ORHAN EKREN / Ege Güneş Enerjisi Enstitüsü
SİNAN AKTAKKA / ENEKO A.Ş. Ar-Ge Yöneticisi
MACİT TOKSOY

1. GİRİŞ
Sürdürülebilir binalar oluşturabilmek için enerji dönüşüm sistemlerinin yüksek verime sahip olması gerekir. Bir binada enerji kullanımının yoğun olduğu ısıtma-soğutma, havalandırma sistemleri bu anlamda önemli olup ısı geri kazanımlı havalandırma sistemi kullanımı enerjinin verimli kullanımına katkı sağlayabilir. Örneğin Avrupa Birliği, binalarda enerji tüketiminin düşürülmesi için havalandırma sistemlerinde ısı geri kazanımlı havalandırma cihazlarının kullanımını zorunlu tutarak bunlar için Ecodesign kurallarını uyguluyor. Bu kurallara göre ısı geri kazanımlı havalandırma cihazlarının enerji verimlerini 2016‘da minimum %67 iken 2018 yılından itibaren %73’e çıkardı. Günümüzde ısı geri kazanım cihazları neredeyse standart bir ürün olarak enerji tasarrufu sağlamak üzere kullanılıyor. İç ortam havalandırılmasında enerjinin geri kazanılması için kullanılan ısı geri kazanım cihazlarının TS EN 308 standardına göre sınıflandırılması Tablo 1‘de görülmekte. [1].

Bütün ısı geri kazanım cihazı kategorilerinde fanlar, ısı transfer elemanları, filtreler kanallar ve kontrol ekipmanları temel elemanlardır. Buna ek olarak ortaya çıkan ısıtma ve/veya soğutma yüklerini karşılamak amacıyla ısıtma-soğutma bataryaları, elektrikli ısıtıcılar, ısı pompaları gibi çeşitli ekipmanlar kullanılablir. Bu çalışmanın konusu ısı geri kazanımlı havalandırma sisteminde eksoz hava kanalı ile taze hava besleme kanalı arasında çalışan bir ısı pompası kullanılması durumunda ısı pompası entegrasyonunun optimum tasarım kriterleri ve verim ifadesinin belirlenmesidir.

Günümüzde ısı geri kazanımlı havalandırma sistemlerinde çoğunlukla on/off kontrollü ısı pompaları kullanılır. Isı pompalarında işletme sırasında yük değişimi olabilir. Buna neden olan faktörler; dış hava şartlarındaki değişimler, ortamda bulunan insan sayısının değişimi, aydınlatma, elektrikli cihazların devreye girmesi/çıkması ve endüstriyel sistemlerde ürün kaynaklı değişimler sayılabilir. Bu yük değişimlerine karşın, ısı pompası kapasitesi ile yükün eşitlenmesi ‘’kapasite modülasyon’’ yöntemlerini kullanarak mümkündür. Kapasite modülasyonu kompresörde ya da diğer ekipmanlarda (örnek pompalar, fanlar vs.) yapılabilir. Amaç sistemde dolaşan soğutucu akışkan debisini değiştirmektir. Isı pompalarında sağlanan ısıtma/soğutma miktarı ile gerekli yükü eşitlemek için yapılan kapasite modülasyonu özellikle yükün az olduğu ‘’kısmi yük’’ durumunda (örneğin geçiş mevsimleri) verimlilik ve konfor açısından gereklidir. Bu bağlamda değişken hızlı kompresör ve elektronik genleşme vanalı ısı pompasının bir ısı geri kazanımlı havalandırma cihazıyla birlikte tasarlanması ve kullanımı, kapasite kontrolünün tam olarak yüke/gereksinime göre ayarlanabilme imkanı verir.

Makalenin devamı için lütfen tıklayınız...