Gaz tahrikli ısı pompalı bir kurutma sisteminin ileri ekserji ve eksergoekonomik analiz yöntemleri kullanılarak performansının değerlendirilmesi
Performance assessment of a gas engine driven heat pump dryer system using advanced exergy and exergoeconomic analysis
- Tez No: 494511
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HÜSEYİN GÜNERHAN, PROF. DR. ARİF HEPBAŞLI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Enerji, Makine Mühendisliği, Energy, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Gaz motoru tahrikli ısı pompası, ekserj analizi, eksergoekonomik analiz, ileri ekserji analizi, ileri eksergoeknomik analiz
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Geleneksel ekserji temelli analiz yöntemleri enerji dönüşüm sistemlerinin performans değerlendirilmesinde kullanılmaktadır. Geleneksel ekserji analizi ile bir sistemde oluşan tersinmezliklerin (ekserji yıkımı), yerleri ve büyüklükleri ile maliyete ve çevreye verdiği etkiler belirlenebilir ve sistem için genel bir iyileştirme önerilebilir. Fakat geleneksel yöntemler ile tersinmezliklerin sistem komponentleri ile (iç kaynaklı/dış kaynaklı) veya teknolojik kısıtlarla (önlenebilir/önlenemez) olan ilişkisi ortaya konamadığı için sistemin gerçek iyileştirme potansiyeli belirlenemez ve yanlış optimizasyon önerileri uygulanabilir. Bu eksiklikleri ortadan kaldırmak için, ileri ekserji temelli analiz yönemleri geliştirilmiştir. Doktora tezinde, gaz motoru tahrikli ısı pompalı kurutma sisteminin performansı, ileri ekserji ve ileri eksergoekonomik analiz yöntemleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Her bir sistem bileşeni için önlenebilir/önlenemez ve iç kaynaklı/dış kaynaklı ekserji yıkımları, modifiye ekserji verimliliği ve modifiye ekserji yıkım oranları belirlenmiştir. İleri ekserji analiz sonuçlarına göre; kompresör, evaporatör ve kurutma kabini dışında geri kalan sistem bileşenlerinin ekserji yıkımlarının büyük bir kısmı önlenebilir olarak hesaplanmıştır. Bu önlenebilir kısımların tasarımda yapılacak olan yapısal iyileştirmeler ile azaltılabileceği görülmüştür. Özellikle kompresör ve çift borulu ısı değiştiricisinde meydana gelen ekserji yıkımlarının, bileşenlerin kendi çalışma koşullarından ileri geldiği saptanmıştır. Diğer taraftan kondenser verimliliğinin arttırılması geri kalan sistem bileşenlerinin geliştirilmesi veya tüm sistemde genel olarak yapısal iyileştirmeler ile mümkün olabileceği söylenebilir. Isı pompası ünitesi ve tüm kurutma sisteminin ekserji verimliliği sırasıyla, %82,51-85,11 ve %79,71-81,66 arasında değişirken, modifiye ekserji verimliliği %85,70-89,26 ve %84,50-86,00 arasında hesaplanmıştır. İleri eksergoekonomik analiz sonuçları tüm sistem bileşenleri için önlenebilir ekserji yıkım akımı maliyetlerinin önlenemez kısımdan daha yüksek olduğu görülmüştür. Toplam önlenebilir maliyet değerlerine göre sistemdeki başlıca bileşenler; sırasıyla, kurutma kanalları, kondenser ve genleşme vanası olarak alınmıştır. Kondenserde meydana gelen tersinmezliklerin, geri kalan bileşenlerde yapılabilecek olan yapısal iyileştirmeler ile azaltılabileceği söylenebilir. Sistem bileşenlerinde yapılacak olan yapısal değişimlerin toplam maliyet üzerinde önemli bir etkiye sahip olacağı saptanmıştır.
Özet (Çeviri)
Conventional exergy based analysis methods are used for evaulating the performance of the energy conversation systems. With conventional exergy based analyses, the locations, magnitudes and causes of irreversibilities (exergy destructions), costs and environmental impacts are identified, and a general direction for improvement is indicated. However, none of the conventional analyses are able to reveal interactions among system components (endogenous/exogenous) or present technical limitations (avoidable/unavoidable). Hence, the real potential for improvement and optimization strategies can be misguided. Advanced exergy based analyses attempt to address this shortcoming. In this thesis, a gas engine driven heat pump dryer system was evaulated using both advanced exergy and advanced exergoeconomic analysis methods. For each system component, avoidable/unavoidable and endogenous/exogenous exergy destructions, modified exergy efficiency values and modified exergy destruction ratios were determined. Advanced exergy analysis shows that except for the compressor, the evaporator and the drying cabinet, most of the exergy destructions in the system components were avoidable and these avoidable parts can be reduced by design improvements. The results indicated that inefficiencies within the compressor and the double-pipe heat exchanger are mainly due to the internal operating conditions while the efficiency of the condenser could be improved by structural improvements of the whole system and the remaining system components. For the heat pump unit and the overall drying system, the values for exergy efficiency were obtained to be in the range of 82.51–85.11% and 79.71-81.66% while those for the modified exergy efficiency were calculated to be in the range of 85.70–89.26% and 84.50-86.00%, respectively. The advanced exergoeconomic analysis shows that the unavoidable part of the exergy destruction cost rate within the components of the system is lower than the avoidable part. The most important components based on the total avoidable costs are drying ducts, the condenser and the expansion valve. The inefficiencies within the condenser could particularly be improved by structural improvements of the whole system and the remaining system components. Finally, it may be concluded that the internal design changes play a more essential role in determining the cost of each component. Keyword: Gas engine heat pump, exergy analysis, exergoeconomic analysis, advanced exergy analysis, advanced exergoeconomic analysis.
Benzer Tezler
- Gaz motoru tahrikli ısı pompalı bantlı bir kurutma sisteminin performansının ekserjetik olarak değerlendirilmesi
Exergetic performance assessment of a gas engine driven heat pump conveyor dryer system
AYŞEGÜL GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARİF HEPBAŞLI
- Bir üniversite kampüsünde gaz tahrikli ısı pompası kullanımının incelenmesi
Investigation of the use of gas driven heat pump on a university campus
SALİH KOCAÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARİF EMRE ÖZGÜR
- R744 soğutkanlı gaz tahrikli bir ısı pompasının birincil enerji kullanım ve akılcı ekserji analizi
Primary energy ratio utilisation and rational exergy analysis of a gas driven heat pump with R744 refrigerant
ALİ KARACAN
Doktora
Türkçe
2024
EnerjiIsparta Uygulamalı Bilimler ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARİF EMRE ÖZGÜR
- Developing a software program to determine the optimal capacity rating of cogeneration and trigeneration plants driven by gas engines for unlicensed generation of electricity
Gaz motorları tarafından tahrik edilen kojenerasyon ve trijenerasyon santrallerinin lisanssız elektrik üretimi için en uygun kapasite değerini belirleyen yazılım programının geliştirilmesi
KASIM ZOR
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET TEKE
- Numerical investigation on hub effects of hubless-rim driven propeller
Göbeksiz jant tahrikli pervanelerdeki göbek çapı etkisinin sayısal yöntemler araştırması
ALİ BURAK AŞÇI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI