Tesisat Dergisi 195. Sayı (Mart 2012)

MAKALE 60 Tesisat Dergisi Sayı 195 - Mart 2012 + Isıtma ve soğutma için sürdürülebilir bir stra- teji yüksek sıcaklıkla soğutma ve düşük sıcak- lıkla ısıtma uygulaması yapılan geniş radyan yüzeyler kullanan su esaslı çözümlerdir. Düşük enerji tüketimi bu şekilde ortalama çalışma suyu sıcaklığını, ortam sıcaklığına yakın olan, (18–28°C) arasında tutarak sağlanmakta- dır. Bu da ısı pompaları gibi ısı kaynaklarının etkinliğini artırmakta ve yenilenebilir enerji kaynaklarıyla serbest soğutma yüzeyleri kulla- nılmasını mümkün kılmaktadır. Radyant sistemler binanın yapısı içine gömü- lür, bu ise duvarda herhangi bir çıkıntı veya rahatsızlık verecek cihaz olamamasını sağla- yarak görünür olarak düz bir yüzey ve esnek bir iç ortam mimarisi verir. Düşük Enerji Sistemleri Prensip olarak ısıtma ve soğutmanın ikisi de ortam sıcaklığına yakın sıcaklıklarda elde edi- lebilirler. Örnek olarak döşemeden ısıtma sistemleri uygulamasında olduğu gibi göreceli olarak bü- yük yüzeyler arasında ısı transferi için sadece düşük bir sıcaklık farkına (ΔT) ihtiyaç duyu- lur. Uygun sıcaklık seviyeleri prensip olarak düşük kalitede veya daha doğru bir ifadeyle düşük enerji içeren enerjinin kullanılmasını mümkün hale getirir. Enerji konsepti verilen bir enerji akışının kalitesi ve mevcut olmasının bir ölçüsü olarak görülebilir. Son yıllarda yapılan birkaç uluslararası araştırma ve kullanımını gösterme projesi, uluslararası enerji ajansınca (IEA) yürütülen LowEx programı dâhil olmak üzere, enerji sistemlerinin enerjinin kullanıla- bilir hale getirilen kısmını (exergy) en uygun kullanılmasına odaklanmalarını başarmıştır. Elde edilen sonuçlar enerji temin sistemleri ve müstakil konutlar arasında ileride meydana gelecek etkileşimin bölgesel seviyede toplam enerji tasarrufunu geliştirecek anahtar ko- numdaki eleman olacağının altını çizmiştir. Enerji Kaynaklarının En Uygun Kullanılması Döşemeden ısıtma ve döşemeden soğutma gibi su bazlı sistemler ısıtma ve soğutmayı ortam çevresi sıcaklığında yapmayı kolaylaştırdıkları için düşük sıcaklıkta enerji sistemleri olarak doğmuştur. Bunun sonucu olarak sistemler, özellikle güneş, bio-kütle, topraktan ısıtma ve ısı pompaları gibi, her cinsten enerjiyi son derece verimli kullanırlar. Birçok enerji kayna- ğının tüm olarak verimi esas olarak ısıtma sis- teminin besleme sıcaklığına bağlıdır, besleme sıcaklığı düştükçe verim yükselir. Bu özellikle ısı pompaları ve (doğal gaz veya bio-kütle yakan) yoğuşmalı kazanlar için doğrudur. Isı pompaları için ampirik olarak temel kural besleme sıcaklığında 1°C sıcaklık azaltmasının yıllık enerji tüketiminde yaklaşık olarak %2 lik bir tasarruf sağlayacağıdır. Eğer ısıtma sistemi radyatörlere 50°C da su gönde- ren bir sistem yerine 30°C da su gönderen dö- şemeden ısıtma sistemi olarak seçilmişse bu uygulama yıllık enerji faturalarında, tabii-ki ısı pompası tipi ve diğer parametrelere bağlı ola- rak, %30-40 olarak tasarruf sağlayacaktır. Radyant Sistemler Bir binada zemin, tavan ve yan duvarlar içindeki borularda suyun dolaştığı ısıtma ve soğutma sistemleri radyant sistemler orak adlanır, zira buralarda enerji değişiminin %50 den fazlası ışınımla olur. Ofis ortamı için genel olarak uygulanan radyan sistemlerin ürün ara- lığı geleneksel döşemeden ısıtma ve soğutma sistemlerinden çeşitli duvar veya tavan sis- temlerine ve oradan da boruların beton blok- lar içine gömüldüğü termal olarak aktif bina sistemlerine kadar uzanır. 100 W/m² ye kadar olan ısıtma kapasitesi zemin ve tavandan ısıtma sistemlerinde tipik olarak ulaşılan ka- pasite olurken, termal aktif bina sistemlerinde soğutma kapasitesi olarak 60 W/m² ye, asma tavanlar için konfor panelleriyle 70 W/m² ye ulaşılabilmiştir. Düşük sıcaklıkta ısıtma ve yüksek sıcaklıkta soğutma yüksek performanslı binalarda enerji Sistem 1 Sistem 2 Sistem 3 T (°C) Verim T (°C) Verim T (°C) Verim Yoğuşmalı kazan 80 0.95 80 0,95 80 0,95 Hava soğutmalı çiller ünite 7-12 3.1 7 3,1 7 3,1 Yoğuşmalı kazan 55 1.0 Hava soğutmalı çiller ünite 18 3.5 Isı pompası 55 4,05 55 4,05 Tersine çevrilebilir ısı pompası 18 6,50 Serbest soğutma (toprak su) 18 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Roma Frankfurt Londra Madrid kWh/m²/yıl Havalı Klima Sistemi Radyant Sistem 1 Radyant Sistem 2 Radyant Sistem 2 Radyant zemin ve tavan ısıtma ve soğutması ve havalı klima referans sistemi arasındaki mukayeseye da- yanan simüle edilmiş radyan sistemlerin performans örneği. (İklimlendirme yapılan alanın her metre karesi için yıllık primer enerji kullanımı). Simülasyonlar EnergyPlus v.3.1.0 ile yapılmış ve iklim şartları IWEC (International Weather for Energy Calculation- Enerji Hesaplaması için Uluslararası Hava durumu bilgileri) iklim verilerine ilişkin veri tabanından alınmıştır.