GÜNEŞ ENERJİSİ İLE SOĞUTMA

Soğutmaya ihtiyaç duyulan mevsimde güneş enerjisinin bol olması, bu kaynağın soğutma amacıyla kullanılmasını cazip kılmaktadır. Soğutma hem sıcaklığın konforunu sağlamak, hem de gıda maddeleri gibi dayanımı az olan maddelerin depolanması için gereklidir. Güneş enerjisi ile soğutma, son yıllarda araştırması yapılan güneş enerjisi uygulamalarının içinde önemli bir yer tutmaktadır.

Soğutma işlemleri için güneş enerjisi; Rankine çevrimli mekanik buhar türbinli sistem, absorbsiyonlu sistem, termoelektrik sistem, adsorpsiyonlu sistem, Brayton çevrimli mekanik sistem, gece ışınım etkili sistemler ile fotovaltaik ünitelerde enerji kaynağı olarak kullanılabilmektedir.

Bu sistemler içinde absorbsiyonlu soğutma sistemi, düşük sıcaklık uygulamaları için en uygun olanıdır. Kapasite kontrolünün basitliği, yapım kolaylığı ve performans katsayısının yüksekliği, absorbsiyonlu soğutma sistemlerinin avantajlarıdır. Termoelektrik soğutma sisteminde, kullanılan güneş enerjisi hücrelerinin aşırı pahalı olması nedeniyle bugün için kullanımı düşünülmemektedir. Ancak uzun ve ulaşılmaz yerlerde kullanımı yine de bir çözüm sayılmaktadır. Enjektörlü soğutma sistemi ise ekonomik nedenler ve düşük buharlaştırıcı sıcaklıklarının sağlanmamasından dolayı diğer sistemlere göre daha az avantajlı sayılmaktadır. Adsorbsiyonlu sistem, evaporatif soğutma ile bazı nem alma maddeleri tarafından havanın neminin giderilmesi işleminden oluşmaktadır. Düşük sıcaklıklarının elde edilmesi ve ekonomik olmaması nedeniyle çok sınırlı olarak klima uygulamaları için kullanılmaktadır. Brayton çevrimli mekanik sistem, ekonomik olmaması düşük performans katsayısı ve sistem karmaşıklığı gibi dezavantajlar göstermektedir. ayrıca gece ışınım etkili sistem, güneş enerjisi elemanları kullanılan bu sistemde soğutma, ışınımla ısı transferi yoluyla gece gökyüzüne enerji kaybedilmesi şeklinde oluşmaktadır. Bu sistemde düşük sıcaklıkların elde edilmemesi ve uygun meteorolojik koşullar gerektirmesi nedeniyle tercih edilmemektedir.

Güneş enerjili soğutma sistemi tasarımında, meteorolojik değerler etkili olmaktadır. Bu nedenle, sistemin tamamen güneş enerjisine bağımlı olarak tasarlanması durumunda ısı depolanması gerekmektedir.

Güneş enerjili absorpsiyonlu sistemlerde; Amonyak-Su ve LityumBromür-Su akışkan çiftleri başarılı bir şekilde kullanılmaktadır. Amonyak-Su kombinasyonlu absorpsiyonlu sistem gıdaların soğukta saklanmasında gerekli olan düşük sıcaklar için oldukça elverişli olmaktadır. Aynı zamanda ucuz ve ticari olarak kullanılabilmektedir. LityumBromür-Su kombinasyonu ise hava şartlandırma uygulamaları için uygun olmaktadır. Absorpsiyonlu soğutma çevriminde, soğutucu akışkan ve soğutucu akışkan gazını absorblayan sıvı akışkan (absorbent) bulunur. Şekil 6-13’ de görüldüğü gibi güneş enerjili absorbsiyonlu soğutma sistemi; generatör, absorver, evaporatör, kondenser gibi dört ana elemanın yanında eriyik pompası, genleşme ve kısma vanasından oluşmaktadır. Absorberde bulunan çözelti, bir sıvı pompası ile basılçlandırılarak generatöre gönderilir. Güneş enerjisinden sağlanan ısı ile soğutucu akışkan absorbentten ayrılır. Generatöre ısı verilerek karışımdan ayrılan soğutucu geçer. Sıvı haldeki soğutucu akışkanın basıncı düşürülerek evaporatöre gönderilir. Burada basıncı düşen soğutucu akışkan ortam ısısını alarak buhar haline geçer ve absorbere ulaşır.