Isı merkezlerinde açığa çıkan atık ısı enerjisinin absorbsiyonlu soğutma çevrimi ile geri kazanımı
Recovery of waste heat energy released in heat centers withabsorption cooling cycle
Yazar: EMRE KARABAKAL
Danışman: PROF. DR. NURETTİN YAMANKARADENİZ
Bursa Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Soğurmalı soğutma sistemleri = Absorption cooling systems

Özet:
Bu tez çalışmasında Balıkesir ilinde bölgesel ısıtma sistemi ile ısıtma ihtiyacı karşılanan
bir tesis ele alınmıştır. Tesisin ısı merkezinde bulunan buhar kazanlarında yanma işlemi
sonucu açığa çıkan egzoz gazının ısı enerjisinden faydalanılmaktadır. Isı enerjisi
kullanılarak LiBr-H2O ve H2O- NN3 eriyik çiftlerinin kullanıldığı, tek ve iki kademeli
absorbsiyonlu soğutma sistemiyle soğutma yükü oluşturulacağı değerlendirilmektedir.
LiBr-H2O ve H2O- NN3 çiftleri kullanılan absorbsiyonlu soğutma sistemleri için kütle ve
enerji denklemleri incelenmektedir. Elde edilen denklemlerin EES (Engineering Equation
Solver) programı yardımıyla termodinamik hesaplamaları yapılmaktadır. Tesisin baca
gazı ısısındaki değişimlerin absorbsiyonlu soğutma sistemi üzerinde STK (Soğutma Tesir
Katsayısı) etkisini görebilmek için farklı kaynatıcı sıcaklıkları alınarak STK
hesaplamaları yapılmaktadır. Yoğuşturucu sıcaklıklarının STK üzerine etkisini
incelemek amacıyla farklı yoğuşturucu sıcaklıkları alınarak STK değişimlerine
bakılmaktadır. İhtiyaç duyulan sıcaklık değerlerinin STK üzerine etkisini incelemek
üzere farklı buharlaştırıcı sıcaklıklarının STK üzerine etkisi incelenmektedir. Farklı
absorber sıcaklıklarının STK üzerine etkisine bakılmaktadır. Absorbsiyonlu soğutma
sisteminde kullanılan eşanjör etkinliğinin, STK üzerinde ki etkisinin görülmesi amacıyla
farklı eşanjör etkinliklerinin sonucunda oluşan STK değerleri incelenmektedir.
Farklı kaynatıcı sıcaklıkları sonucunda STK değerleri incelendiğinde, 60 ºC ile 180 ºC
arasında kaynatıcı sıcaklıklarına karşılık gelen STK değerlerine bakılmıştır. Düşük
sıcaklık değerlerinde tek kademeli, yüksek sıcaklık değerlerinde iki kademeli sistemlerin
kullanılmasının STK değerini artıracağı gözlemlenmiştir. Yoğuşturucu sıcaklıklarına
bakıldığında, tek kademeli sistemlerde düşük yoğuşturucu sıcaklıklarındaki düşüşler ile
STK değerinin arttığı görülmüştür. Artan buharlaştırıcı sıcaklıkları ile STK değerinin
arttığı sonucuna varılmıştır. Absorber sıcaklıklarına bakıldığında, tek kademeli
sistemlerde artan absorber sıcaklığı ile STK değerinin düştüğü, iki kademeli sistemlerde
birincil absorberde ki sıcaklık değişiminin STK değerini değiştirmediği sonucuna
varılmıştır. Ayrıca eşanjör etkinliği incelendiğinde ise, eşanjör etkinlik değerinin artması
sonucunda STK değerlerinin hızla yükseldiği görülmektedir.

Abstract:
In this thesis, a facility in Balıkesir province, whose heating needs are met with a district
heating system, is discussed. The heat energy of the exhaust gas released as a result of the
combustion process in the steam boilers located in the heating center of the facility is
utilized. It is evaluated that a cooling load will be created with a single and two-stage
absorption cooling system in which LiBr-H2O and H2O- NN3 melt couples are used by
using heat energy. Mass and energy equations are examined for absorption cooling
systems using LiBr-H2O and H2O-NN3 pairs. Thermodynamic calculations of the
obtained equations are made with the help of EES (Engineering Equation Solver)
program. In order to see the effect of COP (Cooling Effect Performance) on the absorption
cooling system of changes in the flue gas temperature of the facility, COP calculations
are made by taking different boiler temperatures. In order to examine the effect of
condenser temperatures on COP, changes in COP are examined by taking different
condenser temperatures. In order to examine the effect of the required temperature values
on COP, the effect of different evaporator temperatures on COP is examined. The effect
of different absorber temperatures on COP is examined. In order to see the effect of the
heat exchanger efficiency used in the absorption cooling system on COP, the COP values
formed as a result of the different heat exchanger activities are examined.
When the COP values are examined as a result of different boiling temperatures, the COP
values corresponding to the boiler temperatures between 60 ºC and 180 ºC are examined.
It has been observed that the use of single-stage systems at low temperature values and
two-stage systems at high temperature values will increase the COP value. Considering
the condenser temperatures, it is seen that the COP value increases with the decrease in
low condenser temperatures in single-stage systems. It was concluded that the COP value
increased with increasing evaporator temperatures. Considering the absorber
temperatures, it was concluded that the COP value decreased with increasing absorber
temperature in single-stage systems, and the temperature change in the primary absorber
did not change the COP value in two-stage requests. In addition, when the efficiency of
the heat exchanger is examined, it is seen that the COP values increase rapidly as a result
of the increase in the efficiency of the heat exchanger.