Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması

SÖZEN, Adnan; ARCAKLIOĞLU, Erol; ÖZALP, Mehmet

Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması

Adnan SÖZEN, (Gazi Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Ankara, Türkiye)

Erol ARCAKLIOĞLU, (Girilmedi)

Mehmet ÖZALP (Girilmedi)

Technology

2 0

Yıl: 2002 Cilt: 5 Sayı: 3-4 Sayfa Aralığı: 27 - 37 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması

Öz:

Absorpsiyonlu ısıl sistemlerin termodinamik analizi, akışkan çiftlerinin termodinamik özelliklerini hesaplayan analitik fonksiyonlardan dolayı çok komplekstir. Bu çalışma ejektörlü absorpsiyon soğutma sistemlerinin (EASS) termodinamik analizine yeni bir yaklaşım önermektedir. Ozon tabakasına zarar vermeyen methanol/LiBr akışkan çiftinin termodinamik özelliklerini belirlemek için yapay sinir ağları (YSA) kullanılmıştır. Ayrıca, akışkan özellikleri analitik fonksiyonlarla ve YSA'dan tahmin edilerek EASS için karşılaştırmalı performans çalışması gerçekleştirilmiştir. YSA'da, üç değişik geriye yayılım öğrenme algoritması ve logistik sigmoid transfer fonksiyonu, eğitmek için de sınırlı sayıda deneysel ölçüm sonuçlan kullanılmıştır. Girdi katmanında akışkan çiftinin sıcaklığı, basıncı ve konsantrasyonu, çıktı katmanında ise özgül hacim dikkate alınmıştır. Eğitme sonunda maksimum hatanın %3'den küçük ve R2 değerlerinin 0.9999 mertebesinde olduğu görülmüştür. Ayrıca, analiz sonuçlarının karşılaştırılmasında bütün çalışma sıcaklıkları için soğutma tesir katsayısında %1.8, ekserji veriminde %4 ve dolaşım oranında %0.2'den daha az hata elde edilmiştir. Bu mertebeler, EASS'nin dizaynında ve YSA ile elde edilen termodinamik özellikler de kabul edilebilir sınırlar içindedir.

Anahtar Kelime:

Use of artificial neural networks in thermodynamic analysis of an ejector-absorption refrigeration system used methanol/LiBr fluid couple

Öz:

Thermodynamic analysis of the absorption thermal systems is too complex because of analytic functions calculating the properties of fluid couples. This paper presents a new approach to thermodynamic analysis of ejector-absorption refrigeration systems (ARSs). Use of artificial neural networks (ANNs) has been proposed to determine the properties of an alternative working fluid couple (methanol/LiBr), which do not cause ozone depletion for ejector-absorption refrigeration system (EARS). In addition, this paper presents a comparative performance study of the EARS using both analytic functions and prediction of ANN for properties of the couple. The back-propagation learning algorithm with three different variants and logistic sigmoid transfer function were used in the network. In order to train the neural network, limited experimental measurements were used as training and test data. In input layer, there is temperature, pressure and concentration of the couples; specific volume is in output layer. After training, it is found that maximum error is less than 3% and R2 values are about 0.9999. Additionally, in comparison of analysis results between analytic equations obtained by using experimental data and by means of ANN, differences coefficient of performance (COP), exergetic coefficient of performance (ECOP) and circulation ratio (f) for all working temperatures are less than 1.8%, 4%, 0.2%, respectively. These accuracy degrees are acceptable in design of EARS. As seen from the results obtained the thermodynamic properties are obviously calculated within acceptable uncertainties.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1.Bechtler, H., Browne, M.W., Bansal, P.K., Kecman, V., “New approach to dynamic modeling of vapour-compression liquid chillers: artificial neural networks”,Applied Thermal Engineering, Vol 21, pp.941-953, 2001.
2.Kologirou, S., ”Applications of artificial neural networks in energy systems: a review”, Energy Conversion and Managemenet, Vol 40, No 3, pp.1073-1087, 1999.
3.Kalogirou, S.A., “Applications of artificial neural-networks for energy systems”, Applied Energy, Vol 67, pp.17-35, 2000.
4.Kalogirou, S.A., Panteliou, S., Dentsoras, A., “Modeling of solar domestic water heating systems using artificial neural networks”, Solar Energy, Vol 65, pp.335-342, 1999.
5.Kalogirou, S.A., Neocleous, C.S., Schizas, C.N., “Artificial neural networks for modeling the starting-up of a solar steam-generator”, Applied Energy, Vol 60, pp.89-100, 1988.
6.Kalogirou, S.A., Bojic, M., “Artificial neural networks for the prediction of the energy consumption of a passive solar building”, Energy, Vol 25, pp.479-491, 2000.
7.Pacheco-Vega, A., Sen, M., Yang, K.T., McClain, R.L., “Neural network analysis of fin-tube refrigerating heat exchanger with limited experimental data”, Int J Heat Mass Transfer, Vol 44, pp.763-770, 2001.
8.Palau, A., Velo, E., Puigjaner, L., “Use of neural networks and expert systems to control a gas/solid sorption chilling machine”, Int J Refrigeration, Vol 22, pp.59-66, 1999.
9.Chouai, A., Laugier, S., Richon, D., “Modeling of thermodynamic properties using neural networks, Application to refrigerants”, Fluid Phase Equilibria, Vol 4967, pp.1-10, 2002.
10.Sharma, R., Singhal, D., Ghosh, R., Dwivedi, A.. “Potential applications of artificial neural networks to thermodynamics: vapor-liquid equilibrium predictions”, Computers and Chemical Engineering, Vol 23, pp.385-390, 1999.
11.Kalogirou, S.A., Panteliou, S., Dentsoras, A., “Artificial neural networks used for the performance prediction of a thermosiphon solar water heater”, Renewable energy, Vol 18, pp.87-99, 1999.
12.Chow, T.T., Zhang, G.Q., Lin, Z., Song, C.L., “Global optimization of absorption chiller system by genetic algorithm and neural network”, Energy and Buildings, Vol 34, pp.103-109, 2002.
13.Sözen, A., “Effect of heat exchangers of performance on absorption refrigeration system”, Energy Conversion and Management, Vol 42, No 14, pp.1699-1716, 2001.
14.Sözen, A., Altıparmak, D., Usta, H., “Develoment and testing a prototype absorption heat pump operated by solar energy”, Applied Thermal Engineering, Vol 22, No 16, pp.1847-1859, 2002.
15.Bulgan, A.T., Koç, A., Öztürk, N.A., “Investigation of thermodynamic properties of alternative fluid couples for absorption thermal systems”, Energy Conversion and Management, Vol 41, pp.1029-1042, 2000.
16.Sözen, A., Özalp, M., “Performance improvement of absorption refrigeration system by using triple-pressure-level”, Applied Thermal Engineering (incelemede).
17.Ishida, M., Ji, J., “Graphical exergy study on single stage absorption heat transformer”, Applied Thermal Engineering, Vol 19, pp.1191-1206, 1999.

APA	SÖZEN A, ARCAKLIOĞLU E, ÖZALP M (2002). Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması. , 27 - 37.
Chicago	SÖZEN Adnan,ARCAKLIOĞLU Erol,ÖZALP Mehmet Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması. (2002): 27 - 37.
MLA	SÖZEN Adnan,ARCAKLIOĞLU Erol,ÖZALP Mehmet Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması. , 2002, ss.27 - 37.
AMA	SÖZEN A,ARCAKLIOĞLU E,ÖZALP M Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması. . 2002; 27 - 37.
Vancouver	SÖZEN A,ARCAKLIOĞLU E,ÖZALP M Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması. . 2002; 27 - 37.
IEEE	SÖZEN A,ARCAKLIOĞLU E,ÖZALP M "Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması." , ss.27 - 37, 2002.
ISNAD	SÖZEN, Adnan vd. "Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması". (2002), 27-37.

APA	SÖZEN A, ARCAKLIOĞLU E, ÖZALP M (2002). Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması. Technology, 5(3-4), 27 - 37.
Chicago	SÖZEN Adnan,ARCAKLIOĞLU Erol,ÖZALP Mehmet Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması. Technology 5, no.3-4 (2002): 27 - 37.
MLA	SÖZEN Adnan,ARCAKLIOĞLU Erol,ÖZALP Mehmet Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması. Technology, vol.5, no.3-4, 2002, ss.27 - 37.
AMA	SÖZEN A,ARCAKLIOĞLU E,ÖZALP M Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması. Technology. 2002; 5(3-4): 27 - 37.
Vancouver	SÖZEN A,ARCAKLIOĞLU E,ÖZALP M Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması. Technology. 2002; 5(3-4): 27 - 37.
IEEE	SÖZEN A,ARCAKLIOĞLU E,ÖZALP M "Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması." Technology, 5, ss.27 - 37, 2002.
ISNAD	SÖZEN, Adnan vd. "Methanol/LiBr ile çalışan ejektörlü absorpsiyon soğutma sisteminin termodinamik analizinde yapay sinir ağlarının kullanılması". Technology 5/3-4 (2002), 27-37.