NEM ALMALI SOĞUTMA SİSTEMLERİ

Transkript

1 NEM ALMALI SOĞUTMA SİSTEMLERİ Alpr YILMAZ, Hüsamttin BULUT Çukurova Ünivrsitsi, Makina Mühndisliği Bölümü, ADANA ÖZET Son yıllarda iklimlndirm tknolojisind hızlı glişmlr yaşanmaktadır. Ozon tabakasına zarar vrck gazları ihtiva tmyn yni soğutma sistmlrinin gliştirilmsi, iç hava kalitsinin yüksltilmsi v işltm maliytinin düşürülmsi gibi zorunluluklar ortaya çıkmıştır. Nm almalı soğutma sistmlri, ndüstri v konfor iklimlndirm uygulamalarında yararlanabilinck altrnatif soğutma sistmlri olarak önrilmktdir. Bu sistmlr çvr dostudur v çşitli atık ısılardan faydalanarak rjnrasyon sağladığı için yüksk işltm maliytini d oldukça azaltır. Nm almalı soğutma sistmlrind sas gay, ilk yatırım maliytinin düşürülmsi vya nrjinin tasarruf dilmsi olmasından öt, bunların özl sistm ihtiyaçlarında uygulamaya konulmasıdır. Bu bildirid, nm almalı soğutma sistmlrinin özlliklri, türlri, nrlrd v hangi koşullar altında vrimli uygulanabilcklri, konvansiyonl sistmlrl karşılaştırılarak vrilmiştir. DESICCANT-BASED COOLING SYSTEMS ABSTRACT Th air-conditioning industry has bn battling to mt nw conomic, nvironmntal and rgulatory challngs such as improvd vntilation rat standards, upgradd indoor air quality, rducd lvls of gasous missions, phas-out of chlorofluorocarbon (CFC) rfrigrants, and pak lctric dmand. Dsiccant tchnology has bcom a valuabl tool in th industry s arsnal of spacconditioning options. In crtain cooling applications, dsiccant cooling units provid advantags ovr th mor common vaporcomprssion and absorption units. For xampl, dsiccant units do not rquir ozon-dplting rfrigrants, and thy can us natural gas, solar thrmal nrgy, or wast hat, thus lowring pak lctric dmand. Such dsiccant cooling and dhumidification systms could rplac many of today s CFC and HCFC vapor comprssion systms, saving nrgy, improving indoor air quality, and rducing th thrat to th Earth s ozon layr. In this study, dsiccant systms spcifications, typs; whr and undr what circumstancs can thy b utilizd fficintly; ar trid to xprss comparing with th convntional systms. GİRİŞ Endüstriyl v konfor iklimlndirm uygulamalarında bir çok farklı sistm kullanılmaktadır. Bu sistmlrin kullanımında çvrsl tki, nrji tüktimi, iç ortam şartları v konomiklik gibi faktörlr göz önün alınır. Doğal nrji kaynaklarının hızla tüknmkt olduğu günümüzd, konvansiyonl iklimlndirm sistmlri önmli miktarda nrji sarf tmktdir. Kloroflorokarbon (CFC) ların çvr üzrindki olumsuz tkilrinin farkına varılmasıyla çvr dostu yni soğutucu akışkanlar üzrin yapılan çalışmalar artmıştır. Bu arada CFC kullanmayan yni soğutma v iklimlndirm sistmlrind bazı glişmlr yaşanmış, bu glişmlrl birlikt nm almalı soğutma sistmlri altrnatif sistmlr olarak ortaya çıkmıştır. Bu sistmlr istnn iç hava kalitsini sağlayacak v ozon tabakasına karşı artarak ilrlyn thdidi azaltarak günümüz sorunu global ısınmaya karşı da katkıda bulunacak özlliklr sahiptir. Nm almalı soğutma sistmlrind ilk yatırım maliytinin düşürülmsi v nrjinin tasarruf dilmsiyl birlikt sas gay, bunların özl uygulama alanlarında kullanılmasıdır. Nm almalı soğutma sistmlrinin başarıyla kulllanılabilcği alanlar, süprmarktlr, okullar, lokantalar, askri dpolar, kayak v patn pistlri v kapalı yüzm havuzlarıdır. Ayrıca nm alma kapasitsi ytrsiz çoğu tsist k nm alıcı ünitlr olarak nm almalı soğutma sistmlrindn yararlanabilir. Günümüzd glişmiş ülklrd, bu sistmlr grk ndüstriyl grks konfor uygulamalarında iyi tanınan konvansiyonl buhar-sıkıştırmalı sistmlrl rkabt dbilm durumundadır. Ülkmizd bu sistmlrin nrdys hiç uygulanmaması, tanınmaması, prformans v vrimliliği hakkında bilgi v güvn ksikliği uygulanmalarının önünd duran n büyük ngllrdir. Bundan dolayı bu

2 çalışmada, nm almalı soğutma sistmlrinin özlliklri, türlri, nrlrd v hangi koşullar altında vrimli uygulanabilcklri, konvansiyonl sistmlrl karşılaştırılarak vrilmiştir. NEM ALICI MADDELER Nm alıcı madd, nmli hava v yüzyindki buhar basıncı farkından dolayı nmi tutar vya bırakır. Ytrinc nm miktarını yüzyind tuttuktan sonra doymuş hal gln nm alıcı madd ısıtılarak nmi alınır v tkrar nm alabilir duruma gtirilir (rjnrasyon işlmi). Nm almalı soğutma sistmlri havayı nmdn arındırmak için adsorpsiyon vya absorbsiyon işlmlrini kullanırlar. Adsorpsiyon işlmind kullanılan katı nm alıcı maddlr su molküllrini yüzylrindki göznklrind saklarlar v bunlarda kimyasal dğişm gözlnmz. Absorpsiyon işlmind kullanılan sıvı nm alıcı maddlr gnld birim miktar katı nm alıcı maddy gör daha fazla su tutabilirlr, fakat tutulan su miktarı arttıkça sistmin işltm sıkıntıları da artış göstrir. Katı nm alıcı madd olarak n çok silikajl, aktif alumina, lityum klorür tuzu v molkülr lklr kullanılır. Bunun yanında titanyum silikat v snttik polimrlr soğutma uygulamalarının daha vrimli olması için gliştirilmiş yni nsil katı nm alıcı maddlrdir. Sıvı nm alıcı maddlr is lityum klorit, lityum bromit, kalsiyum klorit v tritiln glikol çözltilridir. Konfor v ndüstriyl uygulamalarda n çok kullanılan katı nm alıcı maddlrin;yüksk adsorpsiyon kabiliytind,uygulanabilir buhar basıncında, kararlı kimyasal v fiziksl yapıda, ısı uygulamasıyla rjnr dilbilir, yanmaz, dayanıklı, zhirsiz v ucuz olması tavsiy dilir (Psaran, 1989). NEM ALMALI SOĞUTMA SİSTEMLERİ Nm almalı soğutma sistmlri havadaki nmi adsorpsiyon vya absorpsiyon işlmlri yardımıyla alırlar. Bu işlmlr sonucu havadaki gizli ısı yükü duyulur ısı yükün çvrilir v bundan dolayı sıcaklığı artar, fakat nm oranı düşr. Diğr taraftan, konvansiyonl buhar-sıkıştırmalı soğutma grupları havanın içindki nmi buharlaştırıcıda yoğuşturmak için çiğ noktasına kadar soğutmak durumundadırlar. Bunun sonucu is düşük soğutma tkinliği (COP) dir. Bu durumda pross havası çok düşük sıcaklıktadır v istniln konfor şartlarını sağlamak için ynidn ısıtılması grkmktdir. İki ana tip nm almalı soğutma sistmi vardır (Yılmaz, 1997): 1- Sad Nm Almalı Soğutma Sistmlri (Stand-Alon): Bu sistmlr CFC içrmyn oldukça konomik sistmlrdir. Özllikl nmli bölglrd tüm ısıl konfor şartlarını sağlayacak şkild başarıyla uygulanabilir. Şkil 1 d sad nm almalı soğutma sistmi şmatik olarak v psikromtrik diyagram üzrind göstrilmiştir. Dış Hava Atık Hava Nm Alıcı Tkrlk 8 Isıtıcı 7 Isı Eşanjörü 6 Nmlndirici 5 Fan Soğutulacak Ortam S I C A K L I K ÖZGÜL NEM 9 Şkil 1. Sad nm almalı soğutma sistminin şmatik olarak v psikromtrik diyagramda göstrimi Nmli dış hava nm alıcı tkrlktn gçirilrk nmi alınır (1-2) v ısı şanjörü yardımıyla soğutulur (2-3). Hava daha sonra doğrudan buharlaştırmalı soğutucudan gçirilir v soğutulacak ortama vrilir (3-4). İç ortamdan alınan dönüş havası doğrudan buharlaştırmalı soğutucudan gçirilrk soğuk hava ld dilir (5-6). Bu soğuk hava nmi alınan dış hava sıcaklığını düşürmkt kullanmak için ısı sanjöründn gçirilir (6-7). Daha sonra hava, nm alıcı maddnin rjnrasyonu için grkli olan sıcaklığa gtirilmk için ısıtıcıdan gçirilir (7-8) v nm alıcı maddyi tkrar aktiflştirmk için nm alıcı tkrlğ iltilir v atık hava olarak dış ortama bırakılır (8-9). 2- Konvansiyonl Soğutma Dstkli Nm Almalı Soğutma Sistmlri (Latnt-Load Rducr): Buharsıkıştırmalı konvansiyonl soğutma sistmi il nm almalı soğutma sistmi birlştirildiğind gnl olarak hibrid

3 sistm olarak tanımlanan sistmlr ortaya çıkar (Burns v ark., 1985). Şkil 2 d tipik bir hibrit nm almalı soğutma sistmi göstrilmiştir. Nm almalı sistm gizli ısı yükünü alırkn, buhar-sıkıştırmalı konvansiyonl sistm duyulur ısı yükünü karşılar. Ek nm alma vya tkrar ısıtma grkmdiğindn hibrit sistmlr nrji tasarrufu sağlarlar. Gizli ısı yükünü nm almalı soğutma sistmi karşıladığından buhar-sıkıştırmalı soğutma sistminin kapasitsi daha düşük sçilir. Etkinlik hsaplamaları konvansiyonl sistmlrinki kadar kolay dğildir. Bunun başlıca sbbi sistmin gizli ısı yükünü duyulur ısı yükün çvirmsi v bu yükü d şanjör v/vya lktrik nrjisi kullanarak karşılamasından (hibrid sistm) kaynaklanmaktadır. Bunun yanı sıra sistmdki fanların, tkrlk motorlarının harcadığı lktrik d prformans hsaplamalarında göz önünd bulundurulmalıdır. Şkil 2. Hibrit nm almalı soğutma sistmi Nm almalı sistmlr, nm alıcı tkr, dönr ısı şanjörü, bslm v gzoz fanı, k soğutucu srpantin v rjnrasyon için grkli ısı kaynağından mütşkkildir. Düşük buhar basıncındaki kurutucu madd havadaki nmi doyana kadar adsorb dr. Nm doyan kısmın diğr taraftaki sıcak hava akıntısında nmini kaybtmsi sağlanır. Bu pross kndisini tkrar dr. Nm alıcı tkr çok inc bölünmüş kurutucu matryaldn oluşmuştur. Tkr, lif yataklı yapıya gömülmüş, oluklu mukavva görüntüsünd, hafif, ptk dokulu, kolay yanmaz, kurutucu matryaldn imal dilmiştir. Dönr ısı şanjörü görünüşt v dizaynda nm alıcı tkr bnzr. Hr türlü ısı nrjisi (>90 C), lktrikli ısıtıcılar, günş nrjisi, sıcak su v buhar, doğal gaz yakıcıları (n çok rastlanan) v artık ısıdan, rjnrasyon için faydalanılabilir. Nm alıcı matryal yüksk bağıl nmli hava akımından blli bir miktar nmi alı koyar. İlk hava akımının nmi alınırkn, ikinci hava akımı sadc nm alıcının rjnrasyonu için kullanılır. Dolayısıyla ilk hava akımının ihtiva ttiği su buharı azalırkn, ikinci hava akımınınki artar. İkinci hava akımı nm alıcı matryald tutulan nmi alması için ısıtılarak bağıl nm oranı düşürülür. ENERJİ TASARRUFU MEKANİZMASI Bu sistmlrl yapılan nji tasarrufu, n iyi şkild soğutma v nm alma prosslrinin konvansiyonl sistmlrl karşılaştırılmasıyla görülür. Konvansiyonl sistmlr d, bu sistmlr d çşitli şkillrd çalışabilirlr (sirkülasyon, tam havalandırma v karışık). Enrji tasarrufu nitliğini tam olarak göstrmk için iki sistmin d %100 tmiz hava il çalıştığı öngörülmktdir. Nm almalı hibrid soğutma sistminin psikromtrik diagram üzrind göstrimi aşağıda açıklanmıştır (şkil 3 v 4 dki harflr psikromtrik diagram üstündki durumları göstrmktdir). Nm Alma A: Sıcak v nmli dış hava nm alıcı tkrlğ psikromtrik diagram üzrindki A noktasında girr. A-B: nın nminin tutulması il ortaya çıkan ısı (yoğuşmadan dolayı) hava akımına aktarılır v duyulur soğutma yükünün artmasına sbbiyt vrir. B durumunda hava sıcak v kurudur. Dolayısıyla iklimlndirilck mahal dirkt olarak vrilmz. Soğutma B-C: Nmi alınan dış hava dönr tip tkrlğ girr v iklimlndiriln mahaldn dönn (gzoz) hava akımı il ısı dğişrk soğur.

4 C-D: Isı tkrlğini trkdn hava nm alıcı tkrlktn çıkan havadan daha soğuktur, buna rağmn, çoğu zaman iklimlndirilck mahal vrilmdn önc biraz daha soğutulması istnir. Bunun için k konvansiyonl dirkt-gnlşmli buhar-sıkıştırmalı soğutma sistmin ihtiyaç duyulur. D-E: İklimlndiriln mahali trkdn hava E noktasındadır. Rjnrasyon E-H: Isı gri kazanımı. Sıcak v kuru olarak nm alıcı tkrlği trk dn hava dönn ısı tkrlğin girn gzoz havası il ısı dğişir. B-C adımında gri kazanılamayan bir kısım nrji d tkrar kazanılmış olur (şkil 4). H-I: Nm alıcı madddki nmi almak için sıcak gzoz havası biraz daha ısıtılır. I-J: Tkrar aktiflştirm. Sıcak gzoz hava akımı doymuş olan nm alıcı maddyi kurutur v tkrar aktif olarak kullanılacak duruma gtirir. Duyulur Soğutma A: Sıcak v nmli dış hava psikromtrik diagramda A noktasında konvansiyonl buhar sıkıştırmalı sistmin buharlaştırıcısının srpantinin girr. A-F: Sıcak v nmli dış hava doyma noktasının yakınına kadar soğutulur. Bu noktadaki hava iklimlndirilck mahal vrilck kadar soğuktur, fakat nmi çok yüksk olduğundan tkrar kullanılamaz. Ö z g ü l N m Ö z g ü l N m Kuru trmomtr sıcaklığı Kuru trmomtr sıcaklığı Şkil 3. Nm almalı hibrid soğutma prossi il konvansiyonl nm alma v soğutma prossinin karşılaştırılması Şkil 4. Nm alıcıların tkrar aktiflştirm prossi Gizli Soğutma (Nm Alma) V Tkrar Isıtma F-G: Nm alma. Buharlaştırıcı doymuş hava akımını soğutmaya dvam dr v nmi yoğunlaştırarak kuru trmomtr sıcaklığını düşürür (şkil 3). Hava, bu noktada, iklimlndirilck mahal vrilmyck kadar soğuktur. G-D: Tkrar ısıtma. Eld diln bu soğuk v kuru havanın, bir sıcak hava akımıyla karıştırılmak vya tkrar ısıtılmak surtiyl, istniln konfor şartlarını sağlaması sağlanır (D noktası). D-E: Soğutma yükü. Egzoz havası iklimlndiriln mahali trk dr (E noktası). Açıklanan psikromtrik prosslr, ayrı iki sistml grçklştiriln nm alma işlmlri arasındaki farkları göstrmktdir. Tasarruf diln nrji miktarı, hibrid sistmin soğutma yükünün bir kısmını düşük drcli bir ısı kaynağına kaydırması v tkrar ısıtmayı ortadan kaldırmasına bağlıdır (G-D). Nm alıcı tkrlktn kaynaklanan basınç düşüşündn dolayı fan gücü biraz artacaktır. Tasarruf diln nrji v lktrik ihtiyacındaki azalma çşitli faktörlr dayanır. Prformansı tkilyn ana faktörlr ilrid tartışılacaktır. SİSTEM TASARIMLARI Nm almalı soğutma sistmlri rjnr dilm durumlarına gör ikiy ayrılır (Mcklr v ark., 1995). Nmi alınacak hava akımının gçtiği ksit alanına yrlştiriln nm alıcılar blirli bir çalışma sürsindn sonra tkrar

5 kullanılmak üzr rjnr dilirlr. Bu tip sirkülasyonlu sistmlrin, nm alıcıda tutulan nmin artmasına bağlı olarak, nm tutma kabiliytlrind bir azalma gözlnir. Sirkülasyonlu olmayan tipt is nm alıcılar dönn bir yatakta vya tkrlkt bulunurlar. Hm pross hm d rjnrasyon hava akımları bu yatak vya tkrlğin ayrı ksitlrindn gçrlr. Nm alma v rjnrasyon olayları aynı anda grçklşir. Bu tiplrd izolasyon nrji vrimliliği açısından son drc önmlidir. Hibrit sistmlrin bir çok dğişik tasarım şkillri v çalışma tarzları mvcuttur. Sistm tasarımları, nm kontrolü için kullanılan nm alıcıya, sıcaklık kontrolü için kullanılan soğutma tipin, ön soğutma için kullanılan soğutma tipin v nm alıcıyı tkrar aktif hal gtirmk için kullanılan mtoda gör dğişir. Nm almalı sistmlrdki ısı tkrlği duyulur ısı yükünü karşılamaktadır. Fakat bir çok uygulamada soğutulacak ortamın duyulur ısı yükü ytrli bir şkild karşılanamamakta v k soğutma ihtiyacı ortaya çıkmaktadır. Bu soğutma ihtiyacı, konvansiyonl buhar sıkıştırmalı soğutma sistmlrinin vaporatöründan, doğrudan vya dolaylı buharlaştırmalı soğutma sistmlrindn karşılanır. Doğrudan buharlaştırmalı soğutma sistmi kullanıldığında hava içindki nm miktarı biraz artmaktadır. Tüm k soğutma ünitlri, havanın nm alıcıya girmdn vvl ön soğutulması için d kullanılabilirlr. Nm Alıcıyı Tkrar Aktiflştirm İçin Isı Kaynağı: En çok kullanılan ısı kaynakları doğrudan vya dolaylı doğal gaz yakıcı ısıtıcılardır (Cohn, 1988). Doğrudan doğal gaz yakıtlı ısıtıcılar, gazı tkrar aktiflştirm hava akımı içrisind yakarlar. Bu yüzdn ısıl vrimlri oldukça yüksktir( %90-95% ). Doğal gaz, dolaylı doğal gaz yakıtlı ısıtıcısında, tkrar aktiflştirm akımı dışında yakılmakta v bir ısı şanjörü vasıtasıyla tkrar aktiflştirm hava akımına ısı transfr dilmktdir. Bu tiplrd ısıl vrim % 80 vya daha aşağıdır. Gaz yakıtlı ısıtıcılar sıcak suyu vya buharı ısıtma srpantinlrinin trafından gçirrk hm tkrar aktiflştirm işlmind hm d ısıtma ihtiyacının karşılanmasında kullanılabilirlr. Tkrar aktiflşm işlmind kullanılan diğr ısı kaynakları lktrikli ısıtıcılar, günş nrjili sıcak su srpantinlri v sıcak su vya buharlı srpantinlrdir. SİSTEM ÇALIŞMA ŞEKİLLERİ Hibrit soğutma sistmlrinin sirkülâsyon, vntilasyon, dstk v karışık durum olmak üzr dört çalışma şkli bulunmaktadır (Harriman, 1990)( Şkil 5). İklimlndiriln ortam Dönüş havası Dönüş havası İklimlndiriln ortam Egzoz Egzoz Bslm Bslm a. Sirkülasyon Durumu b. Vntilasyon Durumu İklimlndiriln ortam Egzoz İklimlndiriln ortam Dönüş havası Dış Egzoz Bslm Bslm c. Dstk d. Karışık Durum Dstk Şkil 5. Hibrit nm almalı soğutma sistmlri İşlm v rjnrasyon havası iki kaynaktan glbilir: Rjnrasyon havası için dış ortam havası v/vya gzost havası v işlm havası için dış hava v/vya dönüş havası. İşlm v rjnrasyon tarafında kullanılan hava akımları sad vya karışık olabilirlr. Sirkulasyon durumunda, işlm havasının kaynağı şartlandırılan ortamdan alınan dönüş havasıdır v dış ortam havası rjnrasyon için kullanılır (Şkil 5-a). Sad havalandırmalı durumunda is işlm havasının kaynağı dış ortam havasıdır v gzost havası rjnrasyon için kullanılır (Şkil

6 5-b). Dstk çalışma durumunda is işlm v rjnrasyon havasının kaynağı dış ortam havasıdır (Şkil 5-c). Karışık çalışma durumunda is işlm v rjnrasyon havasının kaynağı diğr durumların birlşimindn biri olabilir (Şkil 5-d). Hibrit sistmin konomik uygulanabilirliği il birlikt özl iç ortam koşulları vya uygulamalar için, yukarıda vriln çalışma durumlarının sçimi istnbilir. SİSTEMİN PERFORMANSINI ETKİLEYEN DEĞİŞKENLER Nm almalı sistmdn n yüksk düzyd yarar sağlanması v uygun boyutlandırılması, prformansını tkilyn dğişknlrin iyi bilinmsin bağlıdır. Bir nm almalı soğutma sistminin vrimind v boyutlandırılmasında tkili olan faktörlr; işlm havasının nmi, sıcaklığı v nm alıcıdan gçiş hızı, tkrar aktiflştirm havasının sıcaklığı, hızı v nm alıcıdan gçn havanın nm yükü, nm alıcının miktarı v özlliklridir. Hrhangi bir sistmd bu dğişknlr, iklim v nm yükündn dolayı farklılık göstrbilirlr. Sistm tasarımcıları için nm alıcının prformansına tki dn bu dğişknlrin tkilrini bilmk son drc önmlidir (Yılmaz, 1997). İşlm Havasının Nmi: Eğr diğr tüm dğişknlr sabit tutulursa, nm alıcıya daha az nmli havanın girmsi, daha az nmli havanın nm alıcıyı trktmsi dmktir. Tasarım açısından gln hava bklnndn daha fazla nmli is, işlm havasının sıcaklığı bklnndn daha yüksk olacaktır. Bundan dolayı, ğr iklimlndirlck ortam kritik bir yrs k soğutmaya ihtiyaç duyulacaktır. Eğr nm alıcıya girn hava bklnndn daha az nm içriyorsa, daha az nmli hava sistmi trkdcktir. Dolayısıyla blirli nm düzyi istnirs, daha az miktarda hava işlm tabi tutulmalıdır. İşlm Havasının Sıcaklığı: Eğr dğişknlr sabit tutulursa, düşük sıcaklıktaki işlm havası, nm alıcıdan daha az nmli havanın çıkması dmktir. Yüksk sıcaklıkta işlm havası, daha fazla nmli havanın sistmdn ayrıldığı dmktir. İşlm Havasının Hızı: Düşük hızlı işlm hava akımı, nm alıcıda daha fazla nm bırakacağından daha kuru hava ld dilir. Bundan dolayı, düşük nmli ortamlar istndiğind düşük hava hızı önmini artırmaktradır. Tasarımcıların hızdaki dalgalanmaları önlmk için sistm hava akımını düznlyci v kontrol dici cihazlar klmsi grkir. Eğr düşük nm düzyli ortamlar istnmiyorsa hava hızı artılırabilir v pahalı cihazları da kullanmaya grk yoktur. Tkrar Aktiflştirm Havasının Sıcaklığı: Nm alıcı madd sıcak hava akımı il tkrar aktif hal gtirilir. Daha sıcak aktiflştirm havası, daha fazla nmin nm alıcıdan alınması dmktir. Eğr iç ortam için kuru hava istniyorsa, daha yüksk sıcaklıkta (120 o C) aktiflştirm havası, konomik bir sçim olabilir. Eğr düşük nm grkli dğils, atık ısı vya soğutma grubunun kondnsrindn atılan ısı gibi ucuz v düşük drcdki ısı kaynakları, nm alıcıyı tkrar aktiflştirmd kullanılabilir. Bu durumda aynı dış koşullarda işlm havası ürtmk için nm alıcı tkrlğin yüksk sıcaklıktaki aktiflştirm sistmindki gibi büyük olması grkmz. Tkrar Aktiflştirm Havasının Nmi: Gnld Aktiflştirm havasının nm düzyi nm alıcı tkrliğin prformansını çok az tkilr. Fakat Aktiflştirm havasından olan nmli hava sızıntısı işlm havasındaki nm miktarını artırır. Bundan dolayı hava sızıntısını n az düzyd tutmak için tkrar aktiflştirm v işlm havası arasında pozitif basınç farkının oluşturulması v rotor trafının iyi izolasyonun yapılması grkir. Tkrar Aktiflştirm Havasının Hızı:Nm alıcı tkrliktn alınan nm miktarı tkrar aktiflşm havasının akış miktarının v aktiflştirm v nm alıcı tkrlk arasındaki sıcaklık farkının fonksiyonudur. Daha hızlı tkrar aktiflştirm akımı, daha fazla miktarda nmin nm alıcıdan alınması dmktir. Nm Alıcı Madd Miktarı: Blirli bir zaman dilimind havayı kurutmak için kullanılan nm alıcı miktarındaki artış, nm alıcı tkrlğin nm alma kapasitsini v tkrar aktiflştirm için kullanılan nrji miktarını artırır. Bu artış tkrlk gnişliğinin v dönm hızının artırılmasıyla ld dilbilir. Bu hava akımının basıncının artmasına v tkrlği trk dn havanın sıcaklığının artmasına sbp olur. Dolayısıyla hava soğutmak için daha fazla nrji grkir. Tkrlğin dönm hızının artırılması nm alma miktarını artırır. Nm Alıcı Maddlrin Nm Alma Karaktristiklri: Sabit sıcaklıkta, hr bir nm alıcı madd blirli kapasitd nm alır. Bundan dolayı ürticilr tasarımlarını, hava dbisi v tkrlk hızı gibi dğişknlrin blirli dğrlri için nm alma kapasitsin gör yaparlar. SİSTEMİN AVANTAJLARI Sad nm almalı sistmlr v hibrit sistmlr nrji tasarrufu yanında bir çok avantajlar sağlamaktadır (Yılmaz v ark., 1998): Nm almalı sistmlr konvansiyonl soğutma sistmlrinin düşük kapasitd sçilmsin izin vrirlr. Çünkü, nm almalı sistmlr soğutma yükünün önmli bir kısmı olan gizli ısı yükünü alırlar. Daha düşük kapasitli sistm nrji tasarrufu sağlamakla birlikt ilk yatırım maliytini d düşürür (Harriman, 1996).

7 Bazı hibrit sistmlrd, buhar sıkıştırmalı sistm yrin daha ucuz olan doğrudan vya dolaylı buharlaştırmalı soğutma sistmlri kullanılabilir. Hibrit sistmlr sıcaklığı v nmi birbirindn bağımsız olarak kontrol drlr. Konvansiyonl soğutma sistmlrind is sadc sıcaklık doğrudan kontrol dilir, nm oranı is dğişbilir. Konvansiyonl soğutma sistmlri havanın nmini ancak 5 o C çiğ noktasına kadar gtirbilmlrin rağmn, nm almalı sistmlr nm alma işlmini 5 o C çiğ noktasının altında da yapabilirlr. Nm almalı sistmlr nmi blirli dğrlrd kontrol ttiği için iç hava kalitsini artırabilir. Konvansiyonl sistmlrin kullanıldığı nmli bölglrd, havadan ytrli miktarda nm alınmadığından hava kanallarında v yoğuşma drnaj hatlarında baktri v mikroorganizmaların ürm potansiyli yüksktir. Bu problm nm almalı sistmlrd mvcut dğildir. Bu sistmlrd rjnrasyon işlmi için grkli ısı kaynağı kışın mahalin ısıtılması için kullanılabilir v böyllikl hibrit sistmlr yıl boyunca konfor şartlarını sağlayabilir. Endüstrid çvr bilincinin oluşmasıyla CFC li soğutuculu akışkanlar R-134a, R-407c v R-123 gibi yni soğutucu akışkanlarla dğiştirilmy gidilmktdir. Halbuki, hibrit sistmlr grktiğindn çok daha az konvansiyonl soğutmaya ihtiyaç duyarlar. SİSTEMLERİN KULLANIM YERLERİ Hibrit sistm bir binada kullanılmadan vvl konomikliğini araştırılmalıdır. Hibrit sistmlrin konomik olduğunu söylyrk bir gnllm yapmak zor olmakla birlikt bir çok uygulamada dtaylı bir konomik analiz grk yoktur. Bunlar yazın ortamın nmi alınan v kışın ısıtılan dpolama alanları, yazın çalıştırılan buz alanları, nm kontrolü v iç hava kalitsinin çok önmli olduğu amliyat odaları v süprmarktlrdir (Manly v ark., 1985). Konvansiyonl sistmlrin gizli ısı yükünü karşılayamadığı yrlrd hibrit sistmlr mvcut sistm ntgr dilrk bu sorun gidrilbilir. Maksimum nm alma miktarı, ortamın duyulur ısı oranı, ihtiyaç duyulan tmiz hava miktarı, dış hava çiğ noktası tasarım sıcaklığı, soğutmadan sonra dönüş havasının olup olmaması, yrl lktrik v nrji fiyatları v iç hava kalitsinin sağladığı yararlar gibi doğrudan maliyti v konomikliği tkilyn faktörlr dğişik uygulamalar için iyi dğrlndirilmlidirlr. Aşağıdaki kritrlr uygulamalarda göz önün alınmalıdır: İç Ortam Hava Nminin Sviysi: Nm almalı sistmlr 5 o C çiğ noktasının altında havanın nmini almada n konomik sçimdir. Çünkü konvansiyonl soğutma sistmlrind 5 o C çiğ noktasının altında yoğuşan su, srpantinlr üzrind donar v srpantinin nm alma kapasitsini düşürür. Eğr çiğ noktası sıcaklığı 5 o C v 10 o C arasında is nm almalı sistmlrin konomikliği istniln iç ortam şartlarına bağlıdır. Eğr çiğ noktası 10 o C dn büyük is konvansiyonl soğutma sistmlrini kullanmak daha konomik olacaktır. Yüksk Gizli Isı Yükü ( >%25): Nm almalı soğutma sistmlri gizli ısı yükünü karşılaması açısından konvansionl soğutma sistmlrin gör daha konomiktirlr. Bundan dolayı ğr gizli ısı yükü toplam yük içind oldukça yüksks nm almalı sistmlri kullanmak daha caziptir. Bir çok ofis binalarında gizli ısı yükü oranı toplam yük gör oldukça azdır (maksimum %25). Fakat süprmarktlrd, sinma v tiyatro salonlarında, okullar v lokantalarda gizli ısı yükü oranı oldukça yüksktir. Tmiz Hava Miktarı: Okullar, hastanlr, lokantalar v büyük mağazalar gibi binalarda büyük miktarlarda tmiz hava miktarına grk duyulur. Dolayısıyla nm alıcı sistmlr bu tür uygulamalarda konomik olabilirlr. Soğutucu Sonrası Dönüş Havasının Miktarı: Eğr dönüş havası soğutmadan sonra mvcutsa, duyulur soğutma ihtiyacı azalacaktır. Eğr tmiz hava ihtiyacı fazla is (toplam hava miktarının %20 dn fazla is), dönüş havası v tmiz havayı karıştırarak kullanan nm almalı sistmlr konvansiyonl soğutma sistmlrin gör daha konomik olur. Ucuz Vya Bdava Tkrar Aktiflştirm Enrji Kaynaklarının Mvcudiyti: Ucuz vya bdava tkrar aktiflştirm kaynaklarının mvcudiyti nm almalı sistmlri daha cazip hal gtirir. Gnld o C sıcaklıkları tkrar aktiflştirm işlmi için grklidir. Atık ısı kaynakları olarak kondnsr, motor v gaz türbinlrinin gzost ısıları kullanılabilck kaynaklardır. Enrji Fiyatları: Elktrik v diğr nrji kaynaklarının fiyatları nm almalı sistmlrin konomik analizind önmli faktörlrdir. İç Hava Kalitsi: İç hava kalitsini konomik kıstaslarla ifad tmk oldukça güç olmasına rağmn hastanlr v bakım vlri gibi bir çok binada grklidir. Nm almalı sistmlr iç hava kalitsini yüksltir. Çünkü bu sistmlr nm sviysini ksin olarak kontrol dr. Konvansiyonl sistmlrin kullanıldığı nmli bölglrd hava kanallarında v yoğuşma hatlarında baktri v mikropların türm ihtimali yüksktir. Bu nm almalı sistmlr için problm oluşturmaz. SONUÇ

8 Nm almalı soğutma sistmlrinin sas gaysi, ilk yatırım maliytinin düşürülmsi vya nrjinin tasarruf dilmsi olmasından öt, özl sistm ihtiyaçlarının karşılanmasıdır. Bunun yanında, günümüzd glişmiş ülklrd, bu sistmlr grk ndüstriyl grks d konfor uygulamalarında iyi tanınan konvansiyonl buharsıkıştırmalı sistmlrl rkabt dbilm durumuna glmiştir. A.B.D dki bir araştırmaya gör bu sistmlr yılda 422 milyon GJ nrji tasarrufu v 20 milyon tondan fazla karbondioksit misyonunu önlm potansiylin sahiptir. Amrika Otl v Motl Birliğinin raporuna gör, yüksk nmin otl v motllr vrdiği zarar yılda 70 milyon doları bulmaktadır. Bu sistmlr havadan istnmyn kokuları v partiküllri arındırır. Böylc daha sağlıklı v konforlu ortamlar sağlarlar. Daha fazla havalandırmaya grksinim duyulan yni bina standartları (ASHRAE 52.89R) bu sistmlr olan talplrin artmasına ndn olabilcktir. Ülkmizd bu sistmlrin nrdys hiç uygulanmaması, tanınmaması, prformans v maliyt vrimliliği hakkında bilgi v güvn ksikliği, uygulanmalarının önünd duran n büyük ngllrdir. İlk yatırım maliytlrinin düşürülmsin rhbrlik dilmsi, prformans dokümantasyonunun yapılması (dvlt v özl sktör kuruluşlarının yönticilri, mimar v mühndislrinin bu sistmlrdn faydalanabilmlri için), proj mühndislrinin tknik v konomik açıdan kolay hsap yapabilmlri için dizayn araçlarının gliştirilmsi (bilgisayar programları vb.), grçk prformans vrilrinin oluşturulması, bu sistmlrdn çok daha fazla yararlanılmasını tşvik dbilcktir. KAYNAKLAR Burns, P.R., Mitchll, J.W., Bckman, W.A., Hybrid Dsiccant Cooling Systms in Suprmarkt Applications, ASHRAE Transactions, 91(1B): Cohn, B.M. and Slosbrg, R.B., Application of Gas-Fird Dsiccant Cooling Systms, ASHRAE Transactions, 94(1): Harriman, L.G., Th Dhumidification Handbook. 2 nd Edition, publishd by Muntrs Cargocair, Amsbury, Massachustts. Harriman, L., Applications Enginring Manual for Dsiccant Systms. Amrican Gas Cooling Cntr, Arlington, Virginia. Manly, D.L., Bowln, K.L., and Cohn, B.M., Evaluation of Gas-Fird Dsiccant-Basd Spac- Conditioning for Suprmarkts, ASHRAE Transactions 91(1B): Mcklr, M., Himann, R., Fischr, J., and Mc-Gahy, K., Dsiccant Tchnology Transfr Workshop Manual. Amrican Gas Cooling Cntr, Arlington, Virginia. Psaran, A. A., Tsting of Novl Dsiccant Matrials and Dhumidifir Matrics for Dsiccant Cooling Applications, ASHRAE Transactions 89 (21-3): Yılmaz, A., Dsiccant dhumidification systms, MSc. Projct, Dpartmnt of Mchanical Enginring, Ç.U., Adana. Yılmaz, A., Büyükalca, O., Yılmaz, T., Nm Almalı (Dsisif) Soğutma Sistmlri, Uluslararası Enrji Tknolojilri v Tsisat Drgisi, 34,