View Single Post
Eski 19-03-2015, 17:17   #67
MeyveliTepe
agaclar.net
 
MeyveliTepe's Avatar
 
Giriş Tarihi: 22-03-2007
Şehir: Kocaeli
Mesajlar: 8,958
Güneş enerjisi ile ısı pompaları birlikte kullanımları - 1

Olabildiğince basite indirgersek, ısı pompaları stabil bir kaynaktan evaparatörde aldıkları ısı ile genleşen gazı kompresör yardımıyla sıkıştırarak kondensere gönderip kullanılabilir sıcaklıkta ısının kullanıma sokulmasıyla çalışıyor.

Aynı sistem tersine çalıştığında da soğutabiliyor. Temel teknoloji hayli eski. Buzdolapları da böyle çalışıyor.

Isı pompalarının çalışmasında ve performansının sürekliliğinde kaynak olarak kullandığı ortamın tamamlayıcığı son derece önemli. Söz gelimi ısıtma durumunda çalışan bir ısı pompası, kaynak tarafında bir ortam (su, hava vb.) yardımıyla alabildiği ısıyı sürekli alabilmesi gerekir ki verdiği ısının da sürekliliği olsun.

Bir örnek vermek gerekirse, ortam olarak bir sıvı akışkan kullanan bir ısı pompası, akışkan evaparatörden geçerken 1-2C ısıyı sıvıdan alır. Söz gelimi gelen su 12C ise 10C olarak döner. Dolayısıyla kaynak tarafının 10C'ye düşmüş akışkanı tekrar 12C'ye çıkarabilecek kaabiliyetinin ve kapasitesinin olması gerekir. Aksi halde çok kısa sürede akışkanın sıcaklığı negatif derecelere düşer ve bir müddet sonra kondensere transfer edecek ısı bulamamaya başlar.

Bina ısıtma/soğutmada kullanılan ısı pompalarının en çok kullanılan tipleri havadan havaya denilenler. Bunlar kaynak olarak dışarıdaki havayı kullanırlar ve çalışma yönlerine göre içerideki havayı ısıtırlar veya soğuturlar.

Bir çok kişinin evlerinde bulunan klimalar havadan havaya ısı pompalarıdırlar. Dış ünitede evaparatör, iç ünitede ise kondanser bulunur.

Isı pompaları kaynağına ve stabilitesine, teknolojisine vb. bağlı olarak farklı verimliliklerde olabilirler. Isı pompalarının verimliliği COP (coefficient of performance - performans katsayısı) ile ölçülür ve üretilen enerjinin harcanan enerjiye oranı ile hesaplanıyor. Havadan hayava ısı pompalarının COP'leri genellikle 2,2'den başlayıp teknolojisine göre 3'ün üzerine çıkabiliyor. Bir kaç yıl öncesine kadar 4,2 - 4,3 ile en yüksek performansa sahip ısı pompaları toprak ve su kaynaklı olanlardı. Fakat son yıllarda hava kaynaklı olan tiplerde de bazı bariyerler aşıldı ve bazı üreticiler ürünlerinde 5 COP değerlerini telaffuz ediyorlar.

Isı pompalarına enerji sağlayabilecek kaynaklar, dış ortamdaki hava, nehir göl gibi su kaynakları veya toprağın derinlikleri olabiliyor.

Buna ilave, sanayide ısı pompalarının kullanımı çok daha fazla çeşitlilik gösterip fırsatlar sunabiliyor. Bir tesisteki atık enerjinin bir taşıyıcı vasıtasıyla toplanıp ısı pompası yardımıyla başka bir amaç için tekrar kullanıma sokulabilmesi oldukça büyük bir potansiyel içeriyor.

Toprağın belirli bir derinliğine gömülen veya açılan sondaj kuyularına inip çıkan borularda dolaştırılan sıvı evaparatörde kaybettiği ısıyı topraktaki boruda dolaşırken geriye kazanıyor ve ısı pompasına devamlı enerji sağlıyor.

Benzeri şekilde nehir veya göllerin dibine de içinde sıvı dolaşan borular döşenebiliyor.

Jeotermal kaynakların bulunduğu bölgelerde çok daha başka uygulamalar da söz konusu olabiliyor. Söz gelimi, açılan bir sondaj kuyusundan yeterli miktarda sabit debili ve sabit bir ısıda su elde edilebiliyor ise kapalı devre bir boruda suyu dolaştırmak yerine kuyudaki suyu doğrudan ısı pompasına alıp evaparatörden geçirdikten sonra açılan başka bir kuyuya vererek de uygulanabiliyor.

Bu başlık ısı pompası başlığı değil, güneş enerjisinin ev ısıtmasında nasıl kullanılabileceği hakkında bir başlık. Fakat güneş enerjisinin ısı pompalarıyla birlikte kullanım şekillerinin anlaşılabilmesi adına bu kadar da olsa ısı pompalarından bahsetmek gerekti.

Güneş enerjisinin ısı pompaları yardımıyla ortam ısıtmasında kullanılmasının ilk örneğinde güneş panelleri doğrudan evaparatör görevi görüyor ve panelde su değil, ısındığında gaz haline geçen, soğuduğunda sıvılaşan gaz (buzdolabı gazı) dolaşıyor (direct expansion-solar assisted heat pump -DX-SAHP)

Name:  Isi_pompasi_1.jpg
Views: 1950
Size:  15.1 KB

Bu modelde panellerde gaz dolaşmasının sistemin bütününde yüksek basınca dayanıklı borulama vb. ciddi montaj problemleri ortaya çıkartmasından dolayı güneş panellerinin evaparatör olarak kullanılması terk edilerek yeni bir model oluşturuluyor.

Name:  Isi_pompasi_2.jpg
Views: 2469
Size:  15.2 KB

Yeni modelde, güneş panellerinde içine donma engelleyici eklenmiş su dolaşıyor. Panelde ısınan su ısı pompasının evaparatörüne gelerek ayrı bir devredeki gaz için ısıyı tansfer edip bir miktar soğuyarak tekrar panele dönüyor (indirek SAHP)

Bu modelde güneş paneli olarak bildiğimiz güneş radyasyonu ile yüksek sıcaklık seviyelerine çıkan flat-panel tipindekiler yerine "unglazed" denilen üstü camsız, ultraviyoleye dayanıklı plastik veya lastikten imal edilen esnek kollektörler kullanıldı. Bu kollektörler, ille de ışıma gerektirmeyen, ortam ısısını da alabilen düşük sıcaklık değerleriyle çalışabilen, diğerlerine göre oldukça ucuz kollektörler.

Yüzme havuzu ısıtmalarında yaygın kullanımları var. Evaparatörde yüksek sıcaklık değerine ihtiyaç olmaması fakat olabildiğince uzun bir süre alınan ısının kollektörde tamamlanabilmesi önemli olduğunda bu tip kollektörlerin kullanımı çok anlam kazanıyor.

Bu konuda daha önce de verdiğim kaynak Kanadada hazırlanmış bir yüksek lisans tezi. Çok detaylı bir şekilde daha önce yapılmış bir modeli geliştirmeye yönelik bir çalışma ve sistemi oluşan her bir bileşenin özelliklerini ve performanslarını incelemiş olması sebebiyle ilgi duyanlar için bir referans oluşturabilir. (Kaynak: EXPERIMENTAL ANALYSIS OF AN INDIRECT SOLAR ASSISTED HEAT PUMP FOR DOMESTIC WATER HEATING)

MeyveliTepe Çevrimdışı   Alıntı Yaparak Cevapla Başa Dön