Türkiye' de ejektörlü absorbsiyonlu soğutma sistemlerinde güneş enerjisinden faydalanılması

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

Özet

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.

Abstract

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.