Tesisat Dergisi 202. Sayı (Ekim 2012)

UYGULAMA 98 Tesisat Dergisi Sayı 202 - Ekim 2012 karşılaştırılabilir. Ancak, bu aynı zamanda bir gizli ısı deposu olarak da kullanılır. Deniz suyundan suya çalışan ısı pompaları su depo- sundan daha ve daha fazla ısı çektikçe su buz haline gelene kadar soğuyacaktır. Bu süreç sırasında mevcut olan kristalleşme entalpi- si enerji deposu için ilave olarak mevcuttur. Meydana gelen bu faz değişimi nedeniyle bu tip su depoları “buz deposu” olarak adlanırlar. Buz deposu ve ısı pompası arasındaki ısı trans- fer sıvısı olarak su/Tyfocor olarak adlandırılan ergime noktası -15°C olan etilen glikol esaslı antifriz ve korozyon önleyici bir sıvı kullanılır. Bina Tanımı ve Teknik Bilgiler Aşağıda ITW tarafından izlenen ve kontrol edi- len güneş enerjisi buz deposu sisteminin bazı elemanlarını teknik bilgileri ve bu sistemin monte edildiği binanın tanımı yer almaktadır: • Tek ailenin oturduğu ev, 1 kat, 2 kişi; inşa yılı 2010, • Mevkii: Louisendorf, Hessen, Almanya, • Isıtılan yaşam alanı: 175m², döşemeden ısıtma sistemi, • Deniz suyundan suya ısı pompası sistemi kapasitesi: 6kW ve entegre 220 litrelik sı- cak su akümülatörü, COP: B0/W35³ de 4,6, soğutucu akışkan R410A, skroll (spiral) tip kompresör, • 2 x 2.25 m² düz güneş enerjisi kolektörleri ve 2 x 4m² güneş ışığı emicileri, • 12m³ buz deposu (gizli ısı kaynağı, depo ortamı: su/buz) İzleme ve Kontrol Prosedürü Sistem 2011 sonbaharından beri kontrol edilmektedir. Veriler her dakikada bir kez veri kaydedicisi olarak bir Ennovatis Smartbox ile toplanmakta ve günde bir kez GSM mobil bağlantıyla ITW’ye aktarılmaktadır. Ortam sı- caklıklarını, oda sıcaklıklarını (kazan dairesi) ve üç deniz suyu kangalının: iki güneş enerjisi kangalı ve buz deposundan ıs pompasına olan kangal (ısı pompasının primer devresi) gidiş ve dönüş suyu sıcaklıklarını ölçmek için Pt 1000 sensörler kullanılmıştır. Güneş enerjisi radyas- yonu Silisyum hücreli bir sensör tarafından ve ortam nemi ise bir higrometre ile ölçülmüştür. Isı ölçerlerinin her birinde bir ultrasonik akış ölçer ve iki Pt 500 sensör bulunmakta ve ma- hal ısıtması kangalında ve sıcak kullanım suyu kangalındaki sirkülasyon dahil ısı akışını izle- mek, gidiş ve dönüş suyu sıcaklık değerlerini ve akış debisini kaydetmek için kullanılmakta- dır. Türbin tip debi akış ölçerleri üç deniz suyu kangalındaki (iki güneş enerjisi kangalı ve ısı pompası primer devresi) ısı miktarını ölçmek için kullanılmaktadır. Isı pompası, ısı pompası içindeki elektrikli ısıtıcı elemanın, güneş ener- jisi kangalı pompasının, mahal ısıtması kan- galı pompasının, ısı pompasın primer kangalı pompasının ve kontrolörün kullandığı elektrik enerjisini ölçmek için elektrik sayaçları kul- lanılmıştır. İlave olarak, üç yollu valfların ve güneş enerjisi pompasının durumu hangi gü- neş kolektörünün çalıştığını ve hangi deponun doldurulmakta olduğunu izlemek için basit bir “on/off” sinyalle kontrol edilmektedir. Sonuçlar Şekil 3 ’te güneş enerjisi buz deposu sisteminin Ocak 2012’den Temmuz 2012’ye kadar kilovat saat olarak aylık enerji dengesi görülmektedir. Her sütunun merkezindeki küçük çubuk ısı kayıpları dahil faydalı enerjiyi göstermektedir. Her bir sütunun dış tarafında enerji kaynakları gösterilmiştir. Bunlar içinde düz kolektörlerden Sıcak Kullanım Suyu deposuna güneş enerji- si kazançları, ısı pompası ve elektrikli ısıtma elemanı tarafından kullanılan elektrik enerjisi bulunmaktadır. Isı pompasının mevsimlik performans faktörü (SPF HP(ısı pompası) ) yandaki şekilde hesaplanır: Burada Q SH : mahal ısıtması, QDHW sıcak kul- lanım suyu, Q losess –ısı kayıpları, Qsolar to DHW güneş enerjisinden Sıcak kullanım suyuna, Qel. heating element , elektrikli ısıtma elemanı tarafından sağlanan ısı, Pel, HP ısı pompasının elektrik tüketimini gösterir. SPF HP ısı kayıpları dahil üretilen ısı ve dikka- te alınarak gösterilen yedi aylık dönem içinde 4,37 lik bir değere ve sadece üretilen faydalı ısı dikkate alındığında 3,22 gibi bir değere ulaş- mıştır. Diğer taraftan güneş enerjisiyle ısıtma yapan bir sistemin ısıl performansı, güneş enerjisiyle ısıtma sisteminin enerji kullanımın (Qaux)referans alınan klasik ısıtma sisteminin kullandığı enerjiyle (Qref) karşılaştırıldığında aradaki fark olarak tanımlanan küçük enerji tasarruflarıyla karakterize edilen fsav, prim ifadesiyle gösterilir: 0 500 1000 1500 2000 2500 0 500 1000 1500 2000 2500 Ocak 12 Şubat 12 Mar 12 Nisan 12 Mayıs 12 Haziran 12 Temmuz 12 Enerji [kWh] Q use Q SH Elektrikli ısıtıcı eleman Isı pompası, elektrikli Buz deposundan ısı pompasına ısı Güneşten sıcak kullanım suyu akümülatörüne Sıcak kul. suyu, sirkülasyon dahil Mahal ısıtması Isı kayıpları Şekil 3. İzlenen güneş enerjisi buz deposu sisteminin aylık enerji dengesi 4 HP el heating el DHW to solar losses DHW SH HP P Q Q Q Q Q SPF , . ) ( ref aux prim sav Q Q f 1 , with y electricit PE element heating el HP el aux f P P Q , , , ) ( gas PE store losses DHW SH ref f Q Q Q Q , , ) ( burada Primer enerji oranlarının f PE faktörleri olarak doğal gazda 1.1 ve Alman elektrik karışımı için 2.6 kullanılır. Diğer yan enerji kullanımları, örneğin sirkülasyon pompalarının ve kontrol cihazlarının enerji kullanımı, Qaux , EN 12976 standardına göre değerin içine dahil edilme- miştir. Güneş enerjisi buz deposu sistemi aşağıda görülen periyot için %33 oranında dönemsel enerji tasarrufu sağlamıştır. Bunun