Güneş enerjili absorbsiyonlu soğutucu sistemin bilgisayar programı yardımıyla simülasyonu

Abstract

Güneş enerjili absorbsiyonlu sistemler, hem kaynak olarak güneş enerjisini kullanabildikleri hem de soğutucu olarak freon gazlarından farklı soğutucular kullanabildikleri için ilgi çekicidirler. Bu çalışmada soğutma ve ısıtmanın birlikte yapıldığı bir sistem ele alınmış ve kullanılabilirlik yardımıyla verim analizi yapılmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde güneş enerjili absorbsiyonlu soğutucu sistemin niye ele alındığı açıklanmıştır. İkinci bölümde güneş enerjili absorbsiyonlu sistemler hakkında genel bilgi verilmiştir. Ayrıca bu sistemler üzerinde yapılan çalışmalar anlatılmıştır. Daha sonra absorbsiyonl. soğutucularda çoğunlukla kullanılan LiBr-FLO ve HLO-NHo solüsyonlarının kullanıldığı çevrimler tanıtılmıştır. Üçüncü bölümde kompleks termodinamik sistemlerin analizinde yararlanabilen kullanılabilirlik incelenmiştir. Açık sistem için kullanılabilir enerji denklemi yardımıyla kayıp kullanılabilirlik elde edilmiştir. Bu bölümde ayrıca kullanılabilirlik vasıtasıyla verime ulaşılmıştır. Dördüncü bölümde soğutma ve ısıtmanın birlikte yapıldığı bir sistem tanıtılmıştır. Sonra bu sistemin her noktası termodinamik olarak analiz edilmiş her noktada kullanılabilirlik bulunmuş her eleman için kullanılabilirlik farkı elde edilmiş ve verime ulaşılmıştır. Bu sayede sistemin analizi yapılmıştır. Beşinci bölümde ise dış yüklerin ve absorbsiyonlu soğutucu sistemin parametrelerinin değişiminin verimi ve kütle akışını nasıl değiştirdiğini gösteren grafikler çizilmiştir. Bu grafikler izah edilmiştir. Bu grafiklerin elde edilmesi için hazırlanan bilgisayar programı ekde verilmiştir.

With the development of technology and industrialization, two promlems has been formed '.decrease of energyy sources and pollution. Especially in recent years, after the effect of freon gesses on atmosphere were found, the industrialized countries decided on decreasing the use of freon gasses problem on using vaporcompression cooling systems, So absorbtion cooling systems which use LiBr/H^O and H^O/NHo as working fluids, will gain great important. In this study the solar assisted absorbtion cooling cycle is investigated. The investigation includes the second law of thermodynamic. In the second section solar cooling systems are explained generally. Then some detail knowledges are given about absorbtion cooling systems. Absorbtion cycles can be adapted to operation from flat-plate collectors, So in this study, the main source of energy is taken from a solar collector. an absorbtion cooling cycle differs from a vapor-compression system in requiring a negligible amount of work. In such systems, a solution inluding an absorbent, and a refrigerant, is used as the working fluid. The compression and expansion parts in a conventional refrigeration system are replaced by a generator used for seperating the refrigerant from the solution and an absorber where the refrigerant is absorbed in an absorption cooling system. In absorption cooling cycles mostly LiBr/H^O and HpO/NHo are used as working fluids. The behaviours of working fluids and the processes in the system are described as follows: The refrigerant fluid, HNo for ammonia / water systems and H"0 for lithium bromide/water system, is seperated in generator by the means of heat given to this component. The mass flow rate of the refrigerant depends on the temperature to which the solution is heated. After it reaches to the desired temperature, the refrigerant goes through the condenser and evaparator. Meanwhile the weak solution which has -vii- less amount of the refrigerant fluid as a result of dissol ving in the generetor, expands in the throttling valv;e and goes through the absorber. Here it absorbs the refrigerant coming from the evaporator and a strong solution which has more amount of the refrigerant, as a results of this absorbtion, forms. Then the strong solution pomped to the generator through the solution pump. The heat released in condenser and absorber is rejected by the cooling water system. The cooling water cools down in the cooling tower to be sent to the absorber. The required heat for generator is supplied from the hot water cycle by means of the collector plates and the storage. When the solar energy is insufficient, the auxilary source is used. In the third section, for the investigation of solar absorption cooling cycle, availability is examined. Availability and irreversibility are particalarly applicable in the aid of a digital computer, Irreversibility and availability are very powerfool tools in design and optimization studies of such systems. This analysis is based on o-rî the availability concept and reducing the availability defination for a steadystate flow. Let's a system which has heat transfer with only its environment, undergoing a reversible process. Accoding to the first law; Q0- W = dV (1) Second law for the reversible process dS = QQ/To (2) dw =dw TT - "+ **.__ (3) Usefull ENV K ' and for a steady - state system, Wflow=PoVo - P1V1 <4) -viii- where environment state is the outlet and the state 1 is the inlet of the flow, replaces the W"Nrr If equations (1), (2), (3), (4) are combined, the relation WUSEFULIT (H1 - W (H°" T°So) which defines the maximum work may be obtained for a system undergoing a reversible process from a given state to the environmental conditions. If there is a heat flux from a source at the temperature T" to the system, the maximum work abtained from this transformation can be written by means of cornot efficiency: Wmak= ncarQ = ^ ~ VTH> <* This quantity may be named as the available energy of heat, because it is the maximum available work obtained by the transformation of this amount of heat. The definition of availability may be given as;