Atık ısı geri kazanımında yeni tekniklerin modellenmesi
Modelling new techniques in waste heat recovery
Yazar: ERDEM ERSAYIN
Danışman: DOÇ. DR. LEYLA ÖZGENER
Manisa Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Dünya genelinde artan enerji talebi çevre kirliliği, ekonomik problemler gibi birçok sorunu beraberinde getirmektedir. Enerji talebine olan ihtiyacın sürekli olarak yükseldiği günümüzde var olan kaynakların verimli kullanılması bu sorunlara karşı olumlu adımların atılmasını sağlayabilir. Atık ısı geri kazanımı da bu verimli kullanım yöntemlerinden biridir. Atık ısı geri kazanımının kullanımı genellikle güç üretimi ve ısıl enerji üretimi üzerine yoğunlaşmıştır ancak atık ısı aracılığıyla soğutma üretimi de yenilikçi tasarımların geliştirilmesiyle verimli bicimde kullanılabilir. Bu kapsamda bu çalışma içerisinde atık ısının soğutma üretimi ve kombine güç ile soğutma üretimi uygulamalarında kullanıldığı farklı teknikler geliştirilmiştir. Ayrıca geliştirilen tekniklerde ejektör adı verilen ve çevrimde sıkıştırma işlemini sağlamak için kullanılan ekipmanın modellenmesi konusunda yaklaşımlar ortaya konmuştur. Ejektörün tek başına soğutma uygulamalarında kullanılması durumunda verim değerlerinin geleneksel soğutma sistemlerinden düşük olduğu görülse de bu sistemlerin çevreye olumsuz etkileri az olan çalışma akışkanlarıyla çalışabilmeleri bu sistemleri avantajlı noktaya taşımaktadır. Ayrıca elde edilen sonuçlara göre ejektör destekli soğutmanın güç üretiminde kombine biçimde kullanıldığı tekniklerin 0.42 gibi rekabetçi termal verim değerine ulaşabildiği görülmüştür.

Abstract:
Increasing energy demand around the world brings several problems such as environmental pollution and economic crisis. However, in today's world in which the demand for the energy gradually rises, using existing resources efficiently can be considered as a positive step which is taken for solving these issues. Waste heat recovery is one of these efficient usage methods. Waste heat recovery has mainly focused on power generation and thermal energy production, but cooling with the help of waste heat can also be used efficiently with the help of innovative designs. For this purpose, different models have been proposed in which waste heat is used in cooling production and combined power-cooling production applications. Also, in the developed models, novel approaches have been introduced to analyze the ejector. Ejector is used to provide compression effect in the propoesed cycles. When the ejector is used in cooling applications as a single equipment, it can be seen that the efficiency values are lower than the conventional cooling systems, but the systems with ejector can operate with the enviromental friendly fluids, which make them advantageous. To achieve better thermal performance ejectors can be used in combined cycles. According to the obtained results from the developed models, it has been observed that when ejector is used in the cycles in which cooling and power are produced simultaneously these systems can reach a thermal efficiency of 0.42 which is a competitive value.