Optimum soğurmalı soğutmanın ve soğurucu malzemesinin seçimi
Selection of optimum desiccant cooling and desiccant material
Yazar: HAKAN ERTAN
Danışman: PROF. DR. İSMAİL TEKE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Soğurucular = Absorbers

Özet:
Bu çalışmada soğurucu soğutma sistemleri ve soğurucu maddeler incelendi. Soğurucu maddelerin kullanım koşulları, avantaj ve dezavantajları belirtildi. Soğurucu sistemler, soğurucu maddenin fiziksel yapısına göre katı sıvı ve hibrid sistemler olmak üzere 3 gruba ayrılarak çalışma prensipleri, avantaj ve dezavantajları anlatıldı. Soğurucu soğutma sisteminin uygulama alanları belirtilerek sistemin binaya uygulanması için yapılması gerekenler anlatıldı.Çalışmada katı soğuruculu bir sistem olan soğurucu tekerlek sisteminin yer aldığı bir hibrid soğuruculu soğutma sistemi teorik bir uygulamada ele alındı. Öncelikle soğurucu tekerlek incelendi. Bu inceleme için soğurucu tekerlek performansını yansıtan DW adlı bir program kullanıldı. Nem almaya etki eden faktörler (besleme ve aktifleştirme havası özellikleri, soğurucu tekerlek dönme hızı, ısıtıcı gücü, aktifleştirme bölümünün besleme bölümüne oranı, soğurucu tekerlek alanı) programda değiştirilerek elde edilen sonuçlar grafikler halinde ortaya kondu.Soğurucu soğutma sistemini klasik soğutma sistemiyle karşılaştırmak için sinema salonu soğutulması uygulama konusu olarak seçildi. Sinema salonunun soğutma yükleri hesaplandı. Soğutma işlemini yapabilecek soğurucu tekerlekli hibrid bir soğutma sistemi tasarlandı. Yapılan tasarıma göre farklı boyuttaki soğurucu tekerleklerin yatırım ve işletme maliyetleri toplamları karşılaştırılarak optimum soğurucu tekerleğin seçimi yapıldı. Yatırım maliyeti için piyasadan alınan ısıtıcı ve soğurucu tekerlek fiyat bilgilerini yansıtan grafik ve denklemler oluşturuldu. İşletme maliyetleri içinde soğurucu tekerlek performansına etki eden tasarım ve işletme faktörleri, DW programında en iyi verimi verecek şekilde seçilerek soğurucu tekerlekte harcanacak enerji bulundu. Daha sonra seçilen soğurucu tekerleğe göre ısıtıcı seçimi yapıldı. Tasarlanan sistemde yer alan ısı değiştirici, soğutucu batarya ve fanların seçimi yapıldı. Hibrid soğurucu soğutma sistemini klasik soğutma sistemiyle karşılaştırmak için, klasik bir soğutma sistemi tasarlandı. Ayrıca hibrid soğutma sisteminde ısıtıcı olarak kullanılan doğalgazlı ısıtıcı yerine yoğuşturucu kullanılması durumunda incelemek için ikinci bir hibrid soğutma sistemi tasarlandı. Tasarlanan 3 sistem yatırım ve işletme maliyetleri bakımından karşılaştırıldı. Sonuçlar grafik ve tablo halinde verildi. Soğurucu tekerleğin, yurtdışı satış fiyatına göre ülkemizde yarı fiyatına üretilip satılabileceği göz önünde bulundurularak, bu duruma göre sistemler tekrar karşılaştırılıp sonuçlar grafik ve tablo halinde verildi.

Abstract:
In this study, desiccant cooling systems and desiccant materials are analysed. Dessicant materials? usage conditions, their advantages and disadvantages are discussed. Dessicant cooling systems are divided into 3 groups according to physical form of dessicant material, such as solid, liquid and hybrid, and then their operating principles, advantages and disadvantages are explained. The applicable areas of desiccant cooling systems and the requirements for application of the system to a building are pointed out.The study includes a theoretical application of a hybrid desiccant cooling system that contains a desiccant wheel system which is a solid desiccant system. Firstly, desiccant wheel is analysed. In this analysis, a program called ?DW? which reflects the performance of the desiccant wheel has been used. the factors effecting dehumidification process (make up air and rejeneration air conditions, turn speed of desiccant wheel, heater power, desiccant wheel area) are changed in the program, and the results obtained are presented in graphic format.For comparison of a desiccant cooling system with a conventional cooling system, the cooling of a movie theatre has been chosen as an application. The cooling loads of movie theatre have been calculated. A hybrid desiccant wheel cooling system that can perform cooling effectively has been designed. In accordance with the designed system, the selection of the optimum sized desiccant wheel has been made by comparing the sums of investment and operating costs of different sized desiccant wheels. For investments costs, graphics and equations that show the market prices of heater and desiccant wheels have been formed. For operating costs, with the help of DW program, design and operating factors that effect the performance desiccant wheel have been sorted out to ensure the optimum efficiency and the energy to be used for desiccant wheel has been calculated. Afterwards, in accordance with the selected desiccant wheel, the selection of heater has been made. The partaking components in the designed system i.e. plate heat changer, cooler battery and fans have been selected. To be able to compare the hybrid desiccant cooling system with the conventional cooling system, the same prosedures have been executed for a designed conventional cooling system as well. Additionally, a second hybrid cooling system has been designed to analyse a case where instead of a natural gas heater, a condenser is used in the hybrid desiccant cooling system. After the three systems designed have been compared with each other in terms of their investment and operating costs. The results have been given in table and graphic forms. The systems have also been compared for the case the desiccant wheels could be produced and sold in Turkey at half of the foreign market prices. The results have been given in tables and graphics for this case as well.