MAKALE Bunların yanında, gelişen çevre bilinci, enerji fiyatlarındaki artış, fosil yakıtlarının sınırsız olmadığının fark edilmesi, teşvik edici yasal düzenlemeler ile yenilenebilir enerji kaynak ları üzerinde araştırmalar yoğunlaşmıştır. Yenilenebilir enerji kaynaklarından biri olan güneş, diğer alternatif yenilenebilir enerji kaynaklarından öne çıkmaktadır. Çünkü, güneş milyarlarca yıl tükenmeyecek en büyük enerji kaynağıdır. Güneş, öngörülebilen düzen içinde enerjisini ışıma yoluyla dünyanın her yerine ulaştırır. Bir bölgeden bir bölgeye nakil proble mi yoktur. Kullanımı ile ortaya çıkabilecek atık problemi yoktur. Doğal çevre ile uyumlu ve üc retsizdir. Ülkemiz, bulunduğu konum nedeni ile güneş ışınımı açısından yüksek ışınım potan siyeli ve uzun güneşlenme süresi ile oldukça avantajlı konumdadır. Güneşin soğutma uygulamalarında kullanılması, elde edilebilirgüneş enerjisinin, ortam soğutma yükünün fazla olduğu zaman dilimleriyle çakış ması nedeniyle oldukça dikkat çekicidir. Güneş enerjisi ücretsiz doğal bir kaynak olduğundan üretim ve kurulum maliyetlerinin karşılamasıyla kullanım maliyeti düşük olacaktır. Güneş enerjili adsorpsiyonlu soğutucular, performans katsayısı (COP) değeri geleneksel buhar sı kıştırma çevrimi kullanan sistemler göre daha düşük olmasına rağmen, yakın yıllarda oldukça ilgi çekmiş ve değişik tipte tasarımları ortaya konulmuştur. Bu çalışmada, temel adsorpsiyon çevrimi ile çalışan tek ve iki adsorbent yatağa sahip güneş enerjili adsorpsiyonlu soğutucu ta sarımları incelenmiştir. 2. Temel Adsorpsiyonlu Soğutucu Çevrimi Temel adsorpsiyonlu çevrimde kullanılan ana elemanlar adsorbent yatağı, yoğuşturucu, buharlaştırıcı ve genleşme valfidir. Başlangıç olarak düşünülürse, düşük basınca sahip buharlaştırıcıda bulunan adsorbat ortamdan ısı çekerek buharlaşır. Ortamdan çekilen bu ısı elde edilen faydadır. Buharlaştırıcıdan çıkan adsorbat, adsorbent yatağında yutulur. Bu işlem çevrimin adsorpsiyon kısmıdır. Adsorp siyon sırasında dışarıya ısı atılır. Adsorpsiyon halinde bulunan adsorbent yatağına "top layıcı" adı verilir (Şekil 1 (a)). Bu işlemin ardından, adsorbent yatağı bir ısı kaynağı ile ısıtılır ve adsorbat, adsorbent yatağı tarafından desorbe edilir. Desorbe işlemi için ihtiyaç 106 Tesisat Dergisi Sayı 167 - Kasım 2009 ,ı- Atılan LJ ısı Buhwııırn:ı <::::::ı '------' Çelcilenısı Adsorpslyou <•> Şekil 1. Adsorpsiyon çevrimi temel elemanları. duyulan bu ısıya "regenerasyon ısısı" ve de sorpsiyon halinde bulunan adsorbent yatağına "üreteç" adı verilir (Şekil 1 (b)). Güneş enerjili sistemlerde, kolektörde elde edilen ısı enerjisi adsorbent yatağının ısıtılmasında kullanılır. Adsorbent yatağını terk ederek yoğuşturucuya gelen adsorbat ısısını çevreye vererek yoğuşur. Sıvı adsorbat genleşme vanasından geçerek buharlaştırıcıya gelir ve temel adsorpsiyon soğutucu çevrimi tamamlanır. Şekil 2'de tek adsorbent yataklı ideal ad sorpsiyonlu soğulma çevrime ait Clapeyron diyagramı (in P vs -1/T) görülmektedir. Ke sintili çalışan bu sistemde buharlaştırıcıda buharlaşan adsorbat, adsorbent yatağında yutulurken yoğuşturucuda işlem olmaz. Aynı şekilde, yoğuşma esnasında buharlaştırıcıda işlem olmaz. Kesintili adsorpsiyonlu soğutma çevrimi iki işlemden oluşur; "desorpsiyon işle mi" ve "adsorpsiyon işlemi". Güneş enerjili adsorpsiyonlu sistemlerde, gün içinde güneş kolektöründe elde edilen enerji desorpsiyon işleminde kullanılır. A-B hattında, yoğuşturucu ve buharlaştırıcı ile bağlantısı kapalı olan adsorbent yatağı \ (A noktası) sıcaklığından T 8 (B noktası) sıcaklığına ısıtılır. Adsorbent yatağının ısınması ile adsorbent yatağı yoğuşma basıncına (Pyoğ) yükselir. B lnP ■ Isı KıraatıT, To -1/T Şekil 2. İdeal adsorpsiyon çevrimi için Clapeyron diyagramı. D Regenera.syonIsısı AdsorbcntYatığı Adsorbat 1 _( _C_m_� _ J "T' Buharı ' <::::::ı Yoğujrunıcu H)()--1 Attl.ınısı �--� ec:::ne '------' Desorpsiyoıı (b) noktasında adsorbent yatağının yoğuşturucu ile bağlantısı açılır ve sabit basınçta desorpsiyon başlatılır. B-D hattında sürekli ısıtılan ad sorbent yatağında desorpsiyon olan soğutucu buharı yoğuşturucuya geçer ve ısısını atarak yoğuşur (C noktası). Sürekli devam eden ısıtma sonucu adsorbent yatağı sıcaklığı artmaya devam eder ve maksimum \ sıcaklığına ulaşılır (D hali). Maksimum sıcaklığa ulaşılması ile desorpsiyon işlemi sona erer. Adsorbent yatağının yoğuşturucu ile bağlantısı kesilir. Çev rimin desorpsiyon işlemi tamamlanmış olur. Gece şartlarında, yoğuşturucu ile bağlantısı kesilen adsorbent yatağının sıcaklığı D-F hattında \ (D noktası) sıcaklığından TF (F noktası) sıcaklığına düşer. Aynı anda, C-E hattında, sıvı adsorbat buharlaştırıcıya aktarılır. Sıcaklıktaki düşüş adsorbent yatağınının yoğuşma basın cından (Pıoi) buharlaştırıcı basıncına (Pb uh ) düşmesine neden olur. Daha sonra, adsorbent yatağının buharlaştırıcı ile bağlantısı açılır ve F-A hattında adsorpsiyon işlemi olur. Aynı anda, E-A hattında, adsorbat, buharlaştırıcıda ortamdan ısı çekerek buharlaşır. Buharlaşan adsorbat, adsorbent yatağında yutulur. Çevrimin adsorpsiyon işlemi tamamlanmış olur. ısıtma periyodu sırasında güneş enerjili ad sorpsiyonlu soğutucu tarafından alınan toplam ısı enerjisi, QAD; QAB enerjisi ve Q80 enerjisinin toplamı olacaktır. QA8 enerjisi adsorbent yatağı ve adsorbatın A noktasından B noktasına sı caklığının yükselmesi için kullanılırken QBD enerjisi, adsorbent yatağı sıcaklığının D nokta sına ulaşması ve adsorbatın desorpsiyonu için kullanılır. Bu işlemlerin matematiksel ifadeleri Eşitlik (1), (2) ve (3)'de verilmiştir [5).
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=