Güneş enerjisi destekli nemlendirme-nem alma yöntemi kullanılan damıtma sisteminin teorik ve deneysel incelenmesi
Experimental and theoretical investigation of humidification-dehumudification solar desalination system
Yazar: SERKAN ÇINAR
Danışman: PROF. DR. EMRAH DENİZ
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Ekserjoekonomik analiz = Exergoeconomical analysis ; Güneş enerjisi = Solar energy ; Güneş enerjisi sistemleri = Solar energy systems ; Su damıtma = Water distillation

Özet:
Saf suyun; konutlarda, sanayi alanında, tıp alanında ve çeşitli diğer alanlarda kullanımı çok yaygındır. Isıtmada kullanılan kazanlar, akvaryumlar, hava nemlendirici cihazlar, buharlı ütüler, uçak motorları, otomobillerin aküleri ve radyatörleri, enjeksiyon esnasında kullanılan ilaçların inceltilmesi, bazı yaralara yapılan pansumanlar, biyomedikal cihazlar, kozmetik endüstrisi, tekstil sektörü, içecek ve alkollü içecek endüstrisi, soğutma sistemleri, bazı laboratuvar çalışmaları saf suyun kullanıldığı başlıca alanlara örnek verilebilir. Saf suyun özellikleri arasında en önemlisi mineralleri de dahil içerisindeki tüm maddelerden ayrıştırılmış olmasıdır. Saf su genellikle 70 - 80 °C'ye kadar ısıtılan suyun buharının yoğunlaştırılarak ayrı bir kaba aktarılmasıyla elde edilir, bu işleme distilasyon ya da damıtma adı verilir.Yapılan çalışmada, atık veya doğal bir su kaynağından alınacak olan suyun, ısıtılacak havanın içine pülvarize edilmesiyle havanın nem almasını sağlayıp, bir nem alma ünitesinden geçirilerek yoğunlaşan nemin toplanmasıyla saf su üretimi elde edilmiştir. Havayı ısıtmak için güneş enerjisinden faydalanılmıştır. Bir fan yardımıyla alınan hava vakum tüplü güneş kolektörü ile ısıtılmıştır. Isınan havanın içine pompa ve nozullar yardımıyla su püskürtülmüş ve ısınarak nem alma kapasitesi artan havanın neme doyması sağlanmıştır. Neme doyan hava bir nem alma ünitesinden geçirilerek içindeki nemin yoğuşturulması sağlanmıştır. Yoğuşan nemin toplanılmasıyla saf su üretimi elde edilmiştir. Deneysel çalışmada elde edilen veriler kullanılarak enerji-ekserji analizleri yapılmış ayrıca, ekonomik ve enviro–ekonomik özellikleri incelenmiştir. Böylece güneş enerjisi destekli nemlendirme-nem alma (HDH) damıtma sisteminin ekonomik ve çevresel etkileri tespit edilmiştir. Sistemin maksimum günlük enerji verimi %31,54 olarak hesaplandı ve sistemin maksimum ekserji verimi %1,87 olarak bulunmuştur. Maksimum temiz su üretimi 1117 g/h olarak belirlenmiştir. Tasarlanan HDH sistemi için temiz su üretiminin yaklaşık maliyeti 0,0981 USD/L civarı ve çevresel-ekonomik parametresi 2,4041 USD/yıl'dır.
Çalışma neticesinde, Türkiye gibi güneş kuşağı içinde olan ülkeler güneş enerjisini nemlendirme ve nem alma yöntemi ile birlikte kullanılarak birçok alanda kullanılan ucuz, temiz, güvenli bir şekilde saf su üretebileceklerdir.

Abstract:
Fresh water; in houses, in the industrial field, medical field, and it is widely used in various other fields. Boilers used in heating, aquariums, air humidifiers, steam irons, aircraft engines, batteries and radiator of the car, diluting the drugs used during injection, the dressings made some wounds, biomedical devices, cosmetics industry, textile industry, beverage and cooling systems in the alcoholic beverage industry some laboratories the main examples given work. The most important minerals in the characteristics of pure water in the material is eluted from all included. Pure water is generally 70 - 80 ° C and concentrated until heated water vapor is obtained by transfer into a separate container, a process distillation or distillation given name. The work to  
be done, the water was taken from the waste or natural water source, providing the air dehumidification with the atomized into the air to be heated, it was pure water production by collecting condensed water passing through a dehumidification unit. Air was benefit from solar energy to heat. Air vacuum tube taken with a fan will be heated with solar collectors. The heated water is sprayed into the air to generate heat and dehumidification capacity of the pump and nozzles and increased air humidity saturation achieved. It provided in the condensed moisture from the air through a dehumidification unit saturated with moisture. Condensation of moisture in recruiting pure water production obtained. Energy-exergy analyses of the system are made and economic and enviro-economic properties are investigated using data obtained from experimental studies. In this way, economic and environmental impacts of the HDH solar desalination systems have also been determined. The maximum daily energy efficiency of the system was calculated as 31,54% and the maximum exergy efficiency was found as 1,87%. The maximum fresh water production rate is obtained as 1117 g/h. The estimated cost of fresh water produced through the designed HDH system is 0.09811 USD/L and enviro-economic parameter is 2.4041 USD/annum.
As a result of the study, which in our country such as Turkey, cheap solar generation using solar energy, clean, secure our country by using humidification and dehumidification methods it will also be used in many areas of pure water production.