Energy and Exergy Analysis of a Triple-Stage Absorption Refrigeration System

Abstract

Absorption refrigeration systems offer one of the most effective ways of cooling by using waste heat. Absorption refrigeration systems are designed as single, double and triple stage structurally. Triple stage absorption refrigeration systems are more efficient than double and single stage absorption refrigeration systems. But also the systems have more system components and they are more complex in terms of thermodynamics. In this study, energy and exergy analyses are performed on a triple stage absorption refrigeration system. The system is series flow and it works with lithium bromide – water solution. In addition, three different heat exchangers are used to achieve heat recovery within the system. In the analysis performed exergy destruction of the components and changes of total exergy destruction of the system are shown due to the low pressure generator temperature. It is also been added to the analysis results in the change in efficiency of the first and second laws as increasing and decreasing. As a result, there is decreasing in the total exergy destruction of the system with increasing of the low pressure generator temperature. The decreasing in the total exergy destruction of the system is reflected to the first and second laws efficiency as increasing. Within the system components, there is decreasing in the exergy destruction of the high and low pressure generator and there is increasing in the exergy destruction of the absorber. The decreasing in exergy destruction of heat exchangers providing heat recovery is observed.

Özet

Soğurmalı soğutma sistemleri atık ısı kullanarak soğutma yapmanın en etkili yollarından birini sunmaktadırlar.Yapısal açıdan soğurmalı soğutma sistemleri tek, çift ve üç kademeli olarak tasarlanırlar. Üç kademeli soğurmalısoğutma sistemleri çift ve tek kademeli soğurmalı soğutma sistemlerinden daha verimlidirler. Fakat bu sistemlerdaha fazla sistem elemanına sahip ve termodinamik açıdan daha karmaşıktırlar. Bu çalışmada üç kademeli birsoğurmalı soğutma sisteminin enerji ve ekserji analizleri yapılmıştır. İncelenen sistem seri akışlı ve lityum bromür– su çözeltisiyle çalışmaktadır. Ek olarak üç farklı ısı değiştiricisi yardımıyla sistem içerisinde ısı kazanımısağlanmıştır. Yapılan analizde düşük basınçlı kaynatıcı sıcaklığına bağlı olarak sistem elemanlarının ekserjiyıkımları ve sistemin toplam ekserji yıkımındaki değişim gösterilmiştir. Ayrıca birinci ve ikinci kanunverimliliğinde meydana gelen değişimde artış ve azalış olarak analiz sonuçlarına eklenmiştir. Sonuç olarak düşükbasınçlı kaynatıcı sıcaklığının artmasıyla sistemin toplam ekserji yıkımında azalma olmuştur. Sistemin toplamekserji yıkımındaki azalma birinci ve ikinci kanun verimliliklerine artış olarak yansımıştır. Sistem elemanlarıiçerisinde yüksek ve düşük basınçlı kaynatıcıya ait ekserji yıkımında azalma meydana gelirken absorbere aitekserji yıkımında ise artma olmuştur. Isı geri kazanımı sağlayan ısı değiştiricilere ait ekserji yıkımlarında iseazalma görülmüştür.