Güneş enerjisi destekli absorbsiyonlu ve buhar sıkıştırmalı kaskad soğutma çevriminin termodinamik performansının iyileştirilmesi
Improvement of thermodynamic performance of solar assisted absorption and vapor compression cascade refrigeration cycle
- Tez No: 789048
- Danışmanlar: PROF. DR. İLHAN TEKİN ÖZTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kocaeli Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 325
Özet
Bu tez çalışmasında düşük sıcaklıklara soğutma yapabilen ve yüksek miktarda elektrik enerjisi kullanan sadece buhar sıkıştırmalı soğutma sistemlerine alternatif olan güneş enerjisi destekli absorbsiyonlu ve buhar sıkıştırmalı kaskad soğutma çevriminin termodinamik performansının iyileştirilmesi hedeflenmiştir. Etkin termodinamik parametrelerin analizi sonucunda kaskad soğutma çevriminin buhar sıkıştırmalı ve absorbsiyonlu kısmı için en performanslı nanopartikül katkılı soğutucu akışkan ve çözelti karışımı belirlenmiştir. Belirlenen çalışma akışkanları doğrultusunda her iki çevrim kaskad olarak birleştirilip sistemin farklı çalışma sıcaklıklarına göre termodinamik analizi ve termoekonomik optimizasyonu yapılmıştır. Çözelti karışımı (LiBr+LiCl/H2O) ve nanopartikül katkılı soğutucu akışkan (R152a+%0,5 Cu) kullanılan ve önerilen kaskad soğutma sistemi ile LiBr/H2O-R152a kullanılan klasik kaskad soğutma sistemi karşılaştırıldığında soğutma tesir katsayısı (STK), ekserji verimi ve toplam ekserji yıkımı sırasıyla %16,79, %18,58 ve %36,18 oranında iyileşmiştir. Ayrıca buharlaştırıcı sıcaklığının -40°C ile -25°C arasında değişen değerleri için R152a kullanan klasik buhar sıkıştırmalı soğutma sistemine kıyasla önerilen kaskad soğutma sisteminde elektrik enerjisinde azalma %69,47-72,10 arasında elde edilmiştir. Daha sonra kaskad soğutma sisteminin güneş enerjisi ile ilgili termodinamik analizi Kocaeli, İzmir ve Antalya için yapılmıştır. Oluşturulan sistem için gerekli enerji depolama tankı kapasitesi, vakum tüplü toplayıcı ve fotovoltaik panel için gerekli alan ihtiyaçlarının yanı sıra diğer termodinamik parametreler için Antalya'da kurulacak sistemde avantajlı olduğu gözlemlenmiştir. Nihai olarak sistemin termoekonomik analizi ve optimizasyonu yapılmıştır. Termoekonomik analizi ve optimizasyonu gerçekleştirebilmek için bir dizi karar değişkeni ve aralıkları belirlenmiştir. Amaç fonksiyonu olarak seçilen sistemin referans alınan duruma göre toplam minumum maliyet akısı Kocaeli için %14,84, İzmir için %14,62 ve Antalya için %14,59 azaltılmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, it is aimed to improve the thermodynamic performance of solar energy asissted absorption and vapor compression cascade refrigeration cycle, which is an alternative to only vapor compression refrigeration systems that can cool to low temperatures and use high electrical energy. As a result of the analysis of effective thermodynamic parameters, the solution mixture was determined as well as the most performance nanoparticle-doped refrigerant. In line with the determined working fluids, both cycles were combined as a cascade and thermodynamic analysis of the system was carried out according to different operating temperatures. Coefficient of Performance (COP), exergy efficiency and total exergy destruction of the proposed cascade refrigeration system using the proposed solution mixture (LiBr+LiCl/H2O) and nanoparticle-doped refrigerant (R152a+0.5% Cu) compared to the classical cascade refrigeration system using LiBr/H2O-R152a was improved by 16.79%, 18.58% and 36.18%, respectively. In addition, a reduction in electrical energy of 69.47-72.10% was obtained in the proposed cascade refrigeration system, compared to the classical vapor compression refrigeration system using R152a for evaporator temperature values ranging from -40 to -25°C. Then, thermodynamic analysis of the cascade refrigeration system related to solar energy was carried out for Kocaeli, Izmir and Antalya. The results showed that the city of Antalya is advantageous for the energy storage tank capacity required for the system, the space requirements for the vacuum tube collector and photovoltaic panel, as well as the other thermodynamic parameters. Finally, the thermoeconomic analysis and optimization of the system was carried out. In order to perform the thermoeconomic analysis and optimization, a number of decision variables and ranges was determined. The total minimum product cost rate of the system chosen as the objective function showed a reduction of 14.84% for Kocaeli, 14.62% for Izmir and 14.59% for Antalya, compared to the base case.
Benzer Tezler
- Jeotermal destekli absorbsiyonlu soğutma sistemi ile buhar sıkıştırmalı soğutma sisteminin karşılaştırılması ve örnek uygulama
Comparison of geothermal supported absorption cooling system and vapor compression cooling system a case study
NAZMİ YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
EnerjiBalıkesir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLŞEN YAMAN
- Absorpsiyonlu soğutma sistemi tasarımı
Design of absorption cooling system
İSMAİL ERCAN DURAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL CEM PARMAKSIZOĞLU
- Irak'ta bulunan bir toplu konut projesi için solar enerji destekli trijenerasyon sistem tasarım ve analizi
Determination of Iraq solar energy for design and analysis of a trigeneration system for a typical building
PAYMAN MOHAMMED HAKEEM HAKEEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. TANSEL KOYUN
- Çok amaçlı birleşik güç üretim sisteminin tasarımı, performans ve termodinamik analizi
Design of multi function combined power generation system, performance and thermodynamic analysis
ÇAĞATAY AKBAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
EnerjiSüleyman Demirel ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖNDER KIZILKAN
- Bir tekstil fabrikasında güneş destekli çift etkili bir absorpsiyonlu soğutma sisteminin uygulamasının teknik ve ekonomik analizi
Technical and economical analysis of solar assisted double effect absorption chiller in textile sector
MUSTAFA ZEKİ YILMAZOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ DURMAZ