Edgar Mayer Ürün Geliştirme Müdürü CentraLine c/o Honeywell GmbH 07 I 2008 Yükselen enerji fiyatları, git gide küçülen bütçeler ve Avrupa normları formundaki enerji verimliliği açısından artan talimatlar- Avrupa daki ve prensip olarak tüm dünyadaki okullar söz konusu bu talepler ile karşı karşıya bulunmaktadır. Küresel ısınma gibi ekolojik gelişmelerden dolayı yöneticiler, okul binalarının modernleştirilmesinde de enerji verimliliğine öncelik tanımak zorundadırlar. Optimize edilmiş akıllı kontrol teknolojileri, okullardaki enerji verimliliğini önemli oranda etkileyebilir ve buralardaki enerji tüketimini özel kontrol algoritmaları ile büyük ölçüde düşürebilir. Enerji verimliliği Bir binada ısı kaybı (soğutma işleminde soğukluk kaybı) ne kadar az ise, o binanın enerji açısından verimliliği o kadar yüksektir. Bu verimlilik ısı yada soğukluğu geçirebilen duvar, çatı ve pencereler, binanın yapım şekli ve uygulanması(yalıtım) ve binanın dış cephelerinin büyüklüğünün ısı yalıtım özelliklerine bağlıdır. Enerji verimliliğinin ölçüsü, ısınma/soğutma enerjisine duyulan ihtiyaçtır. Enerji verimliliğini arttıran diğer önemli bir faktör ise, uygulanmış olan kontrol tekniğinin ve bina kontrol tekniğinin kalitesidir. Kaliteli kontrol sistemlerini esas alarak okullarda enerji tasarrufu yapmak için aşağıda belirtilen önlemlerin alınması artık çok düşük maliyetlerle hayata geçirilebilir. Dresdner ÖKOTHERM-GmbH 1 şirketinden Dr. Wolfgang Heße ya ait araştırmalar, sadece ayar parametrelerinin en uygun hale getirilmesiyle 15 % oranında tasarruf sağlandığını kanıtlamıştır. 1 Dr.-Ing. Wolfgang Heße Ökotherm GmbH Verbesserung der Energieeffizienz bei der Wärmeversorgung von Gebäuden (=Binalardaki ısı temininde enerji verimliliğinin iyileştirilmesi)
Almanya nın yanı sıra diğer ülkeler de, okullarda enerji verimliliği konusu üzerinde yoğun olarak çalışmaktadırlar. Bu konuda Avrupa da öncü olan ülke İngiltere dir: 2008 yılının Ekim ayında, ülkedeki tüm okul binalarındaki enerji tüketimini şeffaf hale getiren Sustainable Learning1 adlı proje hayata geçirilecek. Kısaca DEC olan Display Energy Certificate adlı sertifika ise, her bir okul binasındaki güncel yıllık enerji tüketimini ortaya koyacak ve söz konusu okulu diğer okullar ile kıyaslayacak. Herkesin erişebileceği bu sertifika her yıl güncellenecek ve enerji verimliliğinin ne şekilde arttırılmış olduğunu gözler önüne serecek. Enerji verimliliğine göre A (pek iyi) ile G (çok kötü) arasındaki değerlendirme seviyelerinde DEC-sertifikaları dağıtılacak. Bu sayede tüm öğrenci ve öğretmenler okullarının enerji açısından ne derece etkin olduğunu görecek ve öğrenciler ışıkların sorumsuzca açık bırakılmaması gibi belirli önlemlerle enerji tüketimini en aza indirebileceğini açıkça göreceklerdir. Bu girişim, binalarda daha yüksek enerji verimliliğini talep eden 16 Aralık 2002 tarihli Energy Performance of Buildings Directive e (EPBD) ait taleplere karşı İngiliz hükümetinin cevabıdır. 2 www.sustainablelearning.info Enerji açısından verimlilik sağlayan kontrol fonksiyonları Enerji açısından verimlilik sağlayan kontrol tesisleri, ısıtma yada soğutma cihazlarını, sadece bir tüketici tarafından talep olması durumunda çalıştırıyorlar. İster ısıtma devresi, ister sıcak su ısıtıcısı, ister klima cihazı yada tek oda kontrolörü olsun- her tüketici,gerekli olduğu zamanda, kendi ihtiyacı kadar ısıtma yada soğutma talebini jeneratörlere gönderebilir. Her bir tüketicinin kullanım süresi ayrı olarak ayarlanabildiğinden, gereksiz enerji hazırda bekletilmemiş ve böylece enerji israfına dur denilmiş olacaktır. Resim 1: Akıllı kontrol tekniği uygulanan okul binası
Isıtma devresi kontrolü Okulların çoğunda masrafa dayanan sebeplerden dolayı sadece dış hava sıcaklığı aracılığıyla kontrol yapılmaktadır. En iyi durumda ise belirli zaman dilimlerine göre ayarlanan birçok sayıda kalorifer hatları mevcuttur. Bir kalorifer hattı, genellikle aynı ders planında olmayan birçok sınıfı aynı anda ısıtır. Böylece ısıtma devresine ait zaman programı azami işgal zamanını dikkate almak zorundadır. Bina görevlileri, bilhassa yılın en soğuk günlerinde ilk derste sınıfların sıcak olmasını sağlamak için, zaman programını dersten iki yada üç saat öncesine ayarlamaktadırlar. Isıtma devrelerinin en uygun zamanda çalıştırılmaya başlanması burada çok anlamlı olabilir ve enerji tüketimini fark edilir derecede düşürebilir. Çevre sıcaklığının daha yüksek derecelerde seyretmesi durumunda cihazlar otomatik olarak daha geç devreye sokulur, böylece ısı enerjisi en az 10 % tasarruf edilmiş olur. CentraLine-kontrolörleri, optimizasyon için binanın ısıyı koruma özelliğini açılış/kapanış saatlerinin hesaplanmasına dahil eden adapte edilmiş bina modeli ni kullanırlar. Klimatik kumandalı bir kontrolör ile, güneş ışınının etkilerini, (bilgisayar gibi) cihazların yaydığı ısıyı, sınıftaki öğrenci sayısını yakalamak mümkün değildir. Her bir öğrenci 60 W gibi bir ısı yaymaktadır. Böylece fazla gelen sıcaklık, pencerelerin açılması suretiyle giderilir, ki bu da kaçınılmaz bir enerji israfına yol açmaktadır. Bu tür dezavantajlar sadece tek oda kontrolü ile dengelenebilir. Dış hava kumandalı ısı kontrolörüne ait söz konusu dezavantajları hafifletmek için uygulanan kontrol tekniğinin nominal değeri mümkün olduğunca düşük tutması önemlidir. CentraLine a ait Tiger yada Panther gibi kontrolörler bunu ısıtma eğrisinin otomatik olarak adapte edilmesi ile başarırlar, böylece bu kontrolörler otomatik olarak binaya uyum sağlarlar. Pompa ayarı Tasarruf sağlayan diğer cihazlar, ihtiyaca göre kumanda edilen ısıtma pompalarıdır: Bir çok durumda pompalar günde 24 saat azami devir sayısı ile çalışırlar. Bu konuda bilhassa 100 kw üzerindeki besleme pompalarında yüksek tasarruf potansiyeli mevcuttur. Gerçi donma tehlikesine karşı pompaların durmaksızın çalışmaları gereklidir. Fakat pompaların donma sınırının üzerinde, sadece enerjiye gereksinim duyulması durumunda çalışmaları, tüketilen elektrik enerjisinde en az 30-60 % arasında tasarruf edilmesini sağlar. CentraLine a ait kontrol tekniğinin kullanılması, ısıtma devresi pompalarının vana kapalı iken kapatılmasını sağlar. Durgun suda yanlış ölçüm değerleri oluşmasını engellemek için elbette bu pompalar çevrimli olarak devreye sokulurlar.
Yenilebilir enerji kaynaklarının kullanılması Gelecekte, binalar modernleştikçe ısı pompaları ve güneş enerjisi tesisatları gibi alternatif ısı üretme cihazları gündeme gelmelidir. Örnek olarak ısı pompalarının kullanımı, sadece 30 % konvansiyonel enerji gerektirir, geri kalan enerji ihtiyacı doğrudan doğadan karşılanır- işte geri kazanımlı, maliyetsiz bir enerji kaynağı. CentraLine-kontrol stratejisi, kazan ve kazan tertibatının verimli kontrol edilmesine yada çevre dostu alternatif ısı üreticilerinin entegrasyonuna dair tüm fonksiyonlara sahiptir. Bu stratejide ısı üreticileri, çevre dostu olanların en önde olması, ve konvansiyonel olanların ise azami yükü karşılayacak ısı üreticileri olmaları şeklinde sınıflandırılırlar. Kontrol stratejisi, sürekli olarak sadece gerekli ısı gücünün sunulmasını ve böylece ısı üreticilerinin azami randıman ile çalışmasını sağlar. Bu, tüketiciler tarafından talep edilen ve ısı üreticileri tarafından sunulan ısı gücünün karşılaştırılması ile gerçekleştirilir. Kontrol stratejisi, mümkün olan en uzun çalışma süreleri ve böylece açma-kapatma işlemlerinin azaltılması ile, kazanların daha uzun ömürlü olmalarını da sağlamış olur. Buna karşın kötü bir ayarlama, kazanların bir iki yıl içinde eskimelerine neden olabilir. Tek oda kontrolü Tek oda kontrolü, okul sınıflarını kontrol etmek için kullanılabilecek en verimli yöntemdir. Bina kontrol tekniğine bağlantı yapmak dahil olmak üzere, kontrol tekniğinin oda başına maliyeti yaklaşık 350 Euro dur, fakat bu harcamalar, dışa havaya bağımlı giriş sıcaklığı kontrolüne ait dezavantajları telafi edecektir. Tek oda kontrolü sayesinde her bir sınıfa özel zaman programı ayarlanabiliryani sınıf sadece ders esnasında ısıtılır yada vantilatör-konvektörü yada soğutucu tavan yardımıyla sadece ders esnasında serinletilir. Bu teknik için öncelikle her bir odaya, yabancı ısıyı da dikkate alan oda ısısı algılayıcıları döşenir. CO 2 -kontrolü ve yeniden ısı elde etme 30-50 % arasında potansiyel bir tasarruf CO 2 -kontrol uygulanması ile de elde edilebilir.bu kontrol, fan devirleriyle dışa havaya bakar ve üfleme debisini de ayarlayabilir. Böylece temiz hava, ancak CO 2 ayar değeri aşılması durumunda içeriye verilir 3. Randımanlı bir ısı geri kazanımın kullanılması yada gece saatlerinde serbest soğutma (free-cooling) uygulaması, enerji verimliliğini arttırabilir. 3 CO 2 -kontrolü hakkında daha fazla bilgi için bkz. www.centraline.com/energy.
Ölçülen değerlerin Enerji verimliliği, ancak tüm tüketimlerin kaydedilmesi durumunda tespit toplanması ve edilebilir. Tüketim noktaları arasında şunlar sayılabilir: değerlendirilmesi Isıtma devreleri için ısıtma enerjisi, her bir kalorifer hattının ayrı olarak ölçülmesi Sıcak su ısıtıcısı için ısıtma enerjisi Soğutma enerjisi (mevcut ise) Elektrik enerji Sıcak ve soğuk su tüketimi, ayrıca akaryakıt veya doğalgaz tüketimi. Verimliliğin ölçülmesi için en uygun yöntem, birikmiş aylık tüketimleri yada Enerji-Yönetim Sistemlerine ait değerleri, EPBD nin (Binalarda enerji performansı direktifi) talep ettiği şekilde kaydeden modern sayaçların kullanılmasıdır. Centra- Line ayrıca, eğilimleri kaydetme, bunları bina kontrol tekniği üzerinde gösterme yada kaydedilen değerleri harici bir enerji-yönetim sistemine gönderebilme olanaklarını da sunmaktadır. Ölçülen bu değerler düzenli olarak değerlendirilmeli ve bina ve çevre sıcaklığına göre standart değerler ile karşılaştırılmalıdır. Ölçülen değerlerin devamlı olarak kaydedilmesi ve analiz edilmesi sayesinde, anormallikler derhal fark edilebilir ve enerji israfını engellemek için gerekli önlemler alınabilir. Bu sayede okullar arasında, kullanım alanlarında m 2 başına tüketilen enerji miktarları kıyaslanabilir. Eğer okul birçok binadan oluşuyor ise, her bir bina yada kalorifer hattına düşen standart tüketim miktarı binalar arasında kıyaslanabilir. Öğrenci ve öğretmenlerin dahil edilmesi İngiltere deki örnekte olduğu gibi okullarda öğrencilerin enerji verimliliğinin arttırılmasına dair sürece dahil edilmesi önemlidir. Gençlerin çevre konusunda bilinçlendirilmeleri, okuldaki enerji bilançosuna olumlu etki edecektir. Bazı araştırmalar, öğrencilerin bu sürece dahil edilmeleri sayesinde 10 % enerji tasarrufu sağlandığını ispat etmiştir. Hatta bu oran bazı durumlarda yüzde 20 ile 25 e kadar çıkmıştır 4. Öğrenciler düzenli aralıklar ile enerji tüketiminin gelişimi hakkında bilgilendirilmelidir. Bunu yapmanın en etkili yolu ise tüketimi ve standart değerlerle kıyasları, yada diğer okullardaki tüketimi öğrencinin gözünde canlandırmak; yada diğer okul binaları arasındaki tüketimi karşılaştırmaktır. Tüm bunların yanında öğrenciye birey olarak enerji verimliliğinin arttırılmasına ne şekilde katkıda bulunabileceği de öğretilmelidir. En yüksek verimliliğe, okullar arasında düzenlenecek olan yarışmalar ile en fazla enerji tasarrufu yapmayı başaranların ödüllendirilmesi ile ulaşılabilir. Kontrol tekniği için üst düzeydeki bir hizmet merkezinin kurulması tüm bunların gerçekleştirilmesine yardım edebilir. Örneğin CentraLine kurumunda, bina kontrol merkezi Arena üzerinden, okul ağ sistemine ait herhangi bir bilgisayar ile tüketim bilgilerine ulaşmak mümkündür. Hatta Dresden-ÖKOTHERM-GmbH adlı limited şirket, ilgilendiği okullara ait tüketim bilgilerini internet üzerinden yayınlamaktadır, bu sayede ilgilenen herkese bu bilgilere erişebilme imkanı sunulmuş olmaktadır. 5 4 http://www.sustainablelearning.info/ raising awareness 5 http://www.sn.schule.de/~verbrauchsdaten-schule/
Resim 2: Bir okula ait tüketim kontrolü İşletmeci üzerinden kolay kumanda edebilme özelliği En iyi kontrol tekniğine ait zaman programlarının ayarlanması, hademe yada bina görevlisine zor ve karmaşık geliyorsa, bu teknik başarısızdır. Sistemin yanlış ayarlanması, yani zaman programının ve nominal değerlerin yanlış olarak girilmesi çok fazla enerji israfına yol açabilir. CentraLine-kontrolörlerinin kullanılması esnasında, kontrolör üzerinde ayarlama yapmak çok daha kolaydır. Bununla ilgili olarak diğer opsiyonlar söz konusu kullanımı daha da kolaylaştırabilir: Kumanda imkanı Fonksiyonlar Tatil anahtarı Tüm tüketici birimleri antifriz konumuna getirir; tek oda kontrolörleri nominal değer sonrasına ayarlanır. Tatilden sonra girilmiş olan zaman programları tekrar geçerli olur. Windows CE esasına dayalı anahtarlar Touch-göstergeli kumanda cihazı CentraLine- Touch, en önemli nominal ve hakiki değerleri ve zaman programlarını kolayca görmenizi sağlar. Kontrol merkezi Arena Microsoft Outlook yazılımında olduğu gibi zaman programlarını en kolay ve açık şekilde düzenleme ve koruma. Veli toplantısı ve benzeri diğer olaylarda genel bir zaman programı sayesinde her bir sınıfa ait zaman programlarının kolayca ayarlanması Tatil programlarının internetten indirilen standart (*.hol) dosyalarından kolayca yüklenebilmesi
Resim 3: CentraLine a ait Arena kumanda yazılımı Resim 4: Arena hakkındaki zaman programlarının görünümü Sonuç Gerek ekonomik, gerekse ekolojik açıdan okullarda enerji verimliliğinin artması, gitgide daha önemli bir hal almaktadır. Binalarda yapılacak olan tasarruflar, optimal kontrollerin nispeten düşük maliyetler ile uygulanması ile gerçekleştirilebilir. CentraLine kontrol ve bina kontrol tekniği okullardaki enerji verimliliğinin arttırılmasına önemli bir katkı sağlayabilir. Bu teknik, enerji verimliliğine dair en yüksek talepleri karşılayabilen garantili ve randımanlı test edilmiş kontrol fonksiyonları sunmaktadır. Uygulanmış olan önlemlerin verimliliği, tarif edilen tekniğin uygulandığı okullarda, yenilenme öncesi ve sonrasındaki ısınma ihtiyacının kıyaslanmasıyla ispatlanır. Bu kıyaslamadan çıkan sonuçlar, uygulanmış olan tüm önlemlerin bütünü ile ulaşılmış olan tasarrufları ortaya koyacaktır. Okul Yenileme önlemleri* Yenilenmeden önceki tüketim Yenilenmeden sonraki tüketim Essling deki okul Weisenhofschule 2 / 3 / 4 / 11 / 13 2001-2005 ortalaması 2006 yılında 136 kwh/m 2 a ** 189 kwh/m 2 a MZH Ristissen 3 / 4 / 5 / 8 Tasarruflar Ehningen ili 20 35 %** Dresden Ortaokulu (Mittelschule) (Bölgesel Isıtma) 4 37,5 W/m 2 a (15 C derecede) 35,2 W/m 2 a (-15 C) derecede *** * 1: Çatı yenileme, 2: Pencere yenileme, 3: Yeni ısıtıcı kontrolü, kazan ve ısıtma devreleri, 4: Oda kontrolü, 5: CentraLine Ranger ile uzaktan bakım, 6: Kontrol parametrelerinin optimizasyonu, 7: Arena Bina kontrol teknolojisi, 8: CO2-kontrollü havalandırma, 9: Öğrencilerin dahil edilmesi, 10: Güneş enerjisi panelleri, 11: Hidrolik karşılaştırma, 12: Aydınlatma kontrolü, 13: Yoğuşmalı kazan ** Özellikle tam gün okullarda sonradan yapılan ek binalarla harcama çoğaldığından, daha kesin bilgiler için uzun yıllara ait ölçülen değer ortalamaları alınmalıdır. *** -15 C, 15 C arasındaki her sıcaklık için bir trend çizgisi hesaplanır.. -15 C derecelik sıcaklıkta elde edilen trend çizgisi geçerlidir.
Yazar: Edgar Mayer Ürün Geliştirme Müdürü CentraLine c/o Honeywell GmbH Enerji Verimliliği ile ilgili daha fazla detay ve makaleleri CentraLine City web sitesinde bulabilir veya bizimle temasa geçebilirsiniz. www.centraline.com CentraLine Honeywell A.Ş. Çayıryolu sok.üçgen Plaza, Kat:7, 34750 İçerenköy - İstanbul Tel +90 (0) 216 575 6620