Adsorpsiyonlu bir soğutma sisteminin tasarımı ve deneysel incelenmesi

Abstract

Soğutma sistemleri, buhar sıkıştırmalı mekanik soğutma sistemleri ve termal enerji tahrikli soğutma sistemleri olarak iki ana başlıkta tanımlanmaktadır. Bilindiği üzere mekanik sıkıştırmalı sistemler elektrik enerjisi kaynaklı çalışmaktadır. Günlük yaşamda ve sanayi sektöründe soğutmanın önemi arttıkça bu alanda yapılan harcamalar ciddi boyutlara ulaşmıştır. Temelde enerjinin daha verimli kullanılması amacıyla atık ısıların değerlendirilmesi ve alternatif termal enerji kaynaklarından faydalanılması kaçınılmaz hale gelmiştir. Bu koşullarda atık ısı ve termal enerji kaynaklı çalışan soğutma sistemleri üzerine ciddi araştırmalar yapılmaya başlanmıştır. Adsorpsiyonlu soğutma sistemi var olan soğutma sistemlerine alternatif olarak doğmuş ve gelişmesini sürdürmekte olan bir soğutma sistemidir. Birçok olumlu yönüne rağmen var olan bazı eksiklikleri bulunmaktadır. Mevcut eksiklikler ve farklı enerji kaynaklarına uyumlu olarak çalışabilen sistem tasarımları üzerine önemli ARGE çalışmaları gerçekleştirilmektedir. Atık ısı enerjisi ve güneş enerjisi kaynaklı adsorpsiyonlu soğutma sistemlerinde verim artırılması üzerine araştırmalar yapılmaktadır. Adsorpsiyonlu soğutma sisteminin temel elemanı olan adsorbent malzeme, sistemin performansını ciddi oranda etkilemektedir. Çalışmada adsorbent malzeme olarak zeolit 13X kullanılmıştır. Tasarımı yapılan deney düzeneği üzerinde sistemin ısıl performans değerleri hesaplanmıştır. Hesaplamaya esas alınan basınç, nem ve sıcaklık değerleri deney düzeneği üzerinde zamana bağlı olarak ölçülmüştür. Deney düzeneğinde absorban olarak su kullanılmış olup 1x10-4 bar ile 1x10-3 basınç aralığında tekrarlanan deneylerde buharlaştırılan su miktarı ve buharlaştırıcı sıcaklıkları kayıt altına alınmıştır. Elde edilen sonuçlar literatürdeki veriler dikkate alınarak tablo ve grafiklerle yorumlanarak verilmiştir.

Cooling systems, steam compression mechanical cooling systems and thermal energy cooling systems are described in two main sections. As is known, mechanical compression systems are powered by electrical energy. As the importance of cooling in everyday life and industrial sector increases, expenditures made on this area have reached serious dimensions. In order to use energy more efficiently, it is inevitable to evaluate waste heat and utilize alternative sources of thermal energy. In these conditions serious researches have started to be done on the cooling systems working from waste heat and thermal energy. The adsorption cooling system is an alternative cooling system that has been born and continues to develop. Despite many positive aspects, there are some shortcomings. Significant ARGE studies are being carried out on system design that can work in accordance with the existing deficiencies and different energy sources. Research is being carried out on increasing efficiency in waste heat energy and solar energy adsorption cooling systems. The adsorbent material, which is the main element of the adsorption cooling system, seriously affects the performance of the system. Zeolite 13X was used as the adsorbent material in the study. The thermal performance values of the system are calculated on the designed test setup. The pressure, humidity and temperature values, which are based on the calculation, are measured on the test setup depending on the time. Water was used as the absorbent in the test apparatus and the amount of evaporated water and the evaporator temperatures were recorded in repeated experiments at 1x10-4 bar and 1x10-3 pressure range. The results obtained are interpreted with tables and graphs considering the data in the literature.