Teknoloji Dünyası

GİRİŞ

Ü

lkemizde doğal gaz kullanımı önemli oranlara ulaşmıştır. İllerimizin çoğunda yaygın olarak kullanılan doğal gazın önemli uygulamalarından birisi de iklimlendirme uygulamalarıdır.

Doğal gazın kullanıldığı iklimlendirme teknolojileri, direkt tahrikli buhar sıkıştırmalı soğutma sistemleri, hava kurutmalı evaporatif iklimlendirme sistemleri, direkt ve indirekt yanmalı absorpsiyonlu soğutma sistemleri, atık ısılı sistemler prensip, uygulama ve verimlilik tartışmaları ile verilecek ve geleneksel iklimlendirme sistemleriyle karşılaştırılacaktır.

Ülkemizde de uygulamalar olarak giderek artan doğal gazlı iklimlendirme uygulamalarının termodinamiksel ve ekonomik uygulanabilirliği tartışılacaktır. Doğal gazlı iklimlendirme sistemleri, özellikle yaz aylarında doğal gaz kullanımı ile ilgili dağılımları da dengelemede önemli bir seçenek olarak durmaktadır.

Doğal gaz kullanımı giderek artan enerji kaynaklarının başında gelmektedir. Ülkemizde de birçok il ve ilçemizde konutsal ve endüstriyel kullanımları yaygınlaşmıştır. Bazı illerimizde Doğal gazın kullanımları Tablo 1'de verilmiştir. Bu tablo incelendiğinde, yaz aylarında genel veya evsel tüketimlerin (sanayi kullanımı sabit düzeylerde kalırken) önemli ölçüde düşük olduğu görülmektedir. Doğal gaz fiyat olarak da diğer yakıtlara göre (Yerli soma linyit hariç) daha uygun değerlerdedir (Tablo 2). Bu fiyatları nedeniyle de absorpsiyon-lu soğutucularda tercih edilebilecektir.

Doğal gazın bu yaz aylarında kullanımını artırmanın yöntemle-rinden birisi de doğal gazlı soğutma sistemlerinin kullanım teknolojileri-nin uygulamalarının artırılmasıdır.

DOĞAL GAZLI İKLİMLENDİRME SİSTEMLERİ

Senem GÜNGÖR, Ali GÜNGÖR

Ege Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü

1999 Ankara-EGO İstanbul-İGDAŞ (KONUT) İstanbul-İGDAŞ (SANAYİ) İGDAŞ TOPLAM Eskişehir-BOTAŞ OCAK 143.631.248 254.357.967 24.843.990 279.201.957 14.570.732 ŞUBAT 132.689.508 242.770.540 29.795.310 272.565.850 10.211.995 MART 110.866.212 186.944.197 33.561.416 220.505.613 10.117.662 NİSAN 55.156.233 85.156.659 28.104.370 113.261.029 3.329.065 MAYIS 17.435.249 31.869.160 32.168.420 64.057.580 399.860 HAZİRAN 13.030.271 10.081.097 33.303.144 43.384.241 74.556 TEMMUZ 10.599.037 9.371.451 30.046.835 39.418.286 67.937 AĞUSTOS 9.855.358 5.229.645 29.691.831 34.921.476 114.860 EYLÜL 12.408.617 10.450.896 30.728.572 41.179.468 181.244 EKİM 43.091.730 52.377.237 35.416.216 87.793.453 4.293.872 KASIM 113.686.060 160.268.244 34.726.057 194.994.301 11.421.287 ARALIK 141.679.062 205.092.100 39.439.220 244.531.320 14.503.188 TOPLAM 804.128.585 1.253.969.193 381.825.381 1.635.814.574 69.286.258 Tablo 1. 1999 Yılında Doğal Gaz Kullanılan Bazı Şehirlerdeki Aylık Tüketim Dağılımları [4]

Tablo 2. Eylül 2007 Ayı İtibarıyla Yakıt Fiyatlarının Karşılaştırılması [6].

Ucuzluk Yakıt Adı Isıl

Değeri

Birim

Fiyatı Verim Formül

YTL/1000 kcal 1 Linyit(Soma) 5.500 0,155000 0,6 0,155000*1.000/(5.500*0,6) 0,046969 2 Dogal gaz(Konut) 8.250 0,525758 0,9 0,525758*1.000/(8.250*0,9) 0,070809 3 Linyit(ithal) 6.000 0,328000 0,65 0,328000*1.000/(6.000*0,65) 0,084102 4 Elektrik 860 0,127800 0,99 0,127800*1.000/(860*0,99) 0,150105 5 Fuel-Oil 4(K. Yakıtı) 9.700 1,238200 0,8 1,238200*1.000/(9.700*0,8) 0,159561 6 LPG Propan 11.000 2,187000 0,9 2,187000*1.000/(11.000*0,9) 0,220909 7 Motorin 10.200 2,206190 0,84 2,206190*1.000/(10.200*0,84) 0,257491 8 Tüpgaz 11.000 2,596666 0,88 2,596666*1.000/(11.000*0,88) 0,268250

Doğal gazlı soğutma uygulamaları olarak ticari üretim ve uygulamaları gerçekleştirilen sistemler:

• Absorpsiyonlu soğutma teknolojileri, • Adsorpsiyonlu soğutma teknolojileri,

• Doğal gaz motorlu, direkt tahrikli buhar sıkıştırmalı soğutma teknolojileri,

• Kurutmalı (Dessicant) ve buharlaşmalı (evaporatif) serinletme teknolojileri.

Bu belirtilen teknolojilerden doğal gaz motoru, teknolojisi direkt üretilen mekanik enerji ile konvansiyonel sistemlerin kompresörlerinin çalıştırılması prensibiyle çalışırken diğer teknolojilerde doğal gazın ısı etkisinden yararlanarak soğutma sistemlerinin çalıştırılması gerçekleştirilir.

Absorpsiyonlu soğutma sistemlerinde bilindiği gibi jeneratörlerinde ikili karışımlardan soğutucu akışkanın buharlaştırılarak üretilmesi için ısı etkisine gereksinim duyulur. Bu ısı etkisi doğal gazın direk ateşlemeli olarak yakılmasıyla açığa çıkan enerjinin jeneratörde direkt olarak kullanımıyla sağlanabileceği gibi, doğal gazın başka amaçlı kullanımı, örneğin, elektrik enerjisi üretimi, sonrasındaki açığa çıkan yüksek sıcaklıklı egzoz gazlarının bu jeneratörde kullanımı ile de sağlanabilmektedir. Absorpsiyonlu soğutma sistemlerinin jeneratörleri kullanılan ikili karışım akışkanlarına bağlı olarak 70-1000 C aralığında ısı kaynaklarından yararlanacak biçimde tasarlanabilmektedir. Jeneratörlerde direkt kullanılabilecek ısı kaynakları aşağıda sıralanmıştır[2].

• Direkt doğal gaz, LPG veya yakıt yağı (fuel-oil) yanmalı sistem,

• İndirekt (Doğal gazlı veya diğer yakıtlarla çalışan) buhar kazanlarından üretilen su buharı,

• İndirekt (Doğal gazlı veya diğer yakıtlarla çalışan) buhar kazanlarından üretilen sıcak su

• Buhar türbini egzozu, • Atık proses (işlem) buharı,

• Jeotermal kaynaklardan üretilen buhar veya yüksek sıcaklıkta (T>80 C) su,

• Güneş enerjisiyle sağlanan yüksek sıcaklıkta su veya buhar,

• Kojenerasyon ısı geri kazanımlı buhar veya sıcak (kızgın) su,

• Gaz türbini egzozu (sıcak gazlar), • Sıcak proses akışkanları,

• Proses akımlarından veya baca gazlarından ısı geri kazanımı.

Doğal gazın direkt kullanıldığı iki etkili bir absorpsiyonlu su soğutma grubunun (Chiller) sistem şeması Şekil 1'de gösterilmiştir.

Günümüzde ticari olarak uygulanmaları giderek artan absorpsiyonlu sistemler soğutma teknolojileri çevrimsel yüksek soğutma etkinliklerde çalıştırılacak çevrimler olarak da geliştirilmektedir [2].

Absorpsiyonlu soğutma makinaları, ısı yoğunluklu enerji kullanmaları, elektrik enerjisi gereksinimlerinin buhar sıkıştırmalı sistemlere göre çok küçük değerlerde olması, küçük olan soğutma etkinliği (COP) değerlerinde gelişmeler sağlanması nedenleriyle tercih edilen aranan sistemler arasında yer almaktadır. Tipik çarpıcı bazı özellikleri bu tercih olunma gerekçelerini açıklayabilecektir:

Doğal gaz veya yakıt yağı (Fuel-oil) kullanımı ile sağlanan ısı direkt olarak jeneratörde soğutucu akışkanın ikili karışımdan buharlaştırılmasında kullanılmaktadır. Bu sistemde çift etkili bir çevrimle 5-12 C sıcaklığında soğutulmuş su üretilmektedir. Tipik bir makinada standart değerler aşağıdaki gibidir:

o

o

o

ABSORPSİYONLU SOĞUTMA TEKNOLOJİLERİNDE DOĞAL

GAZIN KULLANIMI

Direkt-Ateşlemeli Absorpsiyonlu Su Soğutma

Grupları/Isıtıcılar (Çift etkili)

Şekil 1. İki Etkili Direkt Ateşlemeli Sıvı Soğutucunun Sistem Şeması [1,2].

Tahrik için kullanılan

ısı kaynağı Doğal gaz veya yakıtyağı

Gaz gereksinimi soğutma=(3000kcal/h)·(Ton =RT) =(3,489 kW)·(RT) Soğutulmuş su çıkış

sıcaklığı 7

o_C

Soğuk su giriş sıcaklığı 32oC Soğutma kapasitesi aralığı 10 RT-1500 RT 1 RT (Ton Soğutma)=3024 kcal/h =200 Btu/dak=211 kJ/dak=3,517 kW

Buhar Tahrikli Absorpsiyonlu Su Soğutma Grupları (Çift etkili)

Sıcak Su Tahrikli Absorpsiyonlu Su Soğutma Grupları

(Çift etkili)

Absorpsiyonlu Doğal Gazlı Soğutma Sistemlerinin

Avantajları

Doğal gaz veya yakıt yağı (Fuel-oil) kullanımı ile sağlanan ısı ile üretilen su buharı indirekt olarak jeneratörde soğutucu akışkanın ikili karışımdan buharlaştırılmasında kullanıl-maktadır. Kullanılan su buharı basınçları 1,5-2 bar değerlerindedir. Bu sistemde çift etkili bir çevrimle 5-12 C sıcaklığında soğutulmuş su üretilmektedir.

Tipik bir makinada standart değerler aşağıdaki gibidir:

Doğal gaz veya yakıt yağı (Fuel-oil) kullanımı ile sağlanan ısı ile üretilen sıcak su indirekt olarak generatörde soğutucu akışkanın ikili karışımdan buharlaştırılmasında kullanıl-maktadır. Kullanılan su sıcaklıkları 80-95 C aralığındadır. Bu sistemde çift etkili bir çevrimle 5-12 C sıcaklığında soğutulmuş su üretilmektedir.

Tipik bir makinada standart değerler aşağıdaki gibidir:

Absorpsiyonlu soğutma sistemlerinde çok farklı ikili karışımlar kullanılmakla birlikte Lityum Bromid-su ve su-amonyak ikili karışımları ticari uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Lityum Bromid-su ikili karışımı büyük kapasiteli sistemlerde ve daha çok iklimlendirme uygulamalarında kullanılırken, su-amonyak ikili karışımı düşük sıcaklıklı soğutma ve düşük kapasitelerde de uygulanan ikili karışımlardır. Lityum Bromid-su ikili karışımı kullanan absorpsiyonlu soğutma sistemlerinde

kondenserde ve absorberde soğutma kulesinde hazırlanan soğutma suyuna gereksinim duyulurken, su-amonyak ikili karışımı kullanan absorpsiyonlu soğutma sistemleri kondenser ve absorberi hava soğutmalı olarak tasarlanabilir.

Çevrimde elektrik enerjisi yalnızca pompalar, fanlar ve kontrol sistemleri için gereklidir. Bu nedenle elektrik enerjisine gereksinim çok düşük değerlerde olup, gereksinim duyulan enerji, ısı etkisi biçimlidir.

Son on yıldaki gelişmelerle özellikle gereksinim duyulan 10-15 TR kapasiteli absorpsiyonlu soğutma sistemleri üreticileri çok sayıda artmıştır. Özellikle villa türü veya 150 m ve üzeri konutların tek merkezden soğutulmaları için yeterli olan bu kapasitelerin pazara sunulmuş olması, bu sistemlerin doğal gazla çalışan seçeneklerinin mevcut olması kullanılabi-lirliklerini artırmıştır.

Diğer bir seçenek ise elektrik üretimi gerçekleştiren mikrotürbinlerin atık gazlarından yararlanarak geliştirilen absorpsiyonlu sistemlerle birlikte kullanılan sistemlerdir. Uygulanan 30 kW'lık bir mikrotürbin tesisi sistem şeması Şekil 2'de verilmiştir. Bu 30 kW kapasiteli türbinin egzoz gazlarından 6-8 TR kapasitesinde bir absorpsiyonlu soğutucu çalıştırmak olanaklıdır. Hatta bu sistem ayrıca direkt ateşlemeli (doğal gaz) tahrikli hale getirilip, türbinin kullanılmadığı saatlerde de soğutmanın yapılabilmesi, soğutma kapasitesinin artırılması sağlanabilmektedir. Büyük kapasiteli uygulamalarda türbin atık ısısı yalnızca yakma havasının ısıtılmasında kullanılabil-mektedir [3].

Doğal gazlı absorpsiyonlu soğutma sistemleri diğer soğutma sistemleriyle karşılaştırıldığında aşağıdaki avantajlar çıkarılabilir [5,6].

• Absorpsiyonlu soğutma sistemlerinde kullanılan LiBr ve NH soğutucu akışkanları elektrikli çalışan buhar

o

o

o

2

3

Tahrik için kullanılan ısı

kaynağı Su buharı Buhar basıncı

Buhar gereksinimi

1,8 bar doymuş buhar (4,4 kg/h)(RT) Soğutulmuş su çıkış

sıcaklığı 7

o_C

Soğuk su giriş sıcaklığı 32oC

Soğutma kapasitesi aralığı 10 RT-1500 RT

Tahrik için kullanılan ısı kaynağı Sıcak su Sıcak su sıcaklığı

Sıcak su debisi

88oC

(0,711 kg/s)·(RT) Soğutulmuş su çıkış sıcaklığı 7oC

Soğuk su giriş sıcaklığı 32oC

Soğutma kapasitesi aralığı 10 RT-1500 RT

sıkıştırmalı soğutma çevrimlerinde kullanılan CFC'lara göre çevre dostudur.

• Kullanım alanları geniştir.

• İşletme ve bakım maliyetleri düşüktür. • Cihazlar uzun ömürlü ve güvenilirdir. • Emisyonları düşüktür.

• Klima santralleri için gereken kablolama maliyetleri azalmaktadır.

• Hem ısıtma hem de soğutmada kullanılabilmektedir. • Kojenerasyon ünitelerine entegre edilebilmektedir. • İhtiyaç değişikliklerini karşılayabilmektedir.

• Elektrik enerjisinin mevsimsel dengelenmesinde önemli rol oynamaktadır.

• Doğal gaz kesintisiz olarak sağlanabilmekte ve fiyatları teşvik amacıyla düşük olmaktadır.

• Daha az boş alana gereksinim duyulur, daha kompakt bir yapıya sahiptir.

• Genelde hareket eden parçası daha az olan bir yapıya sahiptir.

• Değişken yük ve şartları karşılayabilme yeteneğine sahiptir.

• Soğutma etkinliğini artırıcı araştırmalarla birlikte, yeni yüksek verimli sistemlerin geliştirilmesi ve bu konudaki araştırmaların sürmesi.

Kojenerasyon ünitelerinde açığa çıkan atık gazların, absorpsiyonlu soğutma sistemlerinde kullanımı önemli bir üstünlük olup, ülkemizde de özellikle endüstriyel tesislerde bu doğrultuda uygulamalar gerçekleştirilmektedir. Mikro gaz türbinlerinin geliştirilmesi, elektrik üretimi, absorpsiyonlu soğutma ve ısıtmanın aynı sistemden üretilmesi bu sistem-lerin faydalanma oranlarını ( ):

(3)

Eşitliğinde belirtildiği gibi yüksek değerlere getirmektedir. Burada

: Elektrik enerjisi üretimi (kW),

: Isıtma amaçlı kullanım (sıcak su ve diğer) (kW), : Soğutma amaçlı absorpsiyonlu su soğutma

grubunda soğuk su üretimi (kW),

: Sistemde kullanılan doğal gaz miktarı (kg/s) veya (m /s),

H : Doğal gazın alt ısıl değeri (kJ/kg) veya (kJ/m ), : Faydalanma oranını göstermektedir.

Mikrotürbin kullanılan bir sistem şeması Şekil 3'te ayrıntılı gösterilmiştir.

Absorpsiyonlu sistemlerden farklı olarak bu teknolojide, silikajel-su ikili çifti kullanılır. Soğutucu akışkan su olup, düşük basınçta (10-20 mmHg basıncında) ısı çekerek soğutulmuş su üretimini sağlayan su buhar formunda silikajel tarafından adsorplanırken, su ile doymuş hale gelen silikajel uygun ısı kaynağından sağlanan ısı ile rejenerasyonu gerçekleştirilir.

ε

ε

3

3 u

ADSORPSİYONLU SOĞUTMA TEKNOLOJİLERİ

e

W

&

H

Q

&

C

Q

&

NG

m

&

Şekil 3. Doğal Gazlı Bir Mikrotürbinli Sistemle Birlikte Direkt Ateşlemeli+Atık Gazlı Çift Etkili Absorpsiyonlu Soğutma ve Sıcak Su Üretim Tesisinin Prensip Şeması [11].

u NG C H e H m Q Q W ε ⋅ + + = & & & &

Şekil 4. Adsorpsiyonlu Su Soğutma Grubu (Chiller) Çalışma Prensibi ve Ticari Ürün Görünüşü

Şekil 4’te geliştirilen bir adsorpsiyonlu soğutma sistemi değişik çevrim safhaları ile gösterilmiştir [7].

Bu tür çalışan su soğutma grupları 50-430 kW kapasite aralıklarında ticari olarak üretilmektedir.

Adsorpsiyonlu su soğutma gruplarının avantajları ise aşağıda sıralanmıştır:

• Basit tasarıma sahiptir ve hareketli olmayan parçalardan oluşmuştur.

• İşletme maliyetleri konvansiyonel sistemlerin (1/10)'u mertebelerindedir.

• Bakım ve işletilmesi kolaydır.

• Elektrik kesintilerinde sistem kolaylıkla zarar görmeksizin devreye alınabilir.

• 1-2 dakika içinde istenen soğuk su sıcaklıklarına ulaşılabilmektedir.

• Düşük sıcak su girişleri bile yüksek verimliliklere sahiptir. 50 C değerlerinde sıcak su ile bile çalışabilmektedir. • Soğutma suyu çıkış sıcaklıkları 45 C değerlerine kadar

çıkabilmektedir. Bu sıcaklıkta su ise uygun ısıtma tekniği yöntemleri ile ısıtma amaçlı kullanımı olanaklıdır. Böylelikle sistem birleşik faydalanma oranı çok iyi değerlere getirilmektedir.

• Sıcak su debisi istenen değerlerde tutulmak amaçlı yarı yarıya azaltılsa bile soğutma kapasitesi yüzde 90'lar mertebesinde korunabilmektedir.

• Sıcak su giriş sıcaklığı 100 C değerlerine ulaşabilir. Belirtilen 50-100 C sıcaklık aralığındaki sıcak su farklı ısı kaynakları ile üretilebilir: Örneğin, güneş enerjisi, jeotermal enerji, değişik atık ısılarla, direkt yanmalı doğal gazlı sıcak su kazanları vb. ile üretilen sıcak su.

• Adsorbent olan silikajel ve soğutkan olan su doğal akışkanlar olup, atmosfere zararlı etkileri yoktur.

• Sıcak su tarafındaki sıcaklık farkı 13 C mertebelerine kadar debisine bağlı olarak çıkabilmektedir.

• Soğutulmuş su çıkış sıcaklıkları 5 C değerlerinde olabilmektedir.

• Silikajel çevrimsel olarak bozunmadan defalarca adsorplama ve rejenerasyon işlemlerini gerçekleştire-bilmeye uygun bir malzemedir. Silikajel içine bir miktar zeolitte katılabilmektedir.

Sistemde kirletici olmaması bakımından ya kapalı devre soğutma kulesi (evaporatif su soğutma kulesi) veya ısı değiştirici kullanımı ile soğutulmuş suyun kapalı devrede sisteme gönderilmesi gereklidir. Soğutma etkinliği katsayısı, soğutma suyu ve sıcak su sıcaklıklarına bağlı olarak 0,5-1,35 aralığında değerler alabilmektedir. Isıtma etkinliği katsayısı da

çalışma koşullarına bağlı olarak 0,43-0,63 aralığında değerler almaktadır. Hem ısıtma, hem de soğutma amaçlı kullanımında faydalanma oranının daha yüksek değerlerde olacağı açıktır. Adsorpsiyonlu soğutma grupları da bu özellikleri ile ısı etkili kullanımda, doğal gazın kullanılabileceği önemli uygulama alanlarındandır. Yapılan bir karşılaştırma analizinde, işletme maliyetleri açısından farklı su soğutma grupları arasında en avantajlı bir maliyete sahip olduğu ve ikinci sırayı da doğal gazlı direkt ateşlemeli su soğutma grubunun aldığı belirtilmektedir [8].

Bu konudaki araştırma çalışmaları da sürmekte olup, yapılan model bir çalışmada 84,8 C sıcak su kullanımıyla 7,15 kW soğutma kapasiteli bir silikajelli adsorpsiyonlu su soğutma grubunda 0,38 soğutma etkinliği katsayısı değerlerine ulaşılmıştır [9]. Araştırmalar küçük kapasiteli modellerinde geliştirilebileceğini göstermektedir.

Doğal gaz kullanarak çalışan gaz motorlu soğutucular 1960 yıllarından itibaren üretilmektedir. 1970’li yıllardaki gaz teminindeki sıkıntılardan dolayı elektrikli soğutma sistemleri pazara hakim olmuştur. Günümüzde daha az bakım gerektiren ve HCFC veya çevre dostu yeni soğutucuları kullanabilen gaz motorlu soğutucular tekrar varlığını göstermektedir.

Gaz motorlu soğutucular Şekil 5'de gösterildiği gibi elektrikli buhar sıkıştırmalı soğutma sistemlerine benzemekte; fakat burada sıkıştırma işlemi için gereken enerji doğal gaz motorundan sağlanmaktadır. Bu sistemlerde egzoz gazıyla atılan ısılar sıcak su ısıtma veya absorpsiyonlu soğutucularda kulanılarak geri kazanılabilir. Bu sistemlerin verimleri kullanılan gaz motorunun ve soğutma sisteminin verimleriyle ilişkilidir. Gaz motorlarının verimleri 0,27 ve 0,33 arasında, sistemin komple soğutma etkinliği katsayısı ise 1,22 ve 2,3 arasında değişim göstermektedir. Bu sistemlerin verimleri absorpsiyonlu sistemlere kıyasla büyüktür; fakat bakım gereksinimleri çok daha fazla olmaktadır [10].

Bu sistemlerin avantajları ise: • Düşük işletme maliyetleri,

• Verimli kısmi yükte çalışma için değişken hızlarda çalıştırabilme,

• Motor soğutulmasıyla ısı geri kazanımı gerçekleştiri-lebilmesi, sıcak su veya diğer termal gereksinimlerin karşılanabilmesi, o o o o o o o

DOĞAL GAZ MOTORLU, DİREKT TAHRİKLİ BUHAR

SIKIŞTIRMALI SOĞUTMA TEKNOLOJİLERİ

• Uzun ömür, (hareketli parçaların olması nedeniyle ayrıntılı ve düzenli bakım gerekliliği),

• Elektrik enerjisi ve doğal gaz arasındaki fiyat farklılıklarına bağlı olarak sağlanan tasarruflarla kısa sürede kendini geri ödeme,

• Elektrik kesintilerinden etkilenmeden çalışabilecek sistemler oluşturabilmek,

• 350-2100 RT mertebeleri kapasitelerinde su soğutma gruplarının bulunabilmesi.

Bu özellikleriyle gaz motorlu su soğutma grupları artan bir ilgi görmektedir.

Nemli havanın iklimlendirilmesinde önce hava istenilen nem değerine kadar soğutulmakta ve sonra hava istenilen konfor sıcaklığına ısıtılmaktadır. Kurutuculu sistemlerde ise havanın nemini bağımsız ve direkt olarak kontrol eden kurutucu maddeler kullanılmaktadır. Hava önce kurutucu maddeyle temas ettirilerek nemi alınmakta ve soğutma ünitesinden geçirilerek hava istenen konfor koşullarına getirilmektedir. Kurutucu maddenin sürekli olarak nem alma işlevini yerine getirebilmesi için bünyesindeki nemi atması gerekmektedir. Bu işlem kurutucu maddenin doğal gazdan elde edilen sıcak gazlarla temas ettirilmesiyle sağlanmaktadır.

Şekil 6'da kurutuculu soğutmada uygulanan tamamen dış havalı, taze havanın neminin alınıp ön soğutulduğu ve evaporatif son soğutmanın gerçekleştirildiği sistem şeması verilmiştir. Doğal gaz havanın ısıtılıp nem alıcı maddenin

ısıtılıp rejenerasyonunun gerçekleştirilmesinde kullanıl-maktadır.

Şekil 7'de ise rejenerasyon havası olarak dış hava doğal gazlı hava ısıtıcıda ısıtılarak kullanıldığı kurutmalı serinletme çevrimi gösterilmektedir [12,13].

KURUTUCULU SOĞUTMA SİSTEMLERİ

Şekil 6. Tamamen Dış Havalı, Kurutuculu Soğutmada Doğal Gaz Kullanımı BUHARLAŞTIRICI

YOĞUŞTURUCU

KISMA

VANASI KOMPRESÖR _MOTORUGAZ

DOĞAL GAZ EGZOZ Soğutulan su Soğutma kulesinden geliş Soğutma kulesine gidiş

Şekil 5. Gaz Motorlu Su Soğutma Grubunun Sistem Şeması [10] ve Ticari Örnekler

Şekil 7. Dış Havanın Doğal Gazla Isıtılıp, Rejenerasyonda Kullanıldığı Kurutuculu Soğutma (Serinletme) Sistemi [12,13].

Kurutuculu (Nem almalı) serinletme sistemleri daha çok güneş enerjili hava ve su ısıtıcılarla uygulanmış sistemler olmakla birlikte, sistemin sürekli çalışması ve ısıtma ve soğutma tam iklimlendirmenin oluşturulabilmesi için Şekil 8’deki gibi karmaşık yapılarda uygulamalar da projelendirilebilmektedir. Bu uygulamada yardımcı ısıtma ve su soğutma grubu bileşenleri doğal gaz ile çalıştırılarak hibrid bir sistem oluşturulabilir [12,13].

Kurutuculu soğutma sistemlerinin verimleri incelendiğinde 0,5 ile 2,58 arasında olduğu görülmektedir [12,13].

Isı etkili çalışan olarak belirtilen soğutma teknolojileri doğal gazın direkt veya indirekt kullanımı ile rahatlıkla ve verimli olarak çalıştırılabilecek özelliklerdedir. Global ısınmanın giderek etkisini gösterdiği günümüzde özellikle yaz aylarında giderek artan oranda gereksinim duyulan iklimlendirme sorunlarının çözümünde, birincil enerji (elektrik) tüketimi en az olan doğal gaz tahrikli bu belirtilen sistemlerin tercih edilmesi ve yaygınlaşması beklenmektedir.

Ülkemizde de doğal gazlı soğutma uygulamalarının arttığı gözlenmektedir.

ASHRAE Refrigeration Handbook, Chapter: 41, “Absorption Cooling, Heating, and Refrigeration Equipment”, 1998.

Absorpsiyonlu Soğutma Sistemleri Verimlerini Artırmak İçin Geliştirilen Çevrimler, MMO V.Tesisat Mühendisliği Kongresi Bildirileri ,s.99-112, 2005

New Applications for Gas Cooling, ASHRAE Journal, April 2003, p.18-19.

DOSİDER Web sayfası: www.dosider.org (2006).

“Soğutma Sistemlerinde Doğal Gaz Kullanımı”, ICCI Konferans Kitabı, 2001.

İGDAŞ Web sayfası: http://www.igdas.com.tr

A d s o r p t i o n C h i l l e r N A C , G B U T e c h n i c a l Description,http://smartenergy.arch.uiuc.edu/pdf/clearinghouse/ad sorption%20chiller.pdf

web sayfası: 11 Eylül 2007:http://www.adsorptionchiller. Bigstep.com/ChillerComparison01.html;$sessionid$4JIHUNAA AAV2RTZENUGZPQWPERWRJPX0

Study of a Novel Silica Felwater Adsorption Chiller. Part II.Experimental Study, International Journal of Refrigeration 28 (2005) 10841091

Doğal Gazlı Soğutma Sistemleri, Denizli Dogal Gaz Günleri Bildirileri, Denizli MMO, 2006.

Performance Analysis of Combined Microgas Turbines and Gas Fired Water/LiBr Absorption Chillers With Post-Combustion, Applied Thermal Engineering 25 (2005) 8799

The Potential of Solar Energy Use in Desiccant Cooling Cycles, International Journal of Refrigeration, 24 (2001) 220-229, Elsevier.

Review of Solar and Low Energy Cooling Technologies for Buildings, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 6 (2002) 557-572, Pergamon.

SONUÇ

KAYNAKÇA

1. 2. Akdemir Ö., Güngör A., 3. Ryan W., 4. 5. Ekiz, N., 6. 7. 8.

9. Wang D.C., Wu J.Y. , Xia Z.Z., Zhai H., Wang R.Z. , Dou W.D. , 10. Güngör A., Akdemir Ö.,

11. Bruno J.C., Valero A., Coronas A.,

12. Henning H.M.,Erperbeck T., Hindenburg C., Santamaria J.S., 13. Florides G.A., Tassou S.A., Kalagirou S.A., Wrobel L.C.,

Şekil 8. Güneş Enerjili-Isı Depolu, Yardımcı Isıtıcılı, Buhar Sıkıştırmalı Su Soğutma Gruplu Kurutuculu Soğutma Sistemi. Burada Yardımcı Isıtıcı ve Su Soğutma Grubu Doğal Gaz ile Çalıştırılabilir [12,13].