Bilsay PASTAKKAYA

2112

Evsel ve Endüstriyel Soğutma Uygulamalarında Resorbsiyonlu Soğutma Sistemlerinin Kullanımının İncelenmesi

Dünya üzerinde tüketilen enerjinin önemli bir bölümü evsel ve endüstriyel soğutma ihtiyacının karşılanması için kullanılmaktadır. Fosil yakıt temelli enerji tüketimine bağlı sorunlar nedeni ile temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklı soğutma sistemlerinin kullanımı, önemini her geçen gün arttırmaktadır. Soğurmalı soğutma sistemleri ile atık ısı veya güneş enerjisi ve jeotermal enerji gibi yenilenebilir kaynaklar kullanılarak, işletme maliyetleri asgariye indirilmiş, enerjide dışa bağımlı olmayan ve tamamen çevre dostu soğutma uygulamalarını hayata geçirmek mümkün olmaktadır. Ancak soğurmalı soğutma sistemleri, ilk yatırım maliyetleri ve uygulama karşılaşılan teknik zorluklar nedeni ile geleneksel soğutma sistemleri ile rekabet edememektedir. Resorbsiyonlu soğutma sistemleri, diğer soğurmalı soğutma sistemlerine göre farklı bir çevrim özelliğine sahiptir. Resorbsiyonlu soğutma çevriminde çalışma basınçları alternatiflerine göre çok daha düşük seviyelerde olduğundan, tekno-ekonomik açıdan daha uygulanabilir ve daha güvenli soğutma uygulamaları oluşturulabilmektedir. Bu çalışmada resorbsiyonlu soğutma sistemlerinin çalışma özellikleri ve farklı uygulama örnekleri tanıtılarak sistemin evsel ve endüstriyel soğutma uygulamalarında kullanımı incelenmiştir. Çalışma sonucunda resorbsiyonlu sistemlerin sahip oldukları tekno-ekonomik üstünlükleri nedeni ile diğer geleneksel soğutma sistemlerine göre önemli avantajlara sahip olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca yenilenebilir enerji kaynaklı resorbsiyonlu sistemlerin kullanımının, enerji kullanımıma bağlı ulusal ve küresel ölçekli birçok soruna, alternatif çözümler sağlayacağı sonucuna varılmıştır

Investigation of the Use of ResorptionCooling Systems in Domestic and IndustrialApplications

The significant amount of consumed energy is globally used to provide domestic and industrial cooling requirement. Importance of the use of clean and renewable powered cooling systems increases day by day due to the issues related to fossil fuel based energy consumption. By using waste heat and renewable energy such as solar and geothermal, powered sorption cooling systems, it is possible to actualize non-dependent, eco-friendly cooling applications with minimised operational cost. However, sorption cooling systems are not competitive with conventional cooling systems because of their initial cost and technical challenges in practices. Resorption cooling systems have a different cycle than the other sorption cooling systems. Since the operational pressures in resorption cycle are considerably lower than their alternatives, it enables to construct more feasible and safer cooling applications in techno-economic aspect. In this article, technical features and various examples of resorption systems are presented and, domestic and use of the system in industrial applications is investigated. It is concluded that resorption systems have substantial advantages than other conventional cooling systems thanks to their techno-economic superiors. Furthermore, it is deduced that use of the renewable energy powered resorption systems will provide alternative solutions to the problems related to energy use in national and global scale.
PDF

___

  • [1] Pastakkaya B., Ünlü K., Yamankaradeni̇ R., “Örnek Bir Yapının İklimlendirilmesinde Güneş Enerjisi Kaynaklı Isı Pompasının Simülasyon Tekniği ile İncelenmesi”, Mühendis ve Makina, 30-37, Cilt 56, Sayı 666, Temmuz 2015.
  • [2] Henning H.M., “Solar-Assisted Air-Conditioning in Buildings – A Handbook for Planners”, Springer Wien New York, 136 pp., 2007.
  • [3] Anoni̇ A., “Solar Heating and Cooling of Residential Buildings: Design of Systems”, Solar Energy Applications Laboratory Colorado State University, University Press of the Pacific, Hawaii, 632 pp., 2005.
  • [4] Anoni̇ B., “Solar Heating and Cooling of Residential Buildings: Sizing, Installation and Operation of Systems”, Solar Energy Applications Laboratory Colorado State University, University Press of the Pacific, Hawaii, 744 pp., 2005.
  • [5] Hennıng, H.M., “Solar-Assisted Air-Conditioning in Buildings – A Handbook for Planners”, Springer Wien New York, 136 pp.,2007.
  • [6] Pastakkaya B., Yamankaradeni̇z N., Coşkun S., Kaynakli Ö., Yamankaradeni̇z., “Experimental Analysis of a Solar Absorption System with Interior Energy Storage”, Journal of Energy in Southern Africa 23: 39-49, 2012
  • [7] Syeda., Izquierdo M., Rodríguez P., Maidment G., Missenden J., Lecuona A., Tozer R., 2005, “A Novel Experimental Investigation of a Solar Cooling System in Madrid”, International Journal of Refrigeration, 28(6): 859–871.
  • [8] Pastakkaya B., “Bir Konutun Isıtılması ve Soğutulmasında Güneş Enerjisi Kaynaklı Absorbsiyonlu Sistemlerin Kullanımı”, U.Ü. FenBil. En. Doktora Tezi,198 s., 2012.
  • [9] Chinnappa J.C.V., Crees M.R., Murthy S., Srinivasan K., “Solar-Assisted Vapor Compression/Absorption Cascaded Air-Conditioning Systems”, Solar Energy, 50(5): 453–458., 1993
  • [10] Eicker, U., Pietruschka, D., “Design and Performance of Solar Powered Absorption Cooling Systems in Office Buildings”, Energy and Buildings, 41(1): 81–91., 2009.
  • [11] Hidalgo, M.C.R., Aumente, P.R., Izquierdo M., Neumann, A., Mangual, R., “Energy and Carbon Emission Savings in Spanish Housing Air-Conditioning Using Solar Driven Absorption System”, Applied Thermal Engineering, 28(14): 1734–1744, 2008.
  • [12] Lof G.O.G, Tybout R.A., “The Design and Cost of Optimized Systems for Residential Heating and Cooling by Solar Energy”, Solar Energy 16(1): 9–18. 1974.
  • [13] Mateus, T., Oliveira, A.C., “Energy and Economic Analysis of an Integrated Solar Absorption Cooling and Heating System in Different Building Types And Climates”, Applied Energy, 86(6): 949–957. 2009.
  • [14] Mendes, L. F., Pereira, M. C., Ziegler F., “Supply of Cooling and Heating With Solar Assisted Absorption Heat Pumps: An Energetic Approach”, International Journal of Refrigeration, 21(2): 116–125. 1998.
  • [15] Siddiqui, M.A. Economic Analyses of the Operating Costs in Four Absorption Cycles for Optimizing the Generator and Condensing Temperatures, Energy Conversion and Management, 35(6): 517–534., 1994.
  • [16] Soutullo, S., Sanjuan, C., Heras, M.R., Comparative Study of Internal Storage and External Storage Absorption Cooling Systems, Renewable Energy, 36(5): 1645–1651, 2011.
  • [17] Pastakkaya B., İşman M.K., Korukçu M.Ö., Yamankaradeniz R., İzmir İli Için Güneş Enerjisi Kaynaklı Absorbsiyonlu Isı Pompası Sistemi İle Isıtma-Soğutma Uygulamasının Sayısal Analizi, 1301-1312 Cilt 2, 11. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir, Türkiye 2013.
  • [18] Pastakkaya B., Ünlü K., Yamankaradeniz R., Örnek Bir Yapının Isıtma-Soğutma Uygulamasında Güneş Enerjisi Kaynaklı Isı Pompası Sisteminin Simülasyon Tekniği Ile Incelenmesi, 12. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi İzmir-Türkiye, 2015.
  • [19] Pastakkaya B., Güneş Enerjisi Kaynaklı Absorbsiyonlu Isı Pompası Sisteminin Farklı Derece-Gün Bölgeleri İçin Isıtma-Soğutma Performansının İncelenmesi, 13. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi İzmir-Türkiye, 2017.
  • [20] Pastakkaya, B., Cüce E., Cüce P., “Cooling Applications with Renewable Energy Powered Resorption Systems”, 14th International Conference on Sustainable Energy Technologies – SET 201, 25th - 27th of August, Vol II., pp.58- 64. Nottingham, 2015.
  • [21] Jiang L.,.P., Roskilly A.P., Wang R.Z., Wang L. W., “Analysis on Innovative Resorption Cycle for Power and Refrigeration Cogeneration”, Applied Energy Vol. 218, 15 May Pages 10-21, 2018.
  • [22] Jiangl., Wangl. W., Liu C.Z., Wang R.Z., “Experimental Study on a Resorption System for Power and Refrigeration Cogeneration”, Energy, Volume 97, Pages 182-190., 2016.
  • [23] Bao H.S., Wang R.Z., Oliveira R.G., Li T.X., “Resorption System for Cold Storage and Long-Distance Refrigeration”, Applied Energy, Volume 93, Pages 479-487, 2012.
  • [24] Teng J., Enqian D., Yanjun D., “Thermodynamic Analysis and Optimization of a Balanced-Type Single-Stage NH3 -H2 O Absorption-Resorption Heat Pump Cycle for Residential Heating Application”, Energy, Volume 171, , Pages 120-134, 2019.
  • [25] Pastakkaya B., Ünlü K., “Biyogaz ile Çalışan Resorbsiyonlu Trijenerasyon Sistemleri”, 2nd International Workshop of Composting and Biogas Technologies (IWCB), November 16- 18, Antalya, 2017
  • [26] Ünlü K., Pastakkaya B., “Tarımsal Soğutma Uygulamalarında Yenilenebilir Enerji Kaynaklı Resorbsiyonlu Soğutma Sistemleri”, 3nd International Congress of Agriculture and Environment (ICAE), November 16-18, Antalya, 2017.
  • [27] Pastakkaya B., “Atık Isı Kaynaklı Resorbsiyonlu Soğutma Sistemi İle Endüstriyel Soğutma Uygulamaları”, IV. Enerji Verimliliği Kongresi, 13-14 Ekim, Kocaeli, 2017
  • [28] Pastakkaya B., Ünlü K., Gürbüz O., Yaslioğlu E., Gürbüz B., Kiliç İ., “Yenilenebilir Enerji Kaynaklı Resorbsiyonlu Soğutma Sistemleri”, 2nd International Mediterranean Science and Engineering Congress, 25-27 October, Adana, 2017.
  • [29] Jaehner T., Grund M., “ResoFreeze”, Renewable & Clean Energy Workshop - U.Ü. TTO Tübitak P.No:6130034, Bursa, Türkiye, 2014.
  • [30] Pastakkaya B., Ünlü K., Gürbüz O., Yaslioğlu E., Gürbüz B., Kiliç İ., “Güneş Enerjisi Kaynaklı Resorbsiyonlu Soğutma Sistemleri ile Soğuk Depo Uygulamaları”, International Congress of the New Approaches and Technologies for Sustainable Development, 21st-24th of September, Isparta, 2017.
  • [31] Pastakkaya B., Ünlü K., Gürbüz O., Yaslioğlu E., Gürbüz İ.B., Kiliç İ., Yamankaradeni̇z R., Pei̇l S., Helle K., Burhan G.,Cüce E., Cüce P.M.“Güneş Enerjisi Kaynaklı Tarımsal Soğutma Teknolojileri Araştırma ve Uygulama Laboratuvarı SOLARES”, Uludağ Üniversitesi IV. Bilgilendirme ve ARGE Günleri Bursa –Türkiye, 2014
  • [32] Helle K., “Experimental Experiences with a Resorption Lab Plant at IUTA”, Renewable & Clean Energy Workshop - U.Ü. TTO Tübitak P.No:6130034, Bursa, 2014.
  • [33] Weimar, T. “Resorption as New Alternative for Cooling at Low temperatures”, Renewable & Clean Energy Workshop - U.Ü. TTO Tübitak P.No:6130034, Bursa, Türkiye, 2014.
  • [34] Pastakkaya B., Ünlü K., “Frigorifik Araçlarda Resorbsiyonlu Soğutma Sistemlerinin Kullanımının İncelenmesi”, 9th International Automative Technologies Congress, Bursa. (OTEKON 2018) 7-8 May, 2018.
  • [35] Anoni̇ C., “Refprop NIST Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties Database, https://www.nist.gov/srd/refprop., 2019 (Erişim tarihi 14.01.2019)
  • [36] Pastakkaya B., Ünlü K., Gürbüz O., Yaslioğlu E., Gürbüz B., Kiliç İ., “Tarımsal Ürünler İçin Soğuk Depo Uygulamalarında Yenilenebilir Enerji Kaynaklı Resorbsiyonlu Soğutma Sistemi İle Soğutma Maliyetlerinin Düşürülmesi”, V. Uluslararası Gıda ArGe Proje Pazarı, İzmir, 2017
Tesisat Mühendisliği-Cover
  • ISSN: 1300-3399
  • Yayın Aralığı: Yılda 6 Sayı
  • Başlangıç: 1993
  • Yayıncı: TMMOB MAKİNA MÜHENDİSLERİ ODASI
Arşiv
Sayıdaki Diğer Makaleler

Çift Katmanlı Joule-Thomson Mikro Kriyojenik Soğutucu İçin Isı Değiştirici Geometrisinin Optimizasyonu

Berkay HALVAŞİ, Mesut GÜR

Sıcak İklimlerde Yüzme Havuzu Suyunun Isı Pompası ile Soğutulması

Ahmet ÖZSOY, Hüseyin ÇALIKUŞU

Evsel ve Endüstriyel Soğutma Uygulamalarında Resorbsiyonlu Soğutma Sistemlerinin Kullanımının İncelenmesi

Bilsay PASTAKKAYA

Soğuk Hava Depolarında Talep Kontrollü Buz Çözme (Defrost) Uygulamaları

Hüseyin BULGURCU

Sanayi Sektöründe Enerji Yönetimine Bağlı Gaz Motoru Tahrikli Kojenerasyon Santralinin Termoekonomik Analizi

T. Hikmet KARAKOÇ, M. Ziya SÖĞÜT, Zuhal OKTAY

Tropikal İklimler İçin Soğan Depolama Soğuk Odalarının Tasarımı

Hüseyin BULGURCU