Enerji masraflarını en aza indirgemek için alternatif enerji kaynakları devreye girmektedir. En ucuz enerji ise geri kazanılan enerji olduğu için ötürü su soğutmalı cihazlar ile sıcaklık geri kazanım sistemleri devreye girmektedir. Yaz aylarında oldukça sıcak olan ve kışları ılıman geçen bölgelerde büyük işletmelerin çoğunda bilhassa otellerde yüksek bereketli olması sebebiyle su soğutmalı cihazlar kullanılır. Ve tekrar otellerde sıcak kullanım suyu üretimi için ciddi anlamda enerji sarf edilmektedir. Bilindiği suretiyle bu benzer biçimde tesislerde binadan alınan enerji soğutma kuleleri vasıtasıyla atmosfere veya eşanjör vasıtasıyla deniz, göl benzer biçimde daha soğuk olan kaynaklara aktarılmaktadır. Su soğutmalı cihazlar gruplarında sıcaklık geri kazanımı grubun özellikleri ile yakından ilgilidir. Birçok şirket sırf bu amaçla çift kondenserli gruplar yada tek kondenserli grupları yüksek gaz basıncına dayanıklı halde yapım etmektedir.

Bu üretim aşamasında ise saatlik sıcak kullanım suyu ihtiyacı belirlenmeli, sıcak su tankı, boru çapı ve pompa tarzı doğru yapılarak sistem bina otomasyonuna bağlanmalıdır.İki kondenserli cihazlarda, sıcaklık geri kazanım kondenserlerinden biri düzgüsel kule hattına bağlıdır, öteki ise bir plakalı eşanjör ve pompa ile sıcak su depolama tankına sıcaklık aktarmaktadır. Sıcak su tankında su sıcaklığı 40 derecenin dibine indirilmiş olduğu taktirde kule hattı üstündeki vana, kule hattını yavaşça kapatır ve pompa gruptaki enerjiyi eşanjöre aktarmaya başlar. Tanktaki ısı 45 dereceyi geçtikten sonrasında ise muamele bilakis dönüp vana yeniden açılır ve kuleye su göndermeye başlar. Grup yeniden kule şartlarında çalışmasını sürdürür. Isı geri kazanım sisteminde, düzgüsel soğutmaya bakılırsa ikinci bir kondenser ve sıcak su depolama pompası eklenir.Bu cihazlarda 50 derecenin üzerinde sıcak kullanım suyu üretmek mümkündür. Ancak grubun yüksek gaz basıncında çalışıyor olması gerekmektedir. Sıcak su tankındaki sıcaklığın düşmesiyle beraber kule emiş ve tazyik hattındaki vana kapanır ve sıcaklık geri kazanım hattındaki vana açılarak sıcaklık eşanjöre akmaya başlar. Bu sistemde şayet ki gruptaki gaz hususi kullanılmışsa 60 derecenin üstünde sıcak kullanım suyu hazırlamak olası olacaktır. Bu aşamada otomasyon doğru kurgulanmalı ve kule ile eşanjör devrelerindeki tazyik farkı birbirine yakın olmalıdır. Tek kondenserli su soğutmalı cihazlar , çift kondenserli gruplara bakılırsa daha ucuz bulunmasına rağmen bu sistem yaygın olarak kullanılmamaktadır.

Maddi Açıdan Su Isıtmanın Faydaları

Su soğutmalı bir sistemden atık ısıyı kullanarak enerji tutum etmek olası müdür? Bu probleminin cevabı muhakkak ki “evet”tir. “Isı Geri Kazanımı” olarak malum süreç su soğutmalı sistemlerde de kullanılır. Bu makalede su soğutmalı sistemlerden sıcaklık elde edilmesini elde eden sıcaklık geri kazanım şekillerinden birkaçı incelenecektir. Su soğutmalı bir sistemden çevreye atılacak olan sıcaklık bina ısıtma, kullanım suyu ısıtma ve süreç ısıtma uygulamaları benzer biçimde birçok amaçla kullanılabilir. Su soğutma sisteminin verimliliğini düşürmeden en çokca atık ısıyı elde etmek için, sistemin aşağıdakileri koşulları sağlaması gerekir. Sistem; • Yararlı amaçlar için ehil sıcaklık sağlamalıdır. • Soğutma grubu buharlaştırıcısı ile yoğuşturucusunun ısı ve basınçları arasındaki ayrım (*) en düşük, dolayısıyla soğutma grubu verimi en yüksek düzeyde olmalıdır. • Soğutma grubu sisteminin tertipli çalışmasını bozmadan sıcak su sıcaklığı test edilebilmelidir. Bunları sağlamak daha azca enerji tüketimi, daha azca sera gazı üretimi ve daha fazlaca LEED® sertifikası puanları almak demektir. Günümüzdeki enerji koruma odaklı anlayışlara ve yüksekverimli binalara baktığımızda, yukarıda sayılanların olağanüstü dilek edilir hedefler bulunduğunu görürüz. (*) Bu ayrım bu makalede “soğutma grubu ısıl farkı (SSIF)” olarak tanımlanacaktır.Hava koşullandırma (HK) sistemleri bir ortamdan bir diğerine, tipik olarak elektrik tüketen bir iş vasıtasıyla, sıcaklık aktarır. İç ortamı soğutmak için sisteme çekilen sıcaklık yoğuşturucuda “atık sıcaklık” olarak sistemi terk eder (Şekil 1). Atık ısının miktarı, sürecin yarattığı soğutmadan ha fazla olabilir.

Sistemin yarattığı bu atık ısının tekrar kullanılması “sıcaklık geri kazanımı” olarak tanımlanıyor; bu sebeple bu yolla atık sıcaklık geri kazanılmakta ve sıcak su üretimi dahil başka amaçlar için kullanılmaktadır. Bu süreç yeni değil sadece sıcaklık geri kazanımının kullanması ve böylece sağlanan yararlar bugün geçmişe nazaran fazlaca daha fazla. Sıcak su üretmek için sıcaklık geri kazanımı kullanılması, bir binanın toplam enerji gereksinimlerini azaltır ve şayet doğru uygulanırsa, binanın LEED® sertifikası almasına katkıda bulunur. Bu atık ısıyı kullanma potansiyelini belirlemek için sistem verimlilikleri bilinmelidir. Bir HK sisteminde bereketlilik ölçülerinden biri Prensipte bilinmesine karşın geçmiş yıllarda öteki enerji kaynaklarından daha ucuza yararlanma imkânının olması, soğutma gruplarında ısının geri kazanımına yönelik teknolojilerin geliştirilmemesinin nedenidir. Ancak 70’li yıllarda yaşanmış olan petrol krizinden sonrasında muhtelif alanlarda hızlanan ekonomik enerji kullanması çalışmalarında soğutma teknolojisinde de mühim gelişmeler kaydedilmiştir. Özellikle soğutma gruplarında ısının geri kazanımına yönelik aygıt türleri tasarlanmış ve bunlar uygulamada kullanılır hale getirilmişlerdir.

Su Isıtmanın Zararı Var Mı ?

Halen bu konudaki geliştirme emek harcamaları devam etmekte ve güncelliğini artan bir önemle korumaktadır. Bu çalışmada soğutma gruplarında ısının toplam geri kazanımının teoride ne olduğu, her iki geri kazanımın soğutma çevrimi performansı üstündeki etkileri, ısının geri kazanımını etkileyen parametreler ile alakalı bilgiler verilmektedir. Çeşitli tanımlar İdeal soğutma çevrimi P-I (tazyik – entalpi) diyagramında Şekil 1’de gösterilmiştir. 5-1 entalpi farkı ile soğutma kapasitesi anlatım edilir. Bu bölgede ortamdan sıcaklık çekilir ve soğutucu akışkan buharlaştırılır. Bu bölge alçak tazyik bölgesidir. Bu işlemi oluşturan sıcaklık değiştiricilere evaparatör denir. 1-2 entalpi farkı ile kompresör gücü anlatım edilir. Bu bölgede alçak tazyik bölgesinden gaz halinde emilen soğutucu akışkan yüksek tazyik bölgesine gaz olarak sıkıştırılır. 2-4 entalpi farkı ile ortama aktarılan ısıtma kapasitesi anlatım edilir. Bu bölgede ortama sıcaklık aktarılır ve gaz halindeki soğutucu akışkan yoğuşturulur. Bu bölge yüksek tazyik bölgesidir. Bu işlevi bulan sıcaklık değiştiricilere kondenser denir. 4-2 bölgesi ile genleşme valfi anlatım edilir. Burada soğutucu akışkanın basıncı yüksek tazyik bölgesinden alçak tazyik bölgesine düşürülür. 1-11 alçak tazyik tarafı aşırı kızdırma diye anlatım edilir. Evaparatörde 11 noktasında doymuş gaz haline getirilen soğutucu akışkan yeniden aynı yapı içinde 1 noktasına kadar aşırı kızdırılır (kompresör emniyeti açısından). 2-3 yüksek tazyik tarafı aşırı kızgınlık bölgesi olarak anlatım edilir. Evaparatörde buharlaştırılıp aşırı kızdırılan gaz haldeki soğutucu akışkan, kompresör tarafınca sıkıştırılır, basıncı artırılır ve kızdırılır. Soğutucu gazın kondenserde yoğuşturulmasından ilkin kızgınlığı alınır. 4-41 Yüksek tazyik tarafı aşırı soğutma bölgesi olarak anlatım edilir. Kondenserde aşırı kızgınlığı alınan soğutucu akışkan yoğuşturulur ve 4 noktasına kadar aşırı soğutulur. Aşırı soğutma ile soğutma kapasitesinde artış sağlanır. Soğutma grupları Evaparatörde su soğutulan soğutma cihazları soğutma grubu olarak adlandırılır. Kondenseri su ile soğutulan soğutma gruplarına su soğutmalı kondenserli soğutma grupları, kondenserleri hava ile soğutulan soğutma gruplarına ise hava soğutmalı kondenserli soğutma grupları denir.

Soğutma gruplarında toplam sıcaklık geri kazanımı Şekil 2’deki P-I diyagramında da görüleceği suretiyle 2-4 bölgesinde kondenserde soğutucu akışkının kızgınlığı alınır, yoğuşturulur, aşırı soğutulur ve ortam verilen sıcaklık bir çok vakit dışarı atılır. Yapılacak birtakım düzenlemelerle bu sıcaklık geri kazanılabilir. Soğutma gruplarında 2-4 bölgesindeki bütün yoğuşturma operasyonu süresince ısının geri kazanılmasına Toplam Isı Geri Kazanımı denir.Hem su soğutmalı kondenserli bununla birlikte hava soğutmalı kondenserli su soğutma gruplarında benzer bir tesir laf konusudur. Geri kazanım modunda elde edilecek sıcak suyun alakalı kondensere giriş ve çıkış sıcaklıkları tanımlanmış olup genel anlamda 40oC giriş ve 45oC çıkış şeklindedir. Bu sıcaklıkların tanımlanmış olması bir çok vakit düzgüsel emek verme koşullarına nazaran daha yüksek kondenzasyon sıcaklığında emek harcamayı gerektirir ve hem de soğutma kapasitesinde düşüşe de niçin olur ve kompresör güç tüketimini artırır. Şekil 7’deki P – I diyagramı üstünde her iki değişiklik gösterilmektedir.Sabitken muayyen şartlarda enerji geri kazanım eşanjörüne giren ve su sıcaklığında düşüş meydana ulaştığında sıcaklık geri kazanım miktarı artar ve verim iyileşir. Eşanjöre giren su sıcaklığı arttığında ise sıcaklık geri kazanım miktarı azalır ve verim kötüleşir. Her iki değişiklik de Şekil 9’daki P-I diyagramında gösterilmektedir. Soğutma Yükünün Toplam Isı Geri Kazanımına Etkisi •T sabitken muayyen şartlarda soğutma yükü düştükçe sağlanabilecek sıcaklık geri kazanımı miktarı azalır. Soğutma çevrimi yükün 0’ünde çalıştığında en çok sıcaklık geri kazanımı sağlanır. Bu vaziyet Şekil 10’daki P-I diyagramında gösterilmiştir. Evaparasyon Basıncının Toplam Isı Geri Kazanımına Etkisi Evaparatör su giriş-çıkış sıcaklıkları farkı olarak anlatım edilen •T sabitken evaparasyon basıncı yükseldiğinde su çıkış sıcaklığı ve kondenzasyon basıncı yükselir ve sıcaklık geri kazanım miktarı artar, düştüğünde ise sıcaklık geri kazanım miktarı azalır. Bu vaziyet Şekil 11’deki P-I diyagramında gösterilmiştir. Kompresör Veriminin Toplam Isı Geri Kazanımına Etkisi Kompresör veriminin kötüleşmesi geri kazanımı artırır, sadece enerjinin ekonomik kullanması uygulamalarda esas oluşturduğundan bu metot uygulanmaz. Sonuç Bu güne kadar vatanımızda fazlaca azca oranda, bilhassa de otellerde kullanım sıcak suyu elde etmek için toplam sıcaklık geri kazanımlı soğutma grupları kullanılmıştır. Gerek verimin kötüleşmesi, gerekse ihtiyacın fazlaca üstünde sıcak su üretme kapasitesinin ortaya çıkması sebebiyle bu mevzuda muhtelif problemler yaşanmıştır. Kısmi sıcaklık geri kazanımı cihazları, bilhassa otel uygulamalarında yukarıda bahsedilen dezavantajlara haiz olmadıklarından tercih edilebilirler.Su Soğutma Sistemleri cihazlarda verimliliği artırmasına rağmen birtakım işletmeler için ek yük olabilmektedir. Su soğutma sistemlerinde enerji verimliliği sağlamak ve sıcaklık geri kazanım sistemi kurmak işletmelere büyük tutum sağlayacaktır. Fosil yakıtların rezervlerinin azalmaya başladığı bu zamanda fosil yakıtlara gereksinim da gün geçtikçe hızla artmaktadır.

Bundan ötürü ünite enerji maliyetleri de son 25 senedir devamlı artan bir safha geçirmektedir. Enerjinin önemi gün geçtikçe, her alanda olduğu benzer biçimde su soğutma sistemlerinde de hızla artmaktadır. Bu çalışmamızda su soğutma sistemlerinde artan bereketlilik emek harcamaları ile alakalı hayattaki birtakım gelişmeler incelenmiştir. Soğutma sistemlerinin ağırlıklı kullanıldığı mekanlar iş merkezleri, alış veriş merkezleri, oteller, konut (rezidans) benzer biçimde mekanlardır. Bu mekânlarda soğutma sırasında ciddi oranda kullanım amaçlı sıcak su gereksinim vardır. Su Soğutma Sistemleri Bilindiği suretiyle kullanım sıcak suyu depolama sıcaklığı ~70 °C civarındadır. Kullanım amaçlı tesisatta dönen kullanım suyun sıcaklığının ise 45~50 °C civarında olması gerekmektedir. Soğutma çevriminde de 35~55 °C sıcak su üretiminin rahatlıkla sağlanabilme imkânı vardır. Bu sıcak su için lüzumlu enerji, soğutma kapasitesinin ile 0 içinde istenilen koşulda soğutma sisteminin ısıtma özelliğinden yararlanılabilir.