Atık ısı kaynaklı NH3-H2O akışkanlı absorbsiyonlu soğutma sisteminin termodinamik analizi
First law analysis of NH3-H2O absorption cooling systems using the flue gases as the waste heat
Yazar: FATMA KÜÇÜK
Danışman: PROF. DR. HASAN ALPAY HEPERKAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı Proses Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, endüstriyel tesislerde baca gazından çıkan atık ısının sahip olduğu ısı enerjisi geri kazanılarak, amonyak su akışkan çiftli bir absorbsiyonlu soğutma sisteminde kullanılmıştır.
Bu işlemde ilk olarak, endüstriyel bir bacadan atılan ısı enerji potansiyeli ortalama değerler alınarak hesaplanmıştır. Bu ısı enerjisi absorbsiyonlu sistemin jeneratöründe kullanılarak, tesisin bir kısmının soğutulması için elde edilebilecek soğutma yükü ve sistem etkinlik katsayısı, COP hesaplanmıştır.
Bu absorbsiyonlu soğutma sisteminde çalışma akışkanı olarak amonyak-su eriyiği kullanılmıştır. Amonyak su eriyiğinin termodinamik özelliklerinin belirlenmesi için literatürdekullanılan matematiksel denklemler verilmiştir. Amonyak- su çözeltisinin sıcaklık ve konsantrasyon aralıklarına göre entalpi ve entropi değerleri bir mühendislik programı kullanılarakbulunmuştur.
Çalışma sonunda absorbsiyonlu soğutma sisteminin termodinamik büyüklüklerinin sistem performansına etkileri incelenmiştir. Sistem elemanlarının sıcaklık ve basınçları değiştirilerek sistemin etkinlik katsayısı, COP belirlenmiştir. Genelde tek etkili absorbsiyon soğutma sistemlerinde olduğu gibi COP değeri 1 'in altındadır. Ek bir enerji kaynağı kullanılmadan, sadece baca atık ısısıyla sistem COP değeri ve termodinamik büyüklüklerinin nasıl olacağı teorik olarak incelenmiştir.

Anahtar Kelimeler: amonyak su soğurmalı absorbsiyonlu soğutma, atık ısı kullanımı, soğurmalı soğutma sistemleri, termodinamik analiz

Abstract:
This thesis investigates the utilization of the recovered waste heat energy from the flue gases in industrial plants in an absorption cooling system using the refrigerant pair ammonia-water.
First, the average heat energy potential of the releasedflue from an industrial stack is calculated. Then the cooling load and the system COP are calculated for the partial cooling of the facility, as the waste heat energy is utilized in the absorption cooling system generator. 
In the absorption cooling system, an ammonia-water solution is used as the working fluid.For determination of the thermodynamic properties of the ammonia-water solution, mathematical equations are providedin the literature. 
Enthalpy and entropy values of the ammonia-water solution are determined as a function of the temperature and concentration rangesusing the EES software.
Finally, the effects of thermodynamic properties of the absorption cooling system on the system performance are examined. The COP of the system is assessed by varying the temperature and pressure of the system elements. As is typical in single-stage absorption cooling systems, the COP value is below 1. COP values and thermodynamic quantitiesare theoretically examinedwithout any extra energy source,only withthe waste flue heat.

Key words: ammonia-water absorption cooling, waste heat utilization, absorption chiller, thermodynamic modelling