Nemlendirme ve nem alma sistemi  entegre edilmiş parabolik oluk kollektörlü güneş desalinasyon sistemi
Solar-powered desalination integrated with humidification dehumidification system and parabolic-trough solar collector
Yazar: MUHAMMAD NADEEM ASLAM
Danışman: PROF. DR. DENİZ ULUSARSLAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Isı Proses Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Enerji verimliliği = Energy efficiency ; Güneş toplayıcıları = Solar collectors ; Nem alıcıları = Dehumidify ; Nemlendirme = Humidification ; Su damıtma = Water distillation ; Su verimi = Water yield

Özet:
Dünya suyunun yaklaşık %97'si, içilmeye uygun olmayan ve tarımda kullanılamaz deniz suyudur. Artan küresel nüfus ve yükselen yaşam standartları, insanların tatlı su ihtiyaçlarını karşılamak için daha fazla su talebinde bulunmalarına neden olmaktadır. İklim değişikliği, yağış düzeninde büyük değişikliklere, bazı bölgelerde sellere ve bazı bölgelerde de kuraklıklara neden olur. Birleşmiş Milletler tahminlerine göre 2025 yılına kadar yaklaşık 1,8 milyar insan ciddi su kıtlığı ile karşı karşıya kalabilir. Araştırmacıların ortak amacı, yenilenebilir enerji kaynakları, özellikle güneş enerjisi kullanarak içilebilir su üretmek üzere deniz suyunu kullanmaktır. Su-krizi tehdidi olan bölgelerin çoğu Ekvatora yakınlıkları nedeniyle bol miktarda güneş radyasyonu almaktadır. Güneş damıtıcısı, güneş enerjisi kullanarak tuzlu suyu tatlı suya dönüştürmek için temel bir cihazdır. Tek dezavantajı, düşük su verimi ve enerji verimliliğidir, bu nedenle büyük ölçekli tatlı su üretimi için uygun değildir. Güneş desalinasyon sisteminin performansını artırmak için literatürde birçok alternatif ortaya konmuştur. Bu çalışmada, bir nemlendirme-nem alma sisteminin parabolik-oluklu güneş kollektörü ile birleştirildiği entegre bir sistem teorik olarak tasarlanmış ve analiz edilmiştir. Güneş kollektörü havayı ısıtır, ve güneş damıtıcısı için su kütlesi girişi nemlendirme-nem alma işleminden gelir. Isıl analize dayalı geleneksel ve önerilen sistemler için iki ayrı matematiksel model geliştirildi. Modeller EES kullanılarak çözüldü. Önerilen sistem, özellikle soğuk mevsimlerde artan su verimliliği ve enerji verimliliği  gösterdi. Son olarak, değişen girdi koşullarının sistem performansı üzerindeki etkisini görselleştirmek için önerilen sistemin parametrik analizi yapıldı.

Abstract:
About 97% of Earth's water is sea water, which is not fit to drink and utilizable in agriculture. Increasing global population and rising living standards result in more water demand to meet fresh water needs of people. Climate change is causing drastic shift in rainfall pattern, causing floods in some regions and droughts in others. About 1.8 billion people can face severe water scarcity by 2025 according to United Nations estimates. The focus of researchers is on using sea water to produce drinkable water using renewable energy resources, especially solar energy, as most regions with water-crisis threat receive generous amount of solar radiations owing to their proximity to the Equator. A solar still is a basic device for converting saline water into fresh water using solar energy. The only drawback is low water productivity and energy efficiency, which makes it unsuitable for large-scale fresh water production. Many alternatives have been put forward in literature to enhance the performance of the solar desalination system. In this study, an integrated system has been theoretically designed and analyzed in which the conventional solar still is coupled with a solar humidification-dehumidification system and a concentrating parabolic-trough solar collector. The solar collector heats the air, whereas the water mass input to the solar still comes from the humidification-dehumidification process. Two separate mathematical models have been developed for conventional and proposed systems based on thermal analysis. The models were solved using EES. The proposed system has shown enhanced water productivity and energy efficiency, especially in cold seasons. Finally, a parametric analysis of the proposed system has been performed to visualize the effect of varying input conditions on the system's performance.