Tesisat Dergisi 235. Sayı (Temmuz 2015)

- V) ~ V) o o V) w V) o ~ c.. :::> V) Atik Su ls1 Pompalanmn Tasarımı ve Enerjetik Performansinin Değerlendirilmesi ı. Giriş Gelecek ve sürdürülebilirbir enerji sistemL yenilenebilir enerji teknolojilerinin artan bir paym1gerekli/olmaktadir. Bu bağlamda, sonYillardayenilenebilirenerjiteknolojilerinin ayn, hibrit (melez) veya entegre laJIIamm1 üzerineyap1lan çalişmalar önemliölçüde artrmştlr. ls1 pompalan, yenilenebilir enerji kaynak/annm laJI/amld1ğı çevre dostu teknoloji/erin bir parçasi olup gelişmiş ülkelerde y11/ardlf kullamlmaktad1r. Atik su, ISI pompalan için yenilenebilir bir 1s1 kaynaği olarak görülmektedir. 1980'/i y11lann başlarmda, atik (kanalizasyon) suISIpompalanisveç veNorveçgibiKuzeyAvrupa ülkelerinde yaygın olarak ve Çin'de losmen uygulanm1şt1r. Son yirmi y1/da, atık su kaynakliiSI pompas1, görece/i dahayüksekenerjilaJI/amm verimi ve çevre konımas1 yararlan sebebiyle, artanbir şekilde popüler olmuştur. ls1 pompalan için diğer geleneksel enerjikaynaklanna (yeraltJ suyu, jeotermal ıs1, d1ş hava) loyasla, yerel konut drenaj sistemlerinden Çikan atik su, ISitma sezonuboyuncagörece/idahayüksekslCakiikiarasahipolup ortalama9-14 oc (izmir' deki Çiğli ilçesinde yak/aşık 14 °G) aralığındadlr. Bundan dolaYI atikSU, ISinin kullamml için ideal bir temel oluşturmaktadır. Yazın ise, atık su Sicakiikları 2U'C 'nin (izmir 'deki Çiğli ilçesinde 28-29 °C arasmda) üzerindedir. Bu, aynı zamanda ik/imlendirme için soğuğun üretilmesinde kullanımm1 mümkün kılmaktadir. Bu çalışmada, öncelikle atık su ıs1 pompas1 prensibi ve işletme şekli açlklanacaktır. Daha sonra, atık su ıs1 değiştiricisinin ve atik su ıs1 pompas1 cihazmın tasarımına ilişkin bazı esaslar sunulacaktır. Son olarak, literatürdeki değişik sistemler Josaca tamtllacaktır. Atık su ısı pompası sistemleriyle uğraşan tasanmcılara, uygulamacılara ve araştirmacılara katki koymaya çalış1/acaktır. AnahtarKelime/er: Atık su, Kanafizasyonsuyu, Atık su ısı değiştiricisi, Isı geri kazammı, Atık su ls1 pompası, Enerji verimliliği. Sanayide ve konutlarda tüketilen enerji miktan arttıkça bu tüketime bağlı olarak çevre kirliliği oranı da artmaktadır. Hem enerji maliyetlerinin yüksek olması hem de meydana gelen çevre sorunları nedeni ile enerji geri dönü§ümü ve atık enerjiden yararlanma son yıllarda önem kazanmış­ tır. Verimli enerji kullanımı çerçevesinde atık sudan yararlanan ısı pompası siste– mi bu çalışma kapsamında ele alınmı§tır. Çevre dostu teknolojilerin başında gelen ısı pompaları, yüksek enerji verimlilikleri nedeniyle uzun süredir gelişmiş ülkelerde kullanılmaktadır. Bu çalışmada atık su, ısı pompası için yenilenebilir ısı kaynağı ola– rak ele alınacaktır. Özellikle büyük kent– lerde yoğun şekilde bulunan ve yüksek ısı kapasitelerinde sabit sıcakilkiara sahip atık sular, yenilenebilir bir ısı kaynağı ola– rak ele alınabilir ve binaların ısıtılması ve soğutulması için ısı pompalarında enerji kaynağı olarak kullanılabilir [1]. 1980 yıllardan beri Almanya, isviçre ve iskandinav ülkelerinin kanalizasyon sis– temlerinde yer alan atık sulardan yarar– landıklan görülmektedir. Kullanılan atık sulara ait ısıl potansiyelin 10-20000 kW aralığında olduğu söylenebilir [2]. Atık su- 96 Tesisat Dergisi Sayı 235- Temmuz 2015 Mustafa ARAZ Arııliırma GiirMsi Makina Y"ıiksek Mühenmsi- Yaşar Üniversitesi Ene~i Sistemleri Mühendisiili llillümü Ojuzhan ÇULHA Nükleer Enarji Mooanmsi - Ei& Üniversitesi Fan Bilimiari Ensötiisü YL Oiirencisi Prof. Dr. Arif HEPBAŞLI Yaşar O niversitesi Erıerj Sistenıleri Mliherıdislii Böllirrıii Doç. Dr. Ortlan EKREN Ei& iiııiverıitesi Güllll§ Enerjisi Enstltıisü Doç. Dr. Hüseyin GÜNERHAN Ei& iiııiverıitesi Makila Miiherıdisliii Böliirrıii Yrd. Doç. Dr. Emrah BlYlK Yaşar Onivarsitesi Erıerj Sistemiari Mliharıdisliii Böllirrıii ların temel özellikleri aşağıda verildiği gibi sıralanabilir: (i} Atık sular büyük miktarlarda her yıl kentlerde üretilir, (ii) ısıtma ve soğutma sezonlarında atık su sıcaklığındaki dal– galanmalar az miktarda oluşur ve kış aylarında dış hava sıcaklığına göre daha yüksek, yaz aylarında ise daha düşük sı­ caklıklara sahiptir, (iii) ısı pompalarında kullanılacak ısı enerjisinin büyük bir kısmı atık sulardan sağlanabilir [3]. Atık su ısı pompalarının tasarımı üzeri– ne dünyada birçok çalışmanın yapıldığı görülmektedir. örneğin Çin'in Xi §ehrinde yer alan beş adet atık su arıtma tesisi– nin durumunun ve atık su karakteristik parametrelerinin incelendiği çalışmada, merkezi ısıtma için geleneksel sistemlerin yerine atık su kaynaklı ısı pompalarının kullanımı değer1endirilmiştir. Xi'de bir yerleşim bölgesi ele alınarak atık su kay– naklı ısı pompası teknolojisinin soğutma