• 13 March Wednesday
  • MMO
Solar Destekli Soğutma Hakkında Bilmemiz Gerekenler

Dünyamızın gündemini son zamanlarda yoğun olarak meşgul eden enerji kaynaklarının tükenmesi ve küresel ısınma konusunda ülkeler, sivil toplum örgütleri ve kişisel olarak çalışmalar yapılmaktadır.

Engin Çatak

Makina Mühendisi

Bu çalışmaların en temelinde bugün harcadığımız enerjiden daha az enerji tüketmek yani tasarruf gelmektedir. Daha az enerji tüketimi ile birlikte karbon salınımını amaçlanarak “en temiz enerji kullanılmayan enerji” sonucuna varılmaktadır. İnsanoğlunun gıda, ilaç gibi en temel ihtiyaçlarının güvenliğinin yanı sıra konfor amaçlı ve teknolojik ürünlerin ihtiyaçları gibi birçok alanda kullanılan soğutma ve klima sistemlerinin dünyanın toplam enerji tüketiminin %15’ini oluşturduğu bilinmektedir. Bu oran endüstriyel alanların dışında özellikle perakende sektörü gibi ticari alanlarda %50‘ye kadar ulaşabilmektedir. Soğutma ve klima sistemleri kullanımında tükettiğimiz enerjiyi azaltmak için üretici ve tüketici tarafında yoğun çaba gösterilmekte ve bu konu pazarda rekabete önemli bir konu olmaktadır. Üreticiler tarafından soğutma sistemi çalışması sırasında kullanılmayan atık ısının geri kazandırılması gibi basit önlemlerin yanı sıra yüksek teknolojik sistemlerle çalışma sırasında en ufak gereksiz tüketimin önüne geçilmeye çalışılmakta. Tüketiciler de gerek basit önlemlerle gereksiz tüketimi engellemeye çalışmakla birlikte gerekse karmaşık otomasyon sistemleri sayesinde kullanıcı vb. kaynaklı enerji kayıplarının önüne geçmeye çalışmaktadır.

Tüm bu önlemlere rağmen hâlâ tasarruf miktarı istenilen oranlara ulaşamamıştır. 30 yıl kadar önce Amerika ve Çin’de bulunan üniversitelerde denemeleri yapılan solar destekli soğutma sistemi o günkü kullanılan soğutma sisteminin teknolojik yetersizliklerinden dolayı istenilen başarıya ulaşamamış ve ticari kullanıma sunulamamış. Bir süre önce tozlu raflardan indirilen projenin günümüz sistemlerinde denemeleri yapılarak başarı kaydedilmiş ve son 7 yıldır dünyada kullanılmaya başlanmış olup 6000’den fazla projede uygulanarak %70 oranlarına varan enerji tasarruf değerlerine ulaşılmıştır. Büyük oranda enerji tasarrufu sağladığımız solar destekli soğutma kurulumu için mevcut sistemin değişmesi gerekmemekle birlikte tüm soğutma sitemlerine (Uuygun koşullardaki) uygulanabilmektedir. Bu durum yatırım maliyetini de azaltarak yatırımın tasarruf ile geri dönüş süresini kısaltmaktadır.

Solar destekli soğutma veya klima sistemi bahsettiğimiz gibi tamamen yeni bir ürün olmayıp hâli hazırda kullanılan veya yine piyasadan temin edebileceğimiz sistemlere entegre edebileceğimiz patentli bir enerji tasarruf sistemidir. Özel tasarlanmış güneş panelleri şekildeki gibi soğutma sisteminin bir elemanı olarak kompresör ve kondenser arasındaki boru hattına eklenerek kompresör tarafından üretilmesi gereken enerjiyi sisteme güneşten alarak ekler ve kompresör üzerindeki yükü hafifletir. Sistemin en fazla enerjiyi tüketen elemanı olan kompresörün yükünün hafifletilmesi ile kayda değer enerji tasarrufuna erişildiği gibi aynı zamanda en pahalı elemanlarından da olan kompresörün aşırı yükte çalışma süresi kısaldığı için ömrü de uzamaktadır.

Nasıl Çalışır

Soğutmanın olabilmesi için gerekli olan genleşme vanası öncesi hazırda bekleyen yüksek basınçtaki sıvı soğutucu akışkanı elde edebilmek için kondenserde yüksek basınçtaki kızgın buhar halindeki soğutucu akışkan dış hava ile ısı transferi yapılması sağlanır. İki madde arasındaki ısı transferi için gerekli olan maddeler arasındaki sıcaklık farkını oluşturabilmek için kompresör kondenser çıkışındaki akışkan sıcaklığını dış hava sıcaklığından en az 5°C sıcaklık farkı oluşturmak için çalışmasını ayarlamaktadır.

Bir örnek ile açıklamak gerekirse:

Birinci durumda:

Dış ortam sıcaklığı 20°C iken soğutucu akışkan kondenser çıkış sıcaklığı 25~27°C arasında olması için 1 : 40°C çıkış sıcaklığı 20 bar basınç ve %30 kapasite ile çalışır.

İkinci Durumda: Dış ortam sıcaklığı 35°C olduğunda soğutucu akışkan kondenser çıkış sıcaklığı 42~25°C arasında olması için 2 : 60°C çıkış sıcaklığı 25 bar basınç ve %90 kapasite ile çalışır.

Solar Destekli Durumda :

Dış ortam sıcaklığı 35°C olduğunda soğutucu akışkan kondenser çıkış sıcaklığı 42~25°C arasında olması için 1 : 60°C çıkış sıcaklığı 25 bar basınç ve %90 kapasite ile çalışırken güneşten aldığımız enerji ile Solar Panel çıkış sıcaklığımız 90°C’ye ulaşabilir fakat bu durum sistem içindeki sensörler ile tespit edilerek kompresörü birinci durumdaki çalışma koşullarına geri döndürür. Bu şekilde kompresör kapasitesi %30 seviyelerine gelerek daha az enerji tüketir. Buna ek olarak daha az enerji tüketerek elde etiğimiz sıcaklık farkı birinci durumdakine göre daha da fazla olduğu için sıvılaştırdığımız soğutucu akışkan miktarı da artmaktadır. Bu durum aynı zamanda soğutma sisteminde istenmeyen kondenserden sıvılaşmadan gaz fazında evaparatöre giden soğutucu akışkanı da engellediği için soğutma sisteminin performansını da arttırmaktadır. Enerji tüketimi konusunda daha önce yapılan uygulamalara ait karşılaştırma grafiği aşağıda gösterilmiştir. Burada görülebileceği gibi sistem soğutma ihtiyacının en çok olduğu günün en sıcak zamanı olan güneşin parladığı anlarda performansının en fazla olduğu duruma ulaşmaktadır. Buna ek olarak soğutma işlemi sırasında güneş olmadığında grafikte görüleceği gibi az da olsa tasarruf devam etmekte olup toplam tüketimi azaltmaktadır.

Klimalar için ısıtma işleminden kısaca bahsetmek gerekirse burada sitemin çalışmasının temel olarak bir değişiklik göstermediği sadece kondenser ve evaparatör bir 4 yollu vana ile yer değiştirmektedir. Bu şekilde iç üniteden kompresörden çıkan sıcak gaz doğrudan geçmesi ile sıcak hava üflemeye başlar. Burada solar destekli sistemimiz kompresörden çıkan gazı güneş enerjisi ile ısıtarak istenilen sıcaklığa ulaşmasını sağlar ve hem tasarruf edilmesine hem de ısıtma performansının artmasına sebep olur. Konu ile ilgili daha fazla bilgi alabilmek için www.solarsogutma.com adresi ziyaret edilebilir.