Designing an evaporative cooling system to store the summer vegetables in the desert conditions

Abstract

Buharlaştırmalı soğutma sistemleri, düşük maliyetli olması ve düşük elektrik tüketimi nedeniyle meyve ve sebzeleri depolamak için kullanmaktadır. Bu araştırma, çöl koşullarında yaz bitki ürünlerini depolamak için soğutulmuş duvarlı ve güneş enerjisiyle çalışan bir çöl soğutma odasını tasarlamayı ve denemeyi amaçlamaktadır. Kullanılan veriler, Irak'ın Kerbela şehrinde bulunan bir çöl çiftliğinin hava verilerinden elde edilmiştir.İçine içeriden açık olan ve yukarıdan kapatılan bir metal havzası yerleştirdiğimiz kil havza içeren bir buharlaştırmalı soğutucu kullanılmış olup, iki havza arasındaki boşluk üç taraftan su ile doldurulmuştur. Sistem havalandırma fanı, soğutma yastığı ve soğutma yastığı ile kil duvarı nemlendirmek için kullanılan su pompalarından oluşmaktadır. Sitem içerisindeki sıcaklık, havanın termal indirgenmesi, soğutma verimi, performans faktörü ve bağıl neme ilişkin ölçümler yapılmıştır. Ayrıca, sistemin çalışması için hesaplanan elektrik gücünün ölçümü de yapılmıştır. Bunun yanında, buharlaştırmalı sistem içerisinde meyveler depolanırken bazı tipik tarımsal özellikler de ölçülmüştür. Bunlar; depolanan meyvelerin sıcaklığı, meyvelerin sertliği, çözünür katıların toplam çözünme oranı, meyve ağırlığındaki kayıp yüzdesi ve deneyde kullanılan domates meyvelerinin depolama geçerliliğidir.Sonuçlar, imal edilen sistemin, dış ortam sıcaklığının 50° C olduğu durumda soğutma odasında daha az sıcaklık (27.5° C) bulunduğunu göstermiştir. Buna ilaveten, en yüksek termal indirgeme yaklaşık %45 olarak kaydedilmiştir. Ayrıca,sistem için soğutma verimliliği artmış ve soğutma verimliliği yaklaşık %86 olarak ölçülmüştür; buna karşın, sistemin soğutma enerjisi arttığı için sistemin performans faktörü 49.7 olarak elde edilmiştir. Dahası, sistem havanın nemi ile karşılaştırıldığında nemi artırarak yüksek verim göstermiş, dış ortamdaki nem oranı %10 iken, sistem içindeki nem oranının %84 olduğu bulunmuştur. Bunun yanı sıra, sonuçlar buharlaştırmalı sisteminin kullanılmasının içeride depolanan domates meyveleri için sıcaklık üstünlüğü sağladığını ortaya koymuştur. Ayrıca, meyvelerin depolandığı süre içerisinde meyveler sertliklerini ve mukavemetlerini muhafaza etmiş ve sonuçlar üretilen sistem içerisinde depolanmış bulunan domateslerin gün sayısı ve çözünür katıların toplam çözünme oranı bakımından sistemin dışında depolanmış diğer meyveler ile karşılaştırıldığında üstünlük sağladığını göstermiştir.

The evaporative cooling systems are used for storing fruits and vegetables due to their low cost and low electricity consumption. This research aims to design and test a desert cooling room which operates by the solar energy with the cooled walls in order to store the summer plant products in the desert conditions. The used data is the air data of the desert farm which is located in Karbala City - Iraq.An evaporative cooler is used which consists of clay basin where inside it we placed a metal basin that close from up with an open inside it and the distance between the two basins is filled from three sides by water. The system consists of ventilation fan, cooling pillow and water pumps in order to humidifying the cooling pillow and the clay wall. Measures have been made to the temperature, thermal reduction of air, the cooling efficiency, the performance factor and the relative humidity inside the system. Also, the measurement of the electrical power which calculated for the work of the system. Moreover, some typical agricultural characteristics have been measured when storing the fruits inside the evaporative system where the temperature of the stored fruits, the hardness of the fruits, total dissolved soluble solid, the percentage of loss in the fruits weight and the validity of storing the tomatoes fruits which used in the experiment. The results clarified that the, manufactured system gave less temperature inside the cooling room (27.5 ° C) when the temperature of outside was 50° C. As well as,the highest thermal reduction is registered where it is about 45% and also the efficiency of the cooling for the system is increased where the cooling efficiency which has been obtained is about 86% whereas the performance factor of the system which has been obtained is amounted 49.7 because of increasing the cooling energy of the system. Furthermore, the system achieved high efficiency by increasing the humidity as compared with the humidity of the air where the humidity inside the system is amounted 84% while the external humidity was 10%. Besides, the results clarified that the use of the evaporative system led to the superior of the temperature for the tomatoes fruits which stored inside. Also, it led to keep its good hardness and strength during the storing periods and the results showed also the superior of the stored tomatoes fruits inside the manufactured system in terms of the number of days and the total dissolved soluble solids from the rest of the fruits which have been stored outside the system.