Adsorbsiyonlu Soğutma Sistemlerinde Zeolit- Su Buharı Isıl Performansının İncelenmesi

Mekanik sıkıştırmalı ısıtma ve soğutma sistemleri performans değerlerinin yüksekliği nedeniyle halen yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak soğutucu akışkanlar ve çevresel etkileri yönünden alternatif ısıtma ve soğutma sistemleri üzerine yoğun araştırmalar yapılmaktadır. Bunların içerisinde önemli yer tutan adsorbsiyonlu soğutma sistemlerin çevresel değerleri koruma hem de atık enerji veya yenilenebilir enerji kaynaklarından yararlanılarak gerçekleştiriliyor olabilmesi bir çok açıdan önemli görülmektedir. Adsorbsiyonlu ısı pompalarında adsorbent yatağındaki adsorbent malzeme özelliğinden dolayı adsorbat(su) evaporatördeki haznede bulunan soğutma suyundan ısı çekerek buharlaşırken bu buhar adsorbent tarafından adsorblanır. Bir kısmı buharlaşan evaporatör haznesi içinde su sıcaklığı düşer bu esnada adsobent haznesinde ise emilen su buharının etkisiyle adsorbent yatağında adsorpsiyon ısısı ortaya çıkmaktadır. Çevrimin tamamlanması için adsorblanan su buharının atık enerji kaynağı ile adsorbent malzeme içerisinden uzaklaştırılarak buharlaştırıcı haznesine geri döndürülmesi gerekmektedir. Bu çalışmada oluşturulan bir deney düzeneği ile düşük basınç altındaki adsorbsiyonlu soğutma sisteminin dış kaynaklı enerjisinin içten yanmalı motor ekzos gazlarından alınması ve çevrimin bu enerji girdisi ile tamamlanması planlanmıştır. Çalışmanın adsorbent yatağı, buharlaştırıcı haznesi ve yoğuşturucu bölümlerinin tasarımı gerçekleştirilmiş ve deneysel ölçümler yapılmıştır.  Deneysel çalışmalar küçük ölçekli bir soğutma çevrimi içinde buharlaştırıcı içerisindeki kütle değişimi, adsorbent yatağındaki sıcklık değişimleri zamana bağlı olarak verilmiştir. Atık enerji ısı değiştirici tasarımları yanında mekanik  hesaplamaları yapılmış ancak deneysel ölçümlerin yapıldığı düzenekte henüz kullanılmamıştır.

Investigation of Zeolite-Water Vapor Thermal Performance in Adsorption Cooling Systems

In Adsorption Refrigeration Systems, adsorbate (water) evaporates by absorbing heat from cooling water which is circulating in evaporator and the temperature of the cooling water is reduced. Evaporated adsorbate begins to flow into the adsorbent bed and adsorbed by adsorbent particles(Zeolite13x) which is in the bed of adsorbent. During the adsorption process occurs adsorption heat in the adsorbent bed. Numerical solutions of the desorption times was carried out utilizing from the waste energy for the heat disposal, taking the normal temperature of the adsorbent bed and removal of the water vapor in. With heat exchanger design made, water vapor which is heated up to 250 centigrade degree within the adsorbent reservoir is returned to the tank for to use again. In this study, performance values of the heating channels in the changer has been obtained under the change of field, position and types of fluids. Evaporation times, the amounts of fluid evaporating, the amount of energy expended in numerical solution which is supported with experimental studies is provided with tables and graphs.

___

  • Ashrae Journal.(2011).Technical Future, Adsobtion Refrigeration. Retrieved from http://www.ashrae.org.tr.
  • Demir H. (2008). An experimental and theoretical study on the improvement of adsorption heat pump performance,Doctoral thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkiye.
  • Demir H., Mobedi M. And Ülkü S.(2008), A review on adsorption heat pump: Problems and solutions, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12(2008), p. 2381–2403
  • Mobedi, M. (2007). A review on adsorption heat pump: Problems and solutions. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12 (2008), 2381–2403-2381–2403.
  • Solmuş, İ. (2011). An experimental study on the performance of an adsorptıon Cooling system and the numerical analysis of its adsorbent bed,Doctoral thesis, Middle East Technical University, Ankara, Turkiye.
  • Ülkü S.(1986),Solar Adsorbtion Heat Pumps, Volume 129 of the series NATO ASI Series pp 424-435
  • Wang, R.Z.(2001). “Performance improvement of adsorption cooling by heat and mass recovery operation.” International Journal of Refrigeration 24(7):602 – 611.
  • Wang, R.Z., R.G. Oliveira, (2006). “Adsorption refrigeration, An efficient way to make good use of waste heat and solar energy”, Prog¬ress in Energy and Combustion Science, 32(4), p.424 – 458.
  • Wang, D.C., et al.(2010). “A review on adsorption refrigeration technology and adsorption deterioration in physical adsorption sys¬tems.” Renewable and Sustainable Energy Reviews 14(1):344 – 353.
  • Yıldırım Z. E., İliş G.G., Mobedi M., Ülkü S.(2011), Adsorpsionlu Chillerlerde Kullanılabilecek Adsorbent – Adsorbat Çiftlerinin Özellikleri ve Çevrim Performanslarının incelenmesi, X. Ulusal tesisat mühendisliğ kongresi, İzmir, 13/16 Nisan.