TTD Dergisi 48 (2007) 45-52 Yeşil Binalar Green Buildings Franco Anzioso; Luca enardi; ÖZET Son yıllarda, Avrupa Birliğinin enerji sektöründe yaptığı çalışalar, enerjinin akıllı" kullanıın üzerinde yoğunlaşıştır: Niteki, son yönergeler, öneli ölçüde atosfere satıları azaltayı ve alternatif enerjilerin ve kojenerasyonun kullanıını destekleeyi aaçlar. Günüüzde kojenerasyonun kullanıı, değeri kwh'a indirgeyecek şekilde büyük gruplar kuranın ükün olduğu sanayi çevresiyle sınırlıdır. Gerçek aaç, orta / küçük ölçekli sistelerin kuruluunda ve yapıların yenilenebilir enerji kaynaklarıyla tüleşebilesinde yatar. ABSTRACT The studies that has been ade by UNfor the pastfew years related with the energy industries arefocused onlconcentrated on ostly the intelligent use of energy. As a atter offact, the last policies/preceptlrules of action support and ai to decrease the oscillationlbeat to the atosphere and also use alternative energy and cogeneration. Nowadays, the use of cogeneration is only available in anufacturing industries, where you can built targe groups of systes and can use kwh unit. The real purpose is to ake ediu/sall systes and construct buildings that integrated with interconvertible!renewable energy resources. Bu açıdan, Centro Ricerche Fiat (CRF), aşağıda açılanan çoklu beraber üretie yönelik, yüksek randıanlı birleşik enerji ve güç sisteini gerçekleştiriştir: Elektrik enerjisi ve sıcak havayı eş zaanda üreten, elez güneş enerjili çatı, Beraber ısı ve güç sistei için içten yanalı otor, Soğuta sistei, Atık ısıyla ne alıcı bir siste. Bu düzenek, yıl boyu enerji kaynaklarının en akılcı bir şekilde kullanıına yardıcı olur. Düşünülen enerji tasarrufunun, salan CO2 iktarlarının % 20'si ve ilk enerji koşullarında yaklaşık %25'ine eşit olan siülasyonlar yapılıştır. Yapıya, deneysel ürünleri gerçekleştirek ve geliştirilen hesap odellerini geçerli kılak aacıyla yaklaşık 200 hissedici takılıştır. Söz konusu yeşil bina, Torino 'nun banliyösü olan Orbassano dadır (İtalya adasının kuzey batısında). 1. Giriş 1.1. Centro Ricerche Fiat (Fiat Araştıra erkezi), şirket yeekhanesinde yeşil bir yapının teknolojik uygulaasını gerçekleştiriştir.. 1.2. Binanın ayrıcalıklı aaçları, aşağıda belirtilen yöntelerle doğal gaz ve güneş enerjisini eş zaanda ve verili bir biçide kullanan elez bir çevreci teknolojiler birlikteliğidir: Enerji tüketiineki gözle görülür bir azala. CO2 saliinin azalası ve benzer oranlarda enerji kullanıından doğan aliyet azalaları ile yüksek kalitede elektrik gücü ve faydalı ısıyı eş zaanda özel ünitelerde üretek; Havalandıra etkinliğini iyileştirek için ısı ve en yüksek gücü tein etek için elektrik enerjisi kullanak; TTD 45
Konut ve sanayi alanlarında gelecekteki uygulaalar için standardize edilecek ve pazarlanabilecek türde ileri düzey tekno lojilerin gelişii (yüksek verililiği olan öğeler, entegre kontrol stratejileri ve servisin uzaktan işletii) için başlangıç teşkil eden bir uygulaa alanı gerçekleş tirek. T *-««.fer ruçlendıncı Güçlendirici İ 2. Düzek İşleyişinin Tanıtıı Ekolojik yeekhane binası, iki kattan oluşaktadır: ilk düşünülen bölü hesap laalar için ayrı bir şekilde tasarlanan restorant ve utfak bölelerinin bulunduğu ilk kattır. Zein kat ise yangın söndürücü garajı ve aynı yeekhanenin deposundan oluşak tadır. Burada kurulan sistelerin görevleri enerji yönetii, şebekeden elektrik enerjisinin alıı ve geleneksel kazan kullanııyla ısı üretiini öngörektedir. Soğutucu enerji ise yapının diğer kullanılarına yardıcı olan erkezi elektrikli soğutucu düzeneklerle üretilek tedir. Bu yeni düzenek iki parçaya ayrılabilir: Tri-jenerasyon sistei elez güneş enerjili çatı 4 Tri-jenerasyon sistei, soğuk hava üreti sisteini bağlayan bir kojeneratörden oluşur. Siste üzerinde aşağıdakileri garanti edecek şekilde çalışılıştır: Geleneksel düzeneklere göre CO2 salii ve yıllık işleti aliyetinin azalasıyla elektrik ve terik enerjinin entegre ve dağıtılış üretii; Soğutucu enerjinin entegre ve dağıtılış üretii; utfağın günlük yükünün bir kısını karşılaak üzere elektrik enerjisinin kullanıı; Sistein verililiğini artırak üzere terik enerji kullanıı; Servisin sürekliliği. Bu aaçla bu yeni cihaz, herhangi bir şekilde başka bir cihaza dönüşüünün basit ve hızlı olasıyla evcut cihazın (paralel olarak çalışası) dönüşüü şeklinde olarak algılanıştır. Şekil1. elez güneş enerjili çatı görüntüsü - Hybrid solar roof photovoltaic generator hot air collectors Doğal Gaz Kaynağı Sıcak ARA ESTERNA DC güç kaynağı (regüleli güç) ī - AC güç kaynağı -ÿ DC/ AC çevirici etre + Elektrikli zgara L sınan hava l Dış hava r ac/c AC Power çevirici utfak usluk Suyu *ÿ 50 kwe Tri-jenerasyon Sistei sıtıcı sıtılış/soğutuluş Su sıtılış Su Şekil 2. "Ekolojik-yeekhane ninfonksiyonel şeası JL t P J t a ı-fc fj»ı rv».! Şekil3. Restoran, utfak, isafir salonlarının iç görünüü,r 3 Su Haznesi 3 > G w, Li S r 1. r Restoran Teral Siste utfak Teral Siste sıta, Soğuta & Ne Ala Tl l P 1 V 5 "ZT. 1 *1 1» - n 4 ti f 1 ±&2 art-nisan 2007 46 TTD
Şekil l'de çatıdaki fotovoltaik panellerin şekli fark edilebilir. Bu konfigürasyon, çatının örtüsünden belli bir esafede onu koruyan etalik özel bir yapı üzerine sabitleniş fotovoltaik bir panelden oluşaktadır. Bu boşluğun içinden, çift etkili hava akıı geçer: yüzeysel sıcaklığı azaltırken ve aynı zaanda sistein verililiğini artırarak kullanıla bilinen bir akış üreterek, havayı ısıtan aynı panelin verililiğini artırır. Bu teknoloji böylelikle, güneş radyasyonunun en yoğun olduğu saatlerle söz konusu tepe noktaların uyuşur olduğu uygulaada güneş aracılığıyla elektrik ve telik enerjisi üreterek aşırı yükü tein eteye yardıcı olur. Yukarıdaki son yatay sıra (Şekil 1de booster (güçlendirici) olarak adlandırılış olan), fonksiyonu havanın sıcaklığını sonuna kadar yükselte işlevi olan terik panellerden oluşaktadır. Şekil 2de ise aynı düzeneği oluşturan akro sisteleri görenin ükün olduğu "eko lojik yeekhanein fonksiyonel şeası betileniştir: Elektrik enerjisi üreti sistei: kojeneratör ve elez güneş enerjili çatı; Terik enerji üreti sistei: kojeneratör ve elez güneş enerjili çatı; Soğutucu enerji üreti sistei: soğutucu cihaz; Sıhhi kullanı aacıyla sıcak su biriki sistei: ısıtıcı. 3. Hesaplaa odelinin Açıklanası 3.1. Önsöz evcut çeşitli teknolojileri analiz eteden önce, yeekhanenin enerji ihtiyaçlarının hesaplaak üzere bir dizi işle gereklidir: bu değerlendirede, her ayın her günün ihtiyaç saatlerine ilişkin ısıyı ve ısıta / hava landıra cihazının büyüklüğünü ölçüleek için kullanılacak yazlık ve kışlık uç noktadaki güçleri hesaplaaya yarayana spesifik SW (HVAC CAD 2002) kullanıl ıştır. Siülasyon için gerekli olan giriş verileri aşağıdaki gibidir: Yapının AutoCad tasarıı (akro alana ayrılış); Yapının inşai ateryalleri; Saat çizelgesiyle açıklanan sınırlaa; Eilen elektrik gücünün ve gelişen hissedilebilir ısı koşullarında saat çizelgesiyle açıklanan ışıklandıra verileri; Eilen elektrik gücünün ve gelişen hissedilebilir ısı koşullarında saat çizelgesiyle açıklanana ekipan parçala rına ilişkin veriler; Saat çizelgesiyle açıklanan ve cihazın aksiu potansiyelinin kullanı ora olarak cihazın başlangıç prograı; Bu verilerden başka aşağıdakiler gibi bazı paraetreleri de açıklaak gerekektedir: Sabit coğrafik konulandırılası, Sıcaklık ve bağıl ne koşullarında kış ve yaz döneindeki set-point koşulları. Şekil 3 de, çalışa planının kısılara ayrılış olduğunu görek ükündür: Restorant alanı (1), utfaktaki pişire alanı (2), koridorlar ve soğutucu bölge (3) isafir salonları (4), erdiven boşluğu (5). Terik işletiin yazılıından elde edilen sonuçlardan yola çıkarak, teknik açıdan trijenerasyon cihazını değerlendirecek ve çevredeki avantajların (geleneksel durua göre daha az eilen karbondioksitin kilogra olarak ifade edildiği) ve uygulaadaki tasarruf koşullarında teknolojiler arasındaki ekonoik karşılaştıra, analizine yardıcı olacak şekilde bir hesap işlei gerçek leşiştir. Bu odel, ayın bütün günlerinin değerlerinin eşit olduğu farz edilerek her ayın her türden ilişkin verisini değerlendirerek, alan analizine yardıcı olur. ETEONOR iklisel verilerinin yazılıı kullanılarak sıcaklık, bağıl ne ve bir yılı oluşturan 8760 saatlik güneşlene verilerini değerlendirek ükündür; her ay için, hesap odelinde kullanılacak olan bu değerlerin ortalaası alınır. Niteki bu yazılı, çeşitli paraet relerin (sıcaklık, ne, aşırı sıcaklık, rüzgarın hızı,...) istatistik işlelerin yapılasıyla elde edilen yıllık ilişkin verileri sağlar. İstatistikî olarak düşünülen zaansal döne paraetrelerine bağlı olarak, 30 ile 50 yıl arasında değişektedir: bu yüzden saat değerlerinin, kontrol stratejilerinin gelişii için göz önüne alınabileceği ancak cihazın fizibilite çalışasını yapak için çok öneli oladığı sonucu ortaya çıkar. Bu duruda aylık ortalaa daha çok öne kazanır. Hususların açıklanasıyla higroetrik bir kontrolü öngöreyen, sadece bölgelerin terik kontrolünün öngörüldüğü yeekhane nin havalandırasına / ısıtılasına ilişkin bu cihazın çalışa şekli analiz ediliştir. Yeni cihazın, çevredeki optiu terohigroetrik koşulları garanti etek için havadan ne alıı da eklenerek bölgelerdeki nein kontrolünü de yapası, fonksiyonları arasında yer alasını sağlaıştır. Bu işle, silikon jeliyle terodinaik çarkı kullanarak ya da soğutucu bataryalar üzerin deki havanın neliliğinin yoğunlaşası aracılığıyla yürütülebilir. 4. Düzeneğin fonksiyonla ilgili açıklaasında yapılan taksiden yola çıkarak, düşünülen teknolojiler aşağıdaki gibidir: Kojeneratör: elektrik enerjisi ve terik enerji üretii için (sıcak su), elez günej enerjili çatı: elektrik enerjisi ve terik enerji üretii için (sıcak su), Absorbsiyon devresi: soğutucu enerji üretii için (soğuk su), sı popası: terik enerji (sıcak su) ve soğutucu enerji (soğuk su) üretii için, Terodinaik çark: havadan ne alıı için, 4.1. Hazırlanan hesaplaa yöntei, ekipan parçalarının, tri-jenerasyon cihazındaki gerekli yardıcı parçaların ilk planlaasını ve fizibilite çalışasını yapaya yardıcı olur. Tek parçadan oluşan öğelerin enerji akışlarını değerlendirek için, düzenek dört alt gruba ayrılan bir sistee ayrılıştır: Kojeneratör, Soğutucu güç üreti cihazı, utfak bölgesindeki havanın sağaltı ünitesi, Restorant bölgesindeki havanın sağaltı ünitesi, TTD 47 art-nisan 2007
ikli verileri Ocak Şubat art Nisan ayıs Haziran Teuz dış sıcaklık -4-2.4 2.4 7.5 10.4 3.5-2.2 sıcaklık toplaı 1 2 8 13 13 6 2 dış sıcaklık dış bağıl ne sıcaklık toplaı restorant utfak Haziran Teuz Ağustos Eylül 26.4 30.5 29.6 26.1 55 55 55 60 38. 43 42 37 Binadaki Dağılılar Ocak Şubatÿ art Nisan ayıs Haziran Teuz 71 66 55 42 32 52 66 17 15 11 _9 7 11 il Haziran Teuz Ağustos Eylül restorant 122 133 129 120 utfak 24 27 26 24 Şekil 4. odel için giri verileri En az iki farklı teknolojinin çalışılasını ve test edilesini sağlaak için, geleneksel sistelerle restorantdaki (soğutucu bataryalar üzerindeki suyun yoğunlaşası) ve terodinaik çarkla utfaktaki nei düşüreye karar veriliştir. Bu seçi, yıllık kullanı saatinin çok fazla olası ve sürekli çalışasını garanti ederek, restoranta göre utfağın daha fazla saat çalışasından kaynaklanıştır. Havada çok düşük iktarda nee sahip ola gerekliliğinin olduğu bütün alanlarda çarkın kullanıı, konsolide olasına rağen ( buzhane, steril kabinler, sanayi alanları...), bireysel havalandıra uygulaalarında çok yenilikçi bir özelliği ortaya çıkarır. Bu teknoloji, adyabatik nelendiricinin devreye giresi sayesinde, hava akışındaki ne standardını kontrol eteye ve nelendire için enerji tüketiini indirgeeye yardıcı olur. Niteki bu işle ekzoteriktir ancak havada elde edilen hissedilebilir ısı, çıkan sınır ısısından aşağıdadır: enerji bilançosu bu yüzden olulu sonuçlanır. Bu uygulaanın kullanı avantajı, çarkın yenilenesiyle ısı kaynağı gerektirektedir: bu duruda kojeneratörün ürettiği ısı tetkik edilektedir. 4.2. odelin Şekli Önceden de belirtildiği üzere, bu hesaplaa yönteinin kullanılası için sistei detaylı bir şekilde açıklaak ve özellikle aşağıdaki verileri tein etek gerekir : Cihazın dizayn verileri: hava enzili, set-point sıcaklığı, Tüketi verileri: havalandıra ve yardıcı özellikler için elektrik enerjisi, Konvansiyonel sistelere ilişkin veriler. kojeneratör ve soğutucu cihaz verileri, Ekonoik veriler, İklisel veriler, Yapıdaki dağılılar. iklisel değerlere baktığıızda ise, sıcaklığın ve yaz döneindeki nein ( havalandıra üzerindeki hesaplaalar için gereklidir) aylık ortalaa değerlerini kullanıı karalaştırılıştır. elez güneş enerjili çatıdan çıkan havanın ortalaa sıcaklığının açıklanası için, deneysel ölçüün çatının son raddesine kurulan eteorolojik istasyonla yapılan dış iklisel verilerle (sıcaklık, bağıl ne, rüzgarın hızı ve yönü. ısı dağılıı) bu sıcaklığı ölçecek seviyede terodinaik bir odel kullanılır. Yapıdaki dağılıların değerleri önceden de belirtilen özel yazılıla değerlendirilir: şekil 4'de siülasyon barı yapak için kullanılan yapının dağılılarının ve iklisel değişikliklerin değerlerini görek ükündür. Bu yüzden bu odel ana üç teel parçaya ayrılır: Birinci bölüde elektrik enerjisi (aydınlata, havalandıra, ekipan parçaları) ve terik enerji ( yapının dağılıı, yenilikler) liitlerinde yapının bütün koşulları açıklanır. Esasen yaz ve kış döneini hesaba katan ikincil farklara sahip iki hesap yöntei vardır: çünkü, yaz döneinde soğutucu güç ihtiyacı üzerinde oldukça etki yapan hava değişi inden ortaya çıkan sınır ısısının katkısını da göz önüne alalıdır. Kış döneinde ise bu süre daha azdır çünkü havanın çok daha düşük nei vardır: set-point koşullarının uhafazası için aksine havadan ne alıı gereklidir. İkinci bölüde cihazı oluşturan tek parçalara ilişkin hesaplaalar yapılır: ısı eşanjörleri, terodinaik çark, terik biriki. Üçüncü bölüde, tasarruf edilen ilk enerji liitlerindeki bütün sistein enerjisinin korunuu, öngörülen yeni enerji tüke tiini varsayan hesaplaalar gerçekleşir (elektrik, terik ve soğuta enerjisi). Karbondioksit salılarındaki azalanın ve işleti aliyetlerindeki tasarrufun değerlendiresi için ayrıca ekonoikçevresel hesaplaalar da yapılır. 4.3. Verilerin analizi Soğutucu cihaz seçiinde, absorbsiyon devresinin ve terodinaik çarkın bugünkü kullanıı uygulanaaz olduğu, her iki teknolojinin de girişteki ısı kaynağına ihtiyaç duyduğu düşünülerek karşılaştıralı bir analiz yapılır. Farklı iki yapılandıra analiz edilir: a) Kojeneratör, terodinaik çark, ısı popası b) Kojeneratör, absorbsiyon devresi Siülasyonu gerçekleştirek için yapılan hipotezler aşağıdaki gibi özetlenebilir: utfaktaki elektrik tüketii gün boyunca absorbe edilen ortalaa gücün, kurulan gücün yarısına eşit olduğu düşünülerek değerlendirilir: 200 kw'a eşittir; bu değer alanda gerçekleştirilen deneysel ölçü lerle doğrulanıştır (Şekil 5). Restoranının elektrik tüketii, ısıta kabına ilişkin payı dikkate alaksızın sadece ışık iisyonu düşünülerek değerlendirilir (değerlendiıe için veriler hazırlanaksızın): 20 kw'a eşittir; 160'a varan aylık çalışa saati; SW ETEONORdan çıkarılan değer lerin aylık ortalaasına eşit eteorolojik veriler. Bu ilk bölüde elde edilen sonuçlar analiz edilerek, daha uygun bir kojeneratör kesinti tercih ederek, ihtiyaçların evsilik gidişatını değerlendirek ükündür. Şekil 6'da kış dönei için sonuçlar gösteril ektedir: gök avisi (açık) rengindeki art-nisan 2007 48 TTD
HG :sa =g» ST İ Güç Verileri-Eylül 2002 saat 06.00'dan 15.30'a kadar olan saatlerin ortalaası ıı ortalaa aktif güç ortalaa reaktif güç aksiu aktif güç aksiu reaktif güç ılııijljiliııdlıiia Şekil Şekil5. utfaktan eilen elektrik gücünün gidişatı. V /» iv. ı = 5 S * lı Günler sı sadece yenilikler «yenilikler+bina N Ocak ŞuUbat art Nisan Eki Kası Aralık Şekil 6. Kış döneinde ihtiyaçların gidişatı İU un İH 141] Jl«î " ]H l» H BBS*. Jı J Teuz Ağustos Eylül Haziran Şekil 7. Yaz döneinde ihtiyaçların varyasyonu histogralar, havanın sadece yenilenesinin istendiği duruda yeekhanenin topla ihtiyacını gösterir, oysa ki avi (koyu) histogralar ise yapıdaki dağılıları da hesaba katarak ihtiyaçları ifade eder. Düzeneğin ta işlevselliğini garanti edecek şekilde testi gerçekleştirebilek için, evcut cihaza göre paralel olarak çalışacak ve bütün havayı işleyecek yeni cihazın ölçülenesine karar veriliştir. Bu düşünceden yola çıkarak bu yüzden avi (koyu) histograların değerlerini düşünek gereklidir. onitörün faaliyeti devalıdır: bu olanak, ortaın konforunu deva ettirerek (ahaldeki insanlarla) ve düzeneğin sadece bazı bölülerini test etek üzere özel koşullar yaratarak (ahalde insanlar ve konfor seviyesindeki bağıntılar olaksızın) standart çalışası esnasında düzeneğin çeşitli parçalarını tahkik eteyi ve tavsif eteyi sağlar. 7'de ise yaz döneindeki ihtiyaçların gidişatı görülür. ayıs ayı, iklisel verilerin analizinde, saatlerin büyük bir bölüünde düzeneğin kapalı kaldığı yada free-colling (taze hava soğutucusu)'le çalıştığı sonucunu gösteren siülasyonlarda hesaba katılaz. Kojeneratör seçiinde, ısı popası ya da absorbsiyon devresinin kullanılasını istenesine bağlı olarak bazı fikirler üretek gerekir: sı popası duruunda, kış döneindeki ihtiyacın kojeneratörden ve ısı popa sından karşılanabileceği ihtiali göz önüne alınalıdır; Absorbsiyon devresi duruunda, kış döneindeki ihtiyaç, taaen kojeneratöre bağlıdır. Yaz döneindeki gibi kış döneinde de ihtiyaçları azaltak için, örneğin taze hava ile bölgelerden çıkan hava arasındaki değişi, soğutucu kulelerden çıkan süreçteki suyla ısının değişii gibi enerjiyi koruyacak seviyedeki sisteler üzerinde çalışılıştır; Şekil 8 ve 9'da görüldüğü üzere, tüketiin düşüşü hissedilebilirdir (% 30'a eşit). Soğutucu cihazın ölçüü için, kış için ocak ayının son günü düşünülürken, Teuz ayının son günü da hesaba katılır. Yaz dönei için yaklaşık 220 kw üreten bir soğutucu cihaz gerekliyken, kış dönei için yaklaşık 200 kwtik bir cihazın gerekli olduğu açıkça ortaya çıkar. Topla bilanço için, yaz döneinde terodinaik çarkın yenilenesi için ısı elde edilesi gerekli olduğu kadar terik enerjinin eiliinin ortaya çıktığı hesaba katılalıdır ve bizden bu istenezse, sıhhi kullanı için suyun ısıtılası öngörülür. evcut cihaz üzerinde yapılan hesaplara dayanarak, bu son TTD 49 art-nisan 2007
i aş na *» ıra F r H Yenilikler Devşiren yenlikler. Yenilikler ve dağılılar Devşirek yenilikler ve dağılılar ET7i El ll ilil Ocak Şubat Aralık Şekil 8. İç dönüşülerle kışlık ihtiyaçların p» HE ıra ra - t art Nisan Eki Kası Yenilikler Devşirek yenlikler Yenilikler ve dağılılar yenilikler ve dağılılar iç devşirelerle, ihtiyaçlardaki azala sabittir ve %30'a eşittir Jh Jl Haziran Teuz Ağustos Eylül Şekil9. ç dönüşülerle yazlık ihtiyaçaların seyri Ekolojik tasarruf ilk enerji tasarrufu 4 Kış döneinde topla Yaz döneinde topla. Topla Eski düzenekteki salını (kg) J3W? Yeni düzen salını(kg) ekteki 1ÿ31 İJİJBO»4010 Tasarruf (kg) -445İİ7 45456 Yüzdelik ifadeyle tasarruf -2d.76* -0.70 * -u.rts Eski düzenekteki sıcaklık Yeni düzenekteki sıcaklık 71.95 Tasarruf edilen sıcakltf -ap Yüzdelik ifadeyle tasarruf Şekil10. Siulasyon sonuçları 53 04 4 Ofr 50 55 ÜJ 5L rw -aı*r -İS-044 kullanı için günde bir kaç saatte ve diğerlerinin yaklaşık yarısıyla 130 kw'a eşit enerji eilii ortaya çıkar. Havadan ne alı sistei analiz edilerek, çark seçii için kritik paraetre, rejenerasyon ısısının terik seviyesidir. Noralde bu 120-130 C 'de bir ısıda üretilir; bu değerler yaklaşık 5 barlık bir basınç ve aşırı ısıtılış suyun kullanıını gerektirir. Bu koşullar özel koruayı icap eder ve daha ciddi bir evzuatı arz eder; bu yüzden su eriyiği ve konsantrasyonlu glikolle 90-100 C'den aşağı sıcaklıkta çalışası tercih edilir. İkinci sirkülasyondaki suyun sıcaklığına ilişkin bu sının koyarak (şekil 14'e bakınız) elde edilebilir olan rejenerasyon için havanının aksiu sıcaklığı 85-90 C'ye eşittir. Bu sıcaklık seviyeleriyle ve bu uygulaalar için gerekli eşanjörlerin genel etkinlik değerleriyle uygunluk gösteren gerekli güç yaklaşık, 110-120 kw olarak sonuç verelidir. Böylelikle gerekli gücü üretek için elektrik ısısı popası kullanıldığını varsayarak ve 3 birie eşit COP düşünerek 73 kw'lik elektrik eilii ortaya çıkar: bu gücü üretecek seviyedeki bir kojeneratörle, 150 kw'lik terik üreti ortaya çıkar. Bu değer, düzeneğin ihtiyaçlarıyla uygun olarak görünektedir ancak piyasada evcut olan kojeneratörlerin fiyatı ve kesii baz alınarak 105/110 kw'lik terik güç üretii olan elektrik gücünün noinal 50 kw'lik bir otoru üzerinde nükseder. Bu düşüncelere dayanarak ısı popası aşağıdaki özelliklere göre seçilir: Noinal soğutucu enerji: 220 kw; Yaz döneindeki aksiuu elektrik absorbsiyonu: 73 kw; Noinal terik enerji: 309 kw; Kış döneindeki aksiu elektrik absorbsiyonu: 58 kw. Yaz döneindeki gücü karşılaak için absorbsiyon devresi kullanarak ve 0.7'ye eşit bir ortalaa randıanı düşünerek, terodinaik çarkla havadan nein alıı için gerekli olan 110 kw da eklenerek, 315 kw terik enerji üretecek güçte bir otor gereklidir; böylelikle topla yaklaşık 210 kw elektrik enerjisi üretii sağlayacaktır. Bu tür bir siste kış döneinde fazla gelir ve absorbsiyon akinesi sadece yaz döneinde kullanılacaktır. Bu düşüncelerle özellikle uygulaada absorbsiyon devresine göre ısı popasının kullanıının daha uygun olduğu açıkça görülür. Özel uygulaa için gerçekleştirilen siülasyonların sonuçları, soğuta elde etek için absorbsiyon devresini kullanarak art-nisan 2007 50 TTD
Atosfere atılı T Hava/gaz aşanjörü Su eşanjörü; Toplaçlardan çıkan hava Atosfere atılı Dış hava Hava / su T _. eşanjörü! Ne alıcı * Rejenerasyon sıtıcı havası lööbj.!* Jeneratör. otor V 51kW Şebekedeki elektrik enerjisi JDÖOe ].'* Restoran jühog ûriı Dış İUH"J.'h utfak - Atosfere atılıı Atosfere atılıı î~! sı popası (C0P=3) Suyun süreci -*ÿ t 1 Şekil11. Yaz koşullarında düzeneğin çalışa şeası Atosfere atılı1hava/gaz aşanjörü Şebekeden çıkan elektrik enerjisi f\ 44 Atılan gaz S - Su eşanjörü Ti sıtıcı sıta öncesi suyun sirkülasyonu, 30000 3,' htt Hava /su eşanjörü Jeneratör otor Şebekedeki elektrik enerjisi 5i sı popası (C0P=3) Restoran utfak u 13040 İHihirrı 20006 J/h J ı'h Şekil12. Kış koşullarında düzeneğin çalışa şeası Dış hava 20DH Ne alıcı Kullanılayan ısı j- 0004 a/h T -H'C A] lûoiyhı a*000 i/h Güneş topçalarından çıkan hava Atosfere atılıı * i.1 1WOO «J/h Nelendirici i- ıa -3J-,c Soğuksu Şekil13. Desiccant cooling (kurutucu) sistein çalışa şeası İS devşire Toplaçlardan çıkan hava i t Sİ*» 3/h - sı popası (soğuksu) hava J«d»İ/h.Dış hava Dış hava.ı_ sı devşire utfak karbondioksit satanlarında (+ % 48) ve sonuç olarak ilk enerjinin tüketiinde (+ % 30) artış gösterdiğini ortaya çıkarıştır. Şekil 10'da seçilen düzeneğin konfigürasyonundaki sonuçların detayı veriliştir: kojeneratör, elez güneş enerjili çatı ve ısı popası. Görüldüğü üzere bu yeni konfigürasyon önceki çözüe göre 21,59'luk (ısı/yıl) tasarruf sağlar. Ayrıca ekolojik açıdan da %13,4'lük (45,5 ton/yıl) karbondioksit salii azaltan bir iyileşe görülüştür. 5. Düzeneğin Açıklanası Bir sonraki adı, düzeneğin tertibinin açıklanası aşaasıdır; sadece iki bölüden oluşaktadır, yaz döneindeki çalışa sistei (Şekil 11'e bakınız) ve kış döneinde çalışa sistei (Şekil 12'ye bakınız). utfak bölgesinin hava sağaltıı ünitesinin şeasını da burada görek ükündür: elez güneş enerjili çatıdan çıkan hava, terodinaik çarkın yenilenesi kısına geleden önce kojeneratörün (şekil 14'e bakınız) ikinci çevriinden çıkan sıcak havayla beslenen bir bataryada (1) ısıtılır. tik hava nelendirilir: bu işle ısıtıcı gerektirir ve iş bu halde, kule suyuyla(2), adyabatik ne aliini (ne aliinin fazlasıyla yapılası için gerekli işle) gerçekleştiren ilk soğuta ve uhteelen ısı popasıyla üretilen soğuk suyla gerçekleştirilen sonraki soğuta süreci gereklidir. Restorantın hava sağaltıı ünitesine baktığıızda, bu geleneksel türdendir yani ne alıı, havayı ısıtarak ve akabinde ısıta sonrasında gerçekleşir ( Şekil 17'de havanın geçirdiği süreç görülebilir). Özellikle ilginç olan da, iç dönüşü sisteini kullanııdır (Şekil 15'e bakınız, 1 ve 2 nuaralı eşanjör); test edilesine, siülasyonlardan alınan sonuçlarla karar veriliştir. Yoğunlaşanın gerçekleştirilesi için gerekli olan soğutucu güç, sınır ısısı ve duyarlı liitle oluşuştur: duyarlı liite ne sıcaklığına kadar havanın sıcaklığının azaltılası için çıkacak ısı da dâhildir oysaki sınır ısısı ise, yoğunlaşan suyun iktarıyla artan yoğun laşanın sınır ısısına karşılık gelir. Havanın geçirdiği bu süreç Şekil 16'da ollier diyagraında görülebilir: 3-5 bölgesi çıkacak duyarlı ısıyı tesil eder, 5-4 bölgesi çıkacak sınır ısısını tesil eder ve 4-1 bölgesi de elde edilecek ısıta sonrasının duyarlı ısısını tesil eder. 1 ve 2 noktalarından geçen çizgi, duyarlı ısı ile topla ısı (terik faktör) arasındaki ilişkinin ve set-point'in iç koşullarının çalışası, çalışa çizgisidir. Enerji açısından 3-5 ve 4-1 bölgeleri, önce havayı soğuta ve sonra ısıta ardından cihazın enerji veriinin kötüleştiğini gösterir: bu sanı, havayı sonraki ısıta için 3-5 bölgesinde çıkacak ısının kullanııdır (bölge 4-1). Bu duruda eşanjör bataryaları ölçülerek, ısı popasının duyarlı ısıyı çıkarak için soğutucu enerjinin "kaybı olaksızın sadece sınır ısısıyla yükleye- TTD 51 art-nisan 2007
bileceği şekilde bataryaya gireden (3) önceki doya koşullarındaki havayı taşıak ükündür. Aynı zaanda ısıta sonrası için enerji tüketez: uygun bir şekilde araştırılan ve test edilen bu siste, oldukça fazla enerji tasarrufu sağlayabilir ve aynı zaanda ısıta sonrası için bir kaynak hazırlaayan yada çok düşük randıanlı elektrik yoluyla gerçekleştirilesi gereken durularda da nein kullanıını garanti edebilir. 6. Sonuçlar Bu cihaz, genel enerji verililiğinin iyileştirilesini aaçlayan terik dönüşü ün yenilenebilir kaynakları olan ikro kojenerasyon ve pasif sistelere dayanan öncü teknolojik solüsyonların test edilesiyle gelişen bir laboratuar gibi kurulur. Doğalgaz Atılan duan otor t * -- - Atosfere çıkış Ters hat Geri dönüş hattı Bugün test safhasında olan ekolojik bir binada, şirket yeekhanesinin iyileştirilesi, aşağıdaki yararlan sağlayacaktır: Tri-jenerasyon sistei kullanılarak iç hava kalitesini iyileştirek; Pik enerji sırasında güneş ışıasının çok yoğun olduğu saatlerle uyuştuğu bir uygulaayla, elez güneş enerjili çatı aracılığıyla güneşle eş-zaanda (kendi başına bir kojenerasyon) elektrik gücü ve faydalı ısı üreterek, pik yüklerin karşılan asına bulunası; Yeni sistelerin bakıı yada anzası, söz konusu yeekhanedeki eniyet görevini kapsayan servis sürekliliğini garanti etesi. Bu aaçla yeni cihazlar, en son değişikliklerle (dönüşü) hazırlanır. Kaynakça [1] ASHRAE Handbook, Fundaentals, S Edition 1997. Yazarlar; Franco Anzioso; 1972 yılında Torino da doğuştur. Elektrik ühendisi Derecesini 2000 yılında. Elektrik Doktorasını da2004 yılında alıştır 200 yılından heri Fiat Araştıra erkezi CRF de araştıracı olarak görev yapaktadır. Ana ilgi alanları, dağıtık enerji üniteleri için güç üretii, şebeke bağlantıları ve ürün geliştiredir. Halen CRF de proje Yönetenidir. Luca enardi; 1974 yılında Cııneo da doğuştur. Kiya ühendisi derecesini 2000 yılında alıştır. 2000 2004 yılları arasında CRF de Beraber Üreti Sisteleri alanında araştıracı olarak çalışıştır. Ana ilgi alanları dağıtık enerji üniteleri için güç üretii, şebeke bağlantıları ve ürün geliştiredir. Halen üye olduğu ısıl ve yenilenebilir enerji tasarıı alanındafaaliyet gösteren bir ühendislik derneğinde çalışalarına devanı etektedir. Şekil14. otor devresinin ayrıntılı planı Atosfere sı devşire Şekil15. UTA restoran Şeası t Dış koşullar Havalandıra grubuna girişteki koşullar Nelendirici 3 sı popası (soğuk su) -< sı alıcı Tt 100' 0 Zak sonrası ısıtıcı / / E 50% Restoran 30 25 S GR 5 3 -- : ıs o GF 3 1 2 10 4 Bölgedeki o iç koşullar :aaliyet sahası -10-5 0 5 10 15 20 25 30 35 Kuru teroetre sıcaklığı C Şekil16. Havalandıra süreci; yaz ayında Havalandıra grubundan çıkıştaki koşullar 40 45 50 55 ' ı 03 5 o art-nisan 2007 52 TTD