Spineloksit nanoakışkanlı ön soğutmasız difüzyonlu absorpsiyonlu soğutma sisteminin termodinamik analizi
Thermodynamic analysis of spineloxide nanofluid without pre-cooled diffusion absorption refrigeration system
Yazar: EMİNE YAĞIZ GÜRBÜZ
Danışman: PROF. DR. ADNAN SÖZEN ; PROF. DR. ALİ KEÇEBAŞ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Metal nanopartiküller = Metal nanoparticles ; Soğurmalı soğutma sistemleri = Absorption cooling systems ; Soğurmalı soğutma çevrimi = Absorption refrigeration cycle

Özet:
Difüzyonlu absorpsiyonlu soğutma sistemleri (DASS), soğutma ve iklimlendirme uygulamalarında ilgi çeken ve geliştirilebilir bir teknoloji olarak önem kazanmaktadır. Termal sistemlerde nanoakışkan kullanılması da ısı transferinin iyileştirilmesi açısından tercih edilen bir yöntem olarak önemini korumaktadır. Bu tez kapsamında, çalışma akışkanı olarak amonyak-su-helyum (NH3-H2O-He) ve ağırlıkça farklı oranlarda MgOAl2O3, ZnOAl2O3 ve TiO2 nanopartikülleri eklenmiş olan amonyak-su-helyum çalışma akışkanları ön soğutmasız difüzyonlu absorbsiyonlu soğutma sisteminde (DASS) deneysel olarak incelenmiştir. 250 ml amonyak-su çözeltisi, ağırlıkça % 0.2 oranında yüzey aktifleştirici madde, ağırlıkça % 1 ve % 2 oranında üç farklı nanopartikül eklenerek, her çalışma akışkanı sistemde denenmiştir. Elde edilen sonuçlar ile enerji ve ekserji anallizleri yapılarak sistem performansları değerlendirilmiştir. En yüksek soğutma kapasitesi, ağırlıkça % 2 oranında MgOAl2O3 nanopartikül kullanılan NH3-H2O-He çalışma akışkanında elde edilirken, en düşük soğutma kapasitesi NH3-H2O-He baz iş akışkanında görülmüştür. En yüksek ekserji yıkımı sıvı ısı değiştiricisinde gerçekleşirken, en düşük ekserji yıkımı kondenserde meydana gelmiştir. Sonuç olarak nanopartikül kullanılması ile soğutma kapasitesinde %38 iyileşme hesaplanırken, ekserji veriminde ise %58 artış sağlanmıştır.

Abstract:
Diffusion absorption refrigeration systems (DARS) gain importance as an interesting and developable technology in cooling and air conditioning applications. The use of nanofluids in thermal systems also maintains its importance as a preferred method in terms of enhancing heat transfer. In this thesis, ammonia-water-helium (NH3-H2O-He) working fluid and ammonia-water-helium working fluids with different weight ratios of MgOAl2O3, ZnOAl2O3 and TiO2 nanoparticles added were experimentally investigated in a DARS without pre-cooling. Each working fluid was tested in the system by adding 0.2wt.%  surface active agent and three various nanoparticles of 1wt.% and 2wt.% to 250 ml of ammonia-water solution. System performances were evaluated by performing energy and exergy analyzes with the results obtained. The highest cooling capacity was found in the NH3-H2O-He working fluid using 2wt.% MgOAl2O3 while the lowest cooling capacity was observed in the NH3-H2O-He base working fluid. The highest exergy destruction occurred in the solution heat exchanger, while the lowest exergy destruction happened in the condenser. As a result, an improvement of 38 % was determined in the cooling capacity and an increase of 58% was in the exergy efficiency bu using nanoparticles.