Adsorpsiyonlu ısı pompa sistemlerinde alternatif malzemelerle gaz adsorpsiyonunun fizikokimyasal parametrelerinin belirlenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Uludağ Üniversitesi, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2016

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: NURAY DİNİBÜTÜN KATİP

Eş Danışman: MUHSİN KILIÇ, ALİ KARA

Özet:

Günümüzde enerji ihtiyacının hızla artması ve buna bağlı olarak enerji üretim kaynaklarının sınırlı ve enerji üretim maliyetinin yüksek olması, mevcut enerjinin etkin ve verimli bir şekilde kullanılması zorunluluğunu beraberinde getirmiştir. Bu sebeple sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynaklarının, özellikle ısıtma ve soğutma alanlarında kullanımı büyük önem taşımaktadır. Adsorpsiyonlu ısı pompası, sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynaklarının ısıtma ve soğutma amaçlı kullanımını sağlaması açısından son yıllarda dikkatleri üzerine çekmiştir. Adsorpsiyonlu ısı pompaları her türlü ısı enerjisi ile rahatlıkla çalışabilen ve elektrik enerjisi ihtiyacı oldukça az olan cihazlardır. Pompa haricinde hareketli parçası olmayan bu sistemlerde gürültü, titreşim gibi sorunlar olmadığı gibi bakımları da kolaydır. Özellikle atık ısı kaynakları, güneş enerjisi, jeotermal enerjisi veya herhangi bir ısı kaynağı doğrudan kullanılarak soğutma işleminin sağlanabilmesi bu tip ısı pompalarını cazip hale getirmiştir. Bu tip sistemler, enerjiyi depolayabilme ve daha sonra kesikli olarak kullanabilme imkanı yaratmasından dolayı da uygulamada avantaj sağlamaktadır. Adsorpsiyonlu ısı pompalarının performanslarını arttırmaya ve kullanım alanlarını genişletmeye yönelik çalışmalar artarak devam etmektedir. Adsorpsiyonlu ısı pompalarının tasarımı ve imalatı için, sistemde kullanılacak adsorbent-adsorbat çiftine ait adsorpsiyon karakteristiklerin detaylı olarak bilinmesini gerektirmektedir. Bu çalışmada adsorpsiyonlu ısı pompalarının çalışma prensipleri, detaylı bir literatür taraması, adsorpsiyon üzerine genel bilgiler, tasarlanan deney düzeneği ve sistemin deneysel sonuçları anlatılmıştır. Çalışma kapsamında mekanik soğutma sistemlerinde tercih edilen ve kullanımı yaygın olan ve düşük sıcaklık aralıklarında çalışabilmesi ve sistemde sızdırmazlık problemlerinin daha az olduğu florokarbon (HFC) tipi soğutucu akışkanlardan ilk olarak R134a ve daha sonra R404A adsorbat olarak seçilmiştir. Adsorbent olarak aktif-karbon, silika-jel, zeolit ve proje kapsamında üretilen polimerler kullanılmıştır. Daha sonra, bu düzenek üzerinde deneysel çalışmalar yapılmıştır. Bu deneyler sonucunda, aktif karbonun en iyi adsorblama performansı gösterdiği görülmüştür. Ancak silikajellerinde aktif karbona yakın adsorplama potansiyeli olduğu sonucuna varılmıştı.