Tesisat Dergisi 196. Sayı (Nisan 2012)

- (/) ~ (/) g u ~ :r: Faz _Değişim Malzemeleri .. Farkli Iklim Koşullannda PCM Isli Depolama Ozelliğine Sahip Bir Karmaşik ls1tma Sisteminin Enerji Analizi Bina/ann ısıtmaları için kullanılan ve güneş koliektörleri (SC), /atent ıs1 depolama tankı (lHS ve ISI pompas1 (HP)'dan meydana gelen karmaşık bir 1sdma sisteminin enelji analizi gerçekleştirilmiştir. Analiz, farldı iklim koşullan için ekim ila Mart dönemi arasmdairi 1sdma sezonuiçin ya/}llm1ştır. Bu iklim koşullanşu belirtilen şehirler içinolantestreferansy1llan (TRLJ kiJilanılarakyap!lml§fır: ljubljana, Londra, Roma ve Stokholm. Enerji analizi, belirlibirsistem için kay1p ve kazanç/ann saatJik dinamik hesaplamasmı sal/ayan bir program klıllamla!ak yapılmıştır. Sistemin giineşten gelen eneljinin %50'den fazlasmı alabildiği ve ıs1 pompası performans katsayısmm (COP) 6}'a ulaştığı tespit edilmiştir. Giriş Binalann toplam ene~i tüketimindeki payının yaklaşık %40 olduğu tahmin edilmektedir. Bina sektörü giderek büyümektedir ve bu da sonuç olarak ene~i tüketimini arttırmaktadır. Bu se– beple, ene~i tüketiminin azaltılması ve yenile– nebilir e~i kaynaklannil kıllanımı sera gazı emisyonlanrın aza~ması anlamnda önemli bi ~m teşki etmektedr. Enerji tüketillni aza~ma anlamında alııan tedbi1er arasında ıwoto Protııkolü'rıe uygun şekilde yenienebiir enerj kaynaklanndan ene~i kullanımının arttınlması ve global sıcaklık arbşının 2°C altında tırtıılması için uzun dönemli misyona bağlılık ve 2020 itiban ile toplam sera gazı emisyonlannın %20'den az olması misyonuna bağlılık ve de EFBD 2010/.U/ EU gerekliliklerinin karşılanması vardır. Azalan ene~i tüketimi ve artan yenilenebilir enerji kaynaklannın daha fazla kullanımı, ene~i arzı güvenliği sağlanması anlamında önemli rol oynamaktadır. Isınma anlamında umutvadeden alternatiflerden birisi arasırıda güneş enerjisi vardır. Güneş e~isini depolamanın en iyi yolu ısı depolama cihazı kullanmaktır. Tanklarda enerji depolama çok farklı sistem– lere entegre edilebilmektedir. Bunlardan bir tanesi bir ısıtma sistemine entegre etmektir. Tank ve biokütlenin yanmasının kombinas– yonu optimal performans sunmaktadır çünkü binanın ısıtılması için kullanılmayan ısı, ısı depolama tankında saklanabilmekte ve sıtma 60 lesisat Dergisi Sayı 196- Nisan 2012 cihazının çalışmadığı zamanlarda ısıtma için kullanılmaktadır. Isıtma sistemine entegre edilmiş olan duyarlı ısı depolama cihazının boyutlandırma prensip– leri Viorel Badescu tarafından geliştirilmiştir. Badescu iki model sunmuştur. Elde edilen sonuçlar daha ufak ısı depolama cihazlannın büyük olanlara kıyasla daha hızlı soğuduğunu ve her ay depolanan ısıl ene~i ve ısı pompası kompresörünü çalıştırmak için kullanılan aylık enerjinin tankın boyunun artması ile arttığını göstermektedir. Tabi ki depolama cihazını bi– naya entegre etmek mümkündür. Bu durumda, ısı depolama cihazı iç farklı çalışma moduna sahip olacaktır: ısının toplanması, ısının bo– şaltılması ve anlık doldurma ve boşaltma. Termosifon içinde alkol ile çalışan bu tür bir ısı depolama cihazı en iyi sonuçları vermektedir. Isı depolama cihaılannı doldurmak için kulla– nılan araçlar farklıdır. Isı depolama için kulla– nılan bir olası araç fiziksel durumu değiştiren maddeler (Faz değişim maddeleri - PCM). Bunlar hem ısıtma hem de soğutma ama– cıyla farklı sistemlerde kullanılabilmektedir. Bu maddeler binalann ene~i gerekliliklerini azaltma anlamında çok başanlı olmaktadırlar. Maalesef, bunların yaygın şekilde kullanımın­ dan önce araştırma ve geliştirme seviyesinde pek çok problemin çözülmesi gerekmektedir. Bunlann üzerinde, PCM'in ısıl özelliklerine çok dikkat edilmelidir. d ls.Uu*na Onivntıısi, Slovenya (Gizli) ısı depolama cihaziarı giderek önemli hale gelmektedir. Binalarda gizli ısı depola– masının bazı avantajları vardır. Uygun PCM'i kullanarak ve bunu doğru şekilde kurarak, latent ısı depolama cihaziarı binaların ısıtıl­ ması ve soğutulması anlamında ekonomik verimliliğe sahip altıımatifler olabilmektedir– ler. Toplu kullanım için, dayanıklılık ve pratiklik anlamında bazı problemierin çözülmesi gerek– lidir. Geçtiğimiz son 20 yıl içerisinde, OCM ve enerji depolama alanlannda ciddi araştırmalar gerçekleştirilmiştir. Zalba ve diğer araştırma­ cılar katı-sıvı faz değişimi kullanarak ısıl enerji depolaması üzerine yayınları araştırmışlardır. Enerji depolaması PCM'nin erime/katılaşma özelliklerine göre gerçekleştirilebilmektedir. Baz olarak, farklı erime ısılanna sahip olan farklı parafin türleri seçilmiştir. Erime ve ka– tılaşma üzerinde Reynolds ve Stefan sayısı­ nın etkisi belirlenmiştir. PCM'nin davranışını analiz ederken, faz değişiminin ısı aralığında meydana geldiği belirlenmiştir. Entalpi yönte– minin kullanımı erime sürecinin temel olarak Stefan sayısına yani faz değişiminin meyda– na geldiği ısıya dayalı olduğunu göstermiştir. Gizli ısı depolama cihaziarı güneş kolektörleri ve ısı pompaları ile birlikte ısı sitemlerinde kul– lanılabilir. Simülasyon için, gizli ısı depolama cihazı kullanılmıştır ve PCM ile dolu olan gizli ısı depolama cihazının içeri giren ve dışan çıkan ısılan ölçülmüştilr. Bu tur bir sistemde, sisbırnin performansı açısından bazı tasarım faktörleri