Mehmet ÖZALP

4420

Türkiye' de ejektörlü absorbsiyonlu soğutma sistemlerinde güneş enerjisinden faydalanılması

Güneş enerjili soğutma sistemleri, enerji kaynağı olarak elektriği esas alan soğutma sistemlerinin bir kısmının yerine geçebilecek veya bu sistemlere alternatif oluşturabilecek sistemler olarak değerlendirilmelidir. Güneş enerjili soğutma sistemlerinin avantajları ana başlıklarıyla, bu sistemlerin elektrik enerjisi talebini düşürmesi, ozon tabakasına zarar vermeyen akışkanlar kullanması, birincil enerji tüketimini indirmesi ve global ısınma etkisini azaltmasıdır. Bu çalışmanın ana konusu, Türkiye'de ejektörlü absorbsiyonlu soğutma sistemlerinin (EASS) kullanma imkanlarının araştırılmasıdır. Bu çalışmada, Türkiye'de kullanılabilecek bir EASS'deki ayırıcının ihtiyaç duyduğu ısı enerjisinin, güneş enerjisinden sağlanıp sağlanamayacağı incelenmiştir. Türkiye'de EASS'lerden faydalanılmasının iki önemli nedeni vardır. Bunlardan ilki, 1987'de kabul edilen Montreal protokolüne göre CFC'lerin ve HCFC'lerin üretilmesinin ve kullanılmasının birkaç yıl sonra tamamen önüne geçilecek olmasıdır. Diğer nedeni ise, Türkiye'nin, 36-42° kuzey enlemleri ve 26-45° doğu boylamları arasında kuzey yarımkürede bulunması, yıllık ortalama 3,6 kW-h/m2-gün güneş enerjisi alması ve yaklaşık 2610 saat toplam yıllık güneşlenme süresine maruz kalmasının sonucu olarak yüksek güneş enerjisi potansiyeline sahip olmasıdır. Bu çalışmada, Türkiye'nin farklı bölgelerinden 12 şehir seçilmiş ve bu şehirlerin 2000 yılından bu yana güneşlenme şiddeti ve güneşlenme süresi verileri kullanılarak analiz yapılmıştır. Bu meteorolojik veriler yardımıyla, maksimum performans katsayısı (COPmax) şartlarında, su/amonyak akışkan çiftinin kullanıldığı bir EASS için gerekli optimum kolektör yüzey alanı ve sistemin yıl boyunca kullanılabilmesini sağlayan yardımcı ısıtıcılar için gerekli minimum enerji miktarı hesaplanmıştır. Seçilen şehirler için ısı kazanım faktörünün (HGF) tüm mevsimlerde 2,47 ile 2,91 arasında olduğu görülmüştür. 2,91 'lik maksimum HGF'nin, haziran ayında Kuşadası'nda olduğu bulunmuştur. Bu çalışma, ev tipi ısıtma/soğutma uygulamaları için güneş enersisi kullanımında Türkiye'nin yüksek potansiyele sahip olduğunu göstermiştir.

In Turkey, the utility of solar energy in absorption cooling systems with ejector

Solar driven refrigeration systems are evaluated as the systems that they can substitute with a considerable part of refrigeration systems driven electrical units, or can be alternative. The advantages of solar driven refrigeration systems, as the main topics, concern the reduction of peak loads for electricity utilities, the use of zero ozone depletion impact refrigerants, the decreased primary energy consumption and decreased global warming impact. The theme of this study is to focus usage possibility of ejector-absorption cooling system (EACS) in our country. In this study, it is investigate that whether or not the required heat for generator in an EACS can be using in our country is supply from solar energy. There are two important reasons for the utilization of EACSs in our country. One of them is that the production and use of CFCs and HFCs will be phased out in a few years according to Montreal Protocol, adopted in 1987. The other is that our country has high solar energy potential because of its location in the northern hemisphere with latitudes 36-42°N and longitudes 26-45°E and the yearly average solar radiation is 3,6 kW-h/m2-day, and the total yearly radiation period is -2610 h. In this study, 12 cities are selected in different regions of our country and the analyses are performed using radiation data and sunshine duration information having been collected since 2000. By using the meteorological data, in the conditions of maximum coefficient of performance (COPmax), required optimum collector surface area for an EACS in which aqua-ammonia fluid couple is used, and required minimum energy for auxiliary heater proving that the system can be used throughout the year, are calculated. For the selected cities, it was seen that the heat gain factor (HGF) varies in the range from 2,47 to 2,91 for all the seasons. The maximum HGF of about 2,91 was obtained for Kuşadası in June. This study shows that our country has a great potential to use solar energy for domestic heating/cooling applications.
PDF

___

  • Jung, D.S., Radermacher, R., Performance simulation of single evaporator refrigerator with pure and mixed refrigerants, International Journal of Refrigeration 14 (1991) 223-232.
  • Chang, Y.S., Kim, M.S., Ro, S.T., Performance and heat transfer characteristics of hydrocarbon refrigerants in a heat pump system, International Journal of Refrigeration 23 (2000) 232-242.
  • Papadopoulos, A.M Oxizidis, S Kyriakis,N Perspective of solar cooling in view of the developments in the air-conditioning sector, Renewable and Sustainable Energy Reviews 7 (5) (2003) 419-438.
  • Jelinek, M, Levy, L, Borde, I., Performance of a triple-pressure-level absorption cycle with R125-N, N-dimethylethylurea, Applied Energy 71 (2002) 171-189.
  • Huang, B.J Petrenko, V.A Samofatov, I.Y.A Shchetinina, N.A Collector selection for solar ejector cooling system, Solar Energy 71 (4) (2001) 269-274.
  • Atmaca, A. Yiğit, Simulation of solar-powered absorption cooling system, Renewable Energy 28 (2003) 1277-1293.
  • Şaylan, O. Şen, H. Toros, A. Arısoy, Solar energy potential for heating and cooling systems in big cities of Turkey, Energy Conversion and Management 43 (2002) 1829-1837.
  • Toğrul, T. Onat, E. A comparison of estimated and measured values of solar radiation in Elazığ, Turkey, Renewable Energy 20 (2000) 243-252.
  • Sözen, A. Effect of heat exchangers of performance on absorption refrigeration system, Energy Conversion and Management 42 (14) (2001) 1699-1716.
  • Sözen, A. Altıparmak, D. Usta, U. Development and testing a prototype absorption heat pump operated by solar energy, Applied Thermal Engineering 22 (16) (2002) 1847-1859.
  • Sözen, A. Arcaklıoğlu, E. Özalp, M. A new approach to thermodynamic analysis of ejector-absorption refrigeration systems: artificial neural networks, Applied Thermal Engineering 23 (8) (2003) 937-953.
  • A. Sözen, Özalp, M. Performance improvement of ejector-absorption cycle using triple-pressure-level, Applied Thermal Engineering 23 (13) (2003) 1577-1593.
  • Sözen, A. Kurt, M. Akçayol, M.A. Özalp, M. Performance prediction of a solar driven ejector-absorption cycle using fuzzy logic, Renewable Energy 29 (1) (2004) 53—71.
  • Shulz, S. Equations on state for the system ammonia-water for use with computers, IIR, Meeting Commission II, Washington, 1971.
  • Ziegler, B. Trepp, Ch. Equation of state for ammonia-water mixtures, International Journal of Refrigeration 7 (2) (1984) 101-106.
  • Alvares, S.G. Trepp, Ch. Simulation of a solar driven aqua-ammonia absorption refrigeration system, Part 1: mathematical description and system optimization, International Journal of Refrigeration 10 (1987)40-48.
  • Bourseau, P. Bugarel, R. Refrigeration par cycle an absorption-diffusion: comparison des performances des systemes NH3-H2O et NH3-NaSCN, International Journal of Refrigeration 9 (1986) 206-214.
  • Ahachad, M. Charia, M. AHT applications to absorption refrigerating machine, in: Proceedings of the International Absorption Heat Pump Conference, ASME, 1994, pp. 101-107.
  • Duffie, J.A. Beckman, W. A. Solar Engineering of Thermal Process, A Wiley, Interscience Publications, University of Wisconsin, Madison, 1980.
  • Henning, M.H. Air-conditioning with solar energy, SERVITEC Meeting, Barcelona, 2000.
  • Alexis, G.K. Rogdakis, E.D. Performance of solar driven methanol-water combined ejector-absorption cycle in the Athens area, Renewable Energy 25 (2002) 249-266.
  • Kalogirou, S. The potential of solar industrial process heat applications, Applied Energy 76 (4) (2003) 337-361.
  • Siddiqui, M.A. Economic analyses of absorption systems: Part B-Design and cost evaluation, Energy Conversion and Management 38 (9) (1997) 889-904.
  • Siddiqui, M.A. Economic analyses of absorption systems: Part B-optimization of operating parameters, Energy Conversion and Management 38 (9) (1997) 905-918.
  • Saghiruddin, M. Siddiqui, M.A. Economic analysis of two stage dual fluid absorption cycle for optimizing generator temperatures, Energy Conversion and Management 42 (2001) 407-437.
  • Misra, R.D. Sahoo, P.K. Sahoo, S. Gupta, A. Thermoeconomic optimization of a single effect water/LiBr vapour absorption refrigeration system, International Journal of Refrigeration 26 (2003) 158-169.
  • Berlitza, T. Satzgera, P. Summererb, F. Zieglera, F. Alefeldb, G. A contribution to the evaluation of the economic perspectives of absorption chillers, International Journal of Refrigeration 220 (1999) 67-76.
  • Flamensbeck, M. Summerer, F. Riesch, P. Ziegler, F. Alefeld, G. A cost effective absorption chiller with plate heat exchangers using water and hydroxides, Applied Thermal Engineering 18 (6) (1998) 413—425.
  • Mone, G.D. Chau, D.S. Phelan, P.E. Economic feasibility of combined heat and power and absorption refrigeration with commercially available gas turbines, Energy Conversion and Management 42 (2001)1559-1573.
Technology-Cover
  • ISSN: 1302-0056
  • Yayın Aralığı: Yılda 5 Sayı
  • Başlangıç: 1998
  • Yayıncı: KARABÜK ÜNİVERSİTESİ
Arşiv
Sayıdaki Diğer Makaleler

Türkiye' de ejektörlü absorbsiyonlu soğutma sistemlerinde güneş enerjisinden faydalanılması

Mehmet ÖZALP

Türkiye' de bölgesel olarak güneş enerjili sıcak su hazırlama sistemlerinin kapasite hesaplarının bilgisayar programı ile yapılması

Mustafa AKTAŞ, Mustafa Bahadır ÖZDEMİR, Tayfun MENLİK