CO2 akışkanlı ejektör genleştiricili süpermarket soğutma sistemlerinin Türkiye iklim şartlarında termodinamik, çevresel ve termoekonomik analizi
Thermodynamic, environmental, and thermoeconomic analysis of CO2 ejector expansion supermarket refrigeration systems in Türkiye climatic conditions
- Tez No: 743179
- Danışmanlar: PROF. DR. HALİL KÜRŞAD ERSOY
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Küresel ısınma potansiyeli yüksek soğutucu akışkanlara uygulanan yasal sınırlamalar sonucu soğutma sistemlerinde karbondioksit (CO2) kullanımı önem kazanmıştır. CO2 çevre dostu bir akışkan olmasına karşın düşük kritik nokta sıcaklığı ve yüksek çalışma basıncı özellikle ticari soğutma sektöründe yüksek enerji tüketimine neden olmaktadır. Bu tez çalışmasında ikisi ejektörsüz, üçü ejektör genleştiricili olmak üzere beş farklı transkritik süpermarket soğutma çevrimi konfigürasyonu teorik olarak modellenerek gaz soğutucu basıncı, ejektörsüz çevrimlerde ara basınç, ejektör genleştiricili çevrimlerde emme lülesi basınç düşüşünün optimum değerleri belirlenmiş, farklı koşullar altında çevrimlerin performansı karşılaştırılmış, Türkiye'nin 7 bölgesinden toplam 11 ile ait güncel bin-saat verileri türetilerek yıllık enerji analizi, toplam eşdeğer ısınma etkisi (TEWI) yöntemiyle çevresel etki analizi, ekserji analizi ve özgül ekserji maliyeti (SPECO) yöntemiyle termoekonomik analiz gerçekleştirilmiştir. Ayrıca ejektör genleştiricili çevrimlere çoklu ejektörün uygulanabilirliği incelenmiştir. İncelenen çevre sıcaklıklarında ejektör genleştiricili çevrimlerde ejektörsüz çevrimlere oranla %37'ye kadar performans artışı elde edilmiş, farklı sekonder devreli ejektör genleştiricili çevrim konfigürasyonlarının birbirine oldukça yakın performans gösterdiği görülmüştür. İncelenen illerde yıllık enerji tüketimi ve toplam eşdeğer ısınma etkisinde %17'ye kadar, birim ekserji maliyetinde %28'e kadar iyileşme tespit edilmiştir. Yapılan ekserji analizlerinde en yüksek tersinmezliklerin yüksek basınç kompresörü, gaz soğutucu ve ejektörsüz çevrimlerde yüksek basınç valfinde meydana geldiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
The use of carbon dioxide (CO2) in refrigeration systems has gained importance as a result of legal restrictions applied to refrigerants with high global warming potential. Although CO2 is an environment-friendly refrigerant, its low critical temperature and high operating pressure lead to high energy consumption, especially in commercial refrigeration. In this thesis, five different transcritical supermarket refrigeration cycle configurations, two without ejector and three with ejector expansion were theoretically modeled, optimum values for the gas cooler pressure, intermediate pressure in cycles without ejector, suction nozzle pressure drop in ejector expansion cycles were determined, performance of the cycles was compared under different conditions, annual energy analysis by deriving current bin-hour data for 11 provinces from 7 regions of Türkiye, environmental impact analysis with total equivalent warming impact (TEWI) method, exergy analysis, and thermoeconomic analysis with specific exergy costing (SPECO) method were carried out. The applicability of multi-ejectors to the ejector expansion cycles was also investigated. Up to 37% performance increase was achieved in ejector expansion cycles compared to cycles without ejector at the investigated ambient temperatures, and it was observed that ejector expansion cycle configurations with different secondary circuits perform quite close to each other. Improvement up to 17% in terms of annual energy consumption and TEWI, up to 28% in terms of specific exergy cost were determined in the investigated provinces. In the exergy analysis, it was observed that the highest irreversibilities occur in high-pressure compressor, gas cooler, and high-pressure valve in cycles without ejector.
Benzer Tezler
- R134a ve R744 ile çalışan otobüs klimalarında iki fazlı ejektörün genleşme valfi olarak kullanılması durumunda sistemin çeşitli parametrelere göre analizi
The analysis of bus refrigeration system working with R134a and R744 refrigerants according to different parameters in case of using two-phase ejector as expansion valve
ÇAĞRI KUTLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ŞABAN ÜNAL
- Demir çelik endüstrisinde toz kömür ve karışımları enjeksiyonunun çevresel etkisinin incelenmesi
Investigation of environmental impact of pulverized coal and coal mixtures injection on the iron and steel industry
CEMİL KOYUNOĞLU
Doktora
Türkçe
2021
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ARISOY
- Bir gemi dizel motorunda dizayn ve işletme parametrelerinin performans ve emisyon değerleri üzerindeki etkilerinin sayısal olarak incelenmesi
A numerical investigation on the effects of design and operation parameters on the performance and emissions of a marine diesel engine
FERHAT EKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- CO2 akışkanlı soğutma sistemlerinde kullanılan kanatlı borulu ısı değiştiricilerinin termal analizi
Thermal analysis of fin and tube heat exchangers in refrigeration systems utilising CO2 as a refrigerant
BİRCE AZERİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER ŞEVKİ KONUKMAN
- CO2 akışkanlı transkritik soğutma sistemleri için gaz soğutucu hesaplama modülünün geliştirilmesi
Development of gas cooler calculation modul for the transcritical CO2 cooling systems
FATİH KASAP
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. FERİDUN ÖZGÜÇ