Buharlı Sıkıştırmalı-Absorbsiyonlu Çift Kademeli Soğutma Çevriminin Termodinamik Analizi

Düşük sıcaklık uygulamalarında ve büyük soğutma kapasitelerinde, yaygın olarak kullanılan amonyak soğutucu ve bu tür soğutma uygulamaları, buhar sıkıştırma çevrimi kullanılarak elektrik enerjisi tüketmektedir. Bu durum soğutma maliyetinin artmasına, daha fazla fosil yakıt tüketmesine ve çevre sorunlarının oluşmasına neden olmaktadır. Buharlı sıkıştırmalı-absorbsiyonlu çift kademeli soğutma çevrimi, bu problemleri çözmek için bir alternatiftir. Bu çalışmada buharlı sıkıştırmalı-absorbsiyonlu çift kademeli soğutma çevriminin bir termodinamik analizi yapılmıştır. Akışkan olarak absorbsiyonlu kısımda NH3-H2O akışkan çiftinin ve buhar sıkıştırmalı kısmında da NH3 soğutucu akışkanının kullanıldığı kabul edilmiştir. Analiz sonuçlarına göre buharlı sıkıştırmalı-absorbsiyonlu çift kademeli soğutma çevriminin, tek kademeli buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimine göre de % 60 ve tek kademeli buhar sıkıştırmalı-absorbsiyonlu kaskad soğutma çevrimine göre de % 24 daha az elektrik enerjisine ihtiyaç olduğu görülmüştür. Termodinamik analiz, farklı kondenser ve kaynatıcı sıcaklıklarında gerçekleştirildi. Analiz sonuçları, yeni soğutma çevriminin kondenser sıcaklığının artmasıyla çevrimin soğutma tesir katsayısının azaldığını buna karşın artan kaynatıcı sıcaklıklarında ise artmakta olduğunu göstermiştir. Kaynatıcı ve kondenser sıcaklıklarının artmasıyla sistemin ekserji verimi azalmaktadır. Bu yeni çevrim, güneş enerjisi, jeotermal enerji ve atık ısı gibi ucuz alternatif enerji kaynaklarını kullanarak düşük sıcaklıklarda soğutma yapmayı sağlamaktadır

Thermodynamic Analysis of Vapour Compression- Absorption Two Stage Refrigeration Cycle

At low temperature applications and large cooling capacities, ammonium refrigerant used widely and these type refrigeration applications have electrical energy consuming by using vapour compression cycle. This causes increasing cooling cost, consuming more fossil fuel and to create environment problem. The vapour compression-absorption two stage refrigeration cycle is alternative to solve this overcoming problems. In this study, a thermodynamic analysis of the vapour compression-absorption two stage refrigeration novel cycle was performed. While NH3-H2O was used as fluid pair in the absorption section, NH3 was used in the vapour compression section. It was presented that electrical energy consumption in the novel cycle is 60% lower than classical one stage vapour compression refrigeration cycle and 24% lower than single effect vapour compression-absorption cascade refrigeration cycle. The thermodynamics analysis was performed for different condenser and generator temperatures. The result shows that COP of the novel cycle increases by increasing the generator temperature, while it decreases by increasing the condenser temperatures. The exergetic efficiency of the system decreases on increasing the generator and condenser temperatures. The novel cycle provide by using inexpensive alternative heat energy sources like solar energy, geothermal energy and waste heat at low temperatures.

___

  • Adewusi, SA., Zubair, S. 2004. Second law based thermodynamic analysis of ammonia-water absorption systems. En. Con. Man., 45: 2355-2369.
  • Aman, J., Ting, DSK., Henshaw, P. 2014. Residential solar air conditioning: Energy and exergy analyses of an ammoniaewater absorption cooling system. Appl. Therm. Eng., 62: 424-432.
  • Ayala, R., Heard, CL., Hollabd, FA. 1997. Ammonia-lithium nitrate absorption/ compression refrigeration cycle. Part I. Simulation. Appl. Therm. Eng., 17 (3): 223-233.
  • Bejan, A., Tsatsaronis, G., Moran, M. 1996. Thermal Design & Optimization, Wiley, New York.
  • Cimsit, C., Ozturk, I. 2012. Analysis of compression-absorption cascade refrigeration cycles. Appl. Therm. Eng., 40: 311-317, 2012.
  • Cimsit, C., Ozturk, I., Kıncay, O. 2015. Thermoeconomic optimization of LiBr/H2O-R134a compression-absorption cascade refrigeration cycle. Appl. Therm. Eng., 76: 105-115.
  • Kairouani, L., Nehdi, E. 2006. Cooling performance and energy saving of a compression- absorption refrigeration system assisted by geothermal energy. Appl. Therm. Eng., 26: 288-294.