Jeotermal destekli absorbsiyonlu soğutma sisteminin termodinamik ve ekonomik analiz: Simav örneği

Abstract

Bu çalışmada, jeotermal enerji destekli, NH3-H 20 eriyiği ile çalışan tek kademeli absorbsiyonlu soğutma sisteminin, farklı eriyik konsantrasyonları ve tasarım parametrelerine göre optimizasyonu yapılmıştır. Parametrik değerlendirme sonrasında 3660 farklı tasarım oluşturulmuş ve bu tasarımlar çerçevesinde sistem performanslarının; ısıtıcı, buharlaştıncı, yoğuşturucu ve absorber sıcaklıkları ile değişimi enerji ve ekserji analiz metotları kullanılarak incelenmiştir. Hesaplamalarda NH3-H 20 eriyiğinin karışım oranları % 46 NH3-% 54 FLO, % 40 NH3-% 60 H20 , % 30 NH3-% 70 H20 , % 20 NH3-% 80 H20 şeklinde dikkate alınmıştır. Çalışmanın ayrıca; Simav jeotermal kaynakları kullanılarak tasarlanan ve optimize edilen absorbsiyonlu soğutma sisteminin faydalı ömrü 20 yıl olarak dikkate alınmış olup, bölgede ve yakın çevresinde yetişen üzüm, elma ve ayva gibi ürünlerin soğuk muhafaza yöntemi ile saklanması planlanarak, sistemin optimizasyonu Net Bugünkü Değer (NBD) metoduyla yapılan ekonomik değerlendirme sonucu belirlenmiştir. Optimum sistem için, STK değeri 0,5722 ve ekserji verimi 0,6201 olarak hesap edilmiş, ürün grubunun ayva olması durumunda, sistemin NBD'si 3.912.757,74 TL, elma olması durumunda 13.922.203.39 TL ve üzüm olması durumunda ise 59.803.554.33 TL olarak hesap edilmiştir. Elde edilen bu sonuçlar dikkate alındığında, Simav jeotermal kaynaklarının kullanıldığı absorbsiyonlu bir soğutma sisteminin yatırıma uygun olduğunu tespit edilmiştir.

In this study, the single stage geothermal energy assisted absorption refrigeration system, working with ammonia-water solution, was optimized in the view of different solution concentrations and design parameters. Depending on parametric evaluation, a number of 3360 designs were made. In these frameworks, changes of the system performance by the effect of generator, evaporator, condenser and absorber temperature were investigated. The capacities of generator, evaporator, condenser, absorber, heat exchanger, pump, coefficient of performance (COP) and exergy efficiency were calculated by energy and exergy analysis. In the calculations, different ratios of NH3-H2O solution were taken into account as 46% NH3 - 54% H2O, 40% NH3 - 60% H2O, 30% NH3 - 70% H2O, 20% NH3 - 80% H2O. In further, an economical evaluation based on net present value analysis (NPV) was made for each design. In this purpose, the economic life of the system was taken as 20 years and the refrigerated products were chosen as grape, apple and quince taking the regional situations into consideration. The optimum design was determined using the results of NPV analysis. For the optimum design, COP of the system was determined as 0,5722 while the exergy efficiency was calculated as 0,6201. In this conditions, NPV values were calculated as 3.912.757,74 TL, 13.922.203,39 TL and 59.803.554,33 TL for the products of quince, apple and grape, respectively. According to these results, it was found that absorption refrigeration system assisted by Simav geothermal resources was respectable for investment.