M O) >, .. vı Kullanım Alanları, Enerji Açısından Etkenler, Ekonomiklik, Hijyen Topraktan Havaya laı Değlştiricilari Application Fields, Factors Of Energy, Efficiency, Hygene / Heat Converters From Soil To Air Toprak-hava ısı değiştiricileri (THID'ler) havalandırma ve klima tekniği tesislerinde giderek daha sık kullanılmaya başlanmıştır. Toprak-hava ısı değiştiricileri pompaları özellikle düşük enerjili ve pasif binalarda kontrollü taze hava verme ve kirli hava atma sı rasında kullanılır. THID kullanımındaki hedef, hava şartlaması için ısıtma ve soğutma enerji tüketimlerini azaltmaktır. 11. Giriş Toprak-hava ısı değiştiricileri teknik açıdan karşılaştırıldığında, basit bir hava şartlama olanağı sunar. Bir iklimlendirme tesisinin dış havayı emişi, toprak altına gömülü olan bir borudan veya bir boru ağından geçerek gerçekleşir. Bir boru ağı, bir dağıtıcı ve toplayıcı üzerinde paralel bağl ı çok sayıda münferit borulardan oluşur. Uygulamalara göre değişerek, THID dışında çok az sayıda ek üniteye ihtiyaç duyulur. THID bundan dolayı, genel olarak çok basit bir şekilde iklimlendirme tesislerine muhtelif kullanım alanları için entegre edilebilir. Toprak-hava ısı değiştiricilerinin prensibi, topraktan mevsimsel ısı deposu ve ısı kuyusu olarak yararlanılmasına dayanır. Toprak altının özelliklerine bağlı olarak, dış hava sıcaklığına göre sıcaklıkta bir sönüm ve faz farkı mevcuttur. Sönüm ve faz farkı, söz konusu toprak tabakasında ne kadar derine inildiğine bağlıdır. Daha iki metre derinlikte bile, Almanya'da toprak sıcaklıkları yıl içinde 5°C ila 15°C arasında değişmektedir. En düşük sıcaklıklara ise Mart ayında ulaşılır, maksimum sıcaklıklar Eylül ayında görülür. Hiçbir şekilde müdahale ed ilmemiş bir toprak tabakasında sıcaklık değerleri, Şekil 1 'de örnek olarak gösterildiği gibi yaklaşık olarak bir sinüs eğrisi ile değişmektedir. 94 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 u 10,0 o o.ı 8,0 <.J o.ı 6,0 a; - Çevre havası - Yüzey - 2 m derinlik - 4 m derinlik o 4,0 2,0 - 8mderinlik 0,0 -2,0 -4,0 -6,0 "' -"' <O t C: C: "' "' "' ııı >- ~ ::, u ..c ::E "' E o ::, z ::E ·;;; E v,, "' I ~ "' 3 E E ~ ~ >- 31 ~ ti! ::, LU LU < >00 < Şekil J. Çevre Jıavasmın, toprak yüzeyinin ve ıııiidalıele edilmemiş toprak katmam içinde 11111/ıtelifderiıılikleriıı yıllık sıcaklık değişimi (aylık ortalamalar) Yazan: Yük. Müh. (FH) Mark.us Betz (TP!. Trippe und Partner Mühendislik Ltd. Şti. Proje Müdürü) Çeviri: Korhan Küçümen Kaynak: TGA Fachplaner, Temmuz 2003 Topraktan ısıl olarak faydalanabilmek için belirleyici olan sıcaklık profili, ağırlıkla aşağıda açıklanan faktörler ile belirlenir: t İklim sınır şartları: Çevre sıcaklığı, güneş ışınımı, rüzgar, yağış. t Toprak parametreleri: lsı iletkenliği, özgül ısıl kapasite, zemin suyun derinliği, zemin suyu sıcaklığı. t Çevre koşu lları: Etraftaki ya pılaş ma, yüzeydeki bitki örtüsü. Boruların toprak yüzeyine yakın döşenmesi nedeniyle jeotermik etkenler neredeyse hiçbir rol oynamaz. L2. Kullanım Alanları Toprak-hava ısı değiştiricileri, toprak içinde gerçekleşen sıcaklıklardan dolayı kış aylarında dış havanın ısıtılmasında, yaz ayarında ise soğutulmasında kullanılır. THID kısıtlı bir şekilde yaz aylarında havanın nemini almak için de kullanılabili r. Toprak-hava ısı değiştiricilerinin enteresan özelliklerinden birisi ise, güçlerinin "ekstremleşen" çevre havası sıcaklığıyla (gerek ısıtmada gerekse soğutmada) artmasıdır. Çünkü güçleri toprak sıca klığı ile (görece sabittir) çevre havası arasındaki sıcaklık farkına bağlıdır. Kış aylarındaki ısıtma gücü, çok düşük çevre sıcaklıklarında (maksimum ısıtma yükü) en üst seviyededir ve yaz aylarında soğutma gücü ise çok yüksek çevre havası sıcaklıklarında (maksimum soğutma yükü) en büyük değere ulaşır. Böylece THID'nin sağlad ığı güç, hava şartlama için gerekli güç ihtiyacına ilk yaklaşımda doğru orantı lı olarak değişir. Toprak-hava ısı değiştiricilerinin yaygın bilinen kullanım alanı, düşük enerjili ve pasif evlerin havalandırma sistemleridir. Oysa THID'ler neredeyse tüm iklimlendirme tesislerinde kullanılabilir. Böylece THID'nin kullanım alanı evler, büro ve idari binalar ve imalathanelerden toplantı yerlerine ve hastanelere kadar uzanmaktadır. Toprak hava ısı değiştiricilerinin kullanılmasındaki hedefler: t ısıtma ve soğutma enerjisi ihtiyacının düşürülmesi,
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=