporation times, the amounts of fluid evaporating, the amount of energy
expended in numerical solution which is supported with experimental studies is
provided with tables and graphs.

Anahtar Kelimeler

Absorption Cooling, Refrigerator, Heat Exchangers, Zeolite

Kaynakça

• Ashrae Journal.(2011).Technical Future, Adsobtion Refrigeration. Retrieved from http://www.ashrae.org.tr.
• Demir H. (2008). An experimental and theoretical study on the improvement of adsorption heat pump performance,Doctoral thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkiye.
• Demir H., Mobedi M. And Ülkü S.(2008), A review on adsorption heat pump: Problems and solutions, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12(2008), p. 2381–2403
• Mobedi, M. (2007). A review on adsorption heat pump: Problems and solutions. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12 (2008), 2381–2403-2381–2403.
• Solmuş, İ. (2011). An experimental study on the performance of an adsorptıon Cooling system and the numerical analysis of its adsorbent bed,Doctoral thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkiye.
• Ülkü S.(1986),Solar Adsorbtion Heat Pumps, Volume 129 of the series NATO ASI Series pp 424-435
• Wang, R.Z.(2001). “Performance improvement of adsorption cooling by heat and mass recovery operation.” International Journal of Refrigeration 24(7):602 – 611.
• Wang, R.Z., R.G. Oliveira, (2006). “Adsorption refrigeration, An efficient way to make good use of waste heat and solar energy”, Prog¬ress in Energy and Combustion Science, 32(4), p.424 – 458.
• Wang, D.C., et al.(2010). “A review on adsorption refrigeration technology and adsorption deterioration in physical adsorption sys¬tems.” Renewable and Sustainable Energy Reviews 14(1):344 – 353.
• Yıldırım Z. E., İliş G.G., Mobedi M., Ülkü S.(2011), Adsorpsionlu Chillerlerde Kullanılabilecek Adsorbent – Adsorbat Çiftlerinin Özellikleri ve Çevrim Performanslarının incelenmesi, X. Ulusal tesisat mühendisliğ kongresi, İzmir, 13/16 Nisan.