Connect with us

Pompalar

Güneş enerjisi destekli ısı pompası tasarımı

Yayın Tarihi:

on

 

Güneş Enerjisi Destekli Isı Pompası Tasarımı

Yaşadığımız konutlarda, iş yerlerinde, alışveriş marketlerinde, okullarda v.s ısınma ve sıcak su üretiminde kullandığımız güneş enerjisi destekli ısı pompası uygulamaları ile iş gücünü düşürmeden daha az enerji kullanıp, daha az maliyet ve çevresel etkileri de minimuma indirerek çevre dostu bir sistemi evimize kurabiliriz. Kurulacak bu sistemin dünya çapında değişik uygulamaları mevcuttur. Ülkemizde ise daha yeni yeni bilinmektedir. Bu makalemizde sistemin nasıl çalıştığını ve bazı deneysel verileri anlatacağız.

 

Bu sistemi evimize kurabilmek için öncelikle aşağıdaki sıra ile bazı sistem elemanlarını seçmemiz gerekmektedir. Bununla birlikte bu elemanların birbiriyle uyum içerisinde olması ve istediğimiz  ısıtma yükünü elde etmemiz gerekmektedir.

 

Sistem Elemanları Nasıl Seçilir?

 

1) Kullanılacak Isı Pompasının Seçimi

 

Binamızın kaç katlı olduğu, duvarlarının ısı yalıtımı, pencerelerin çift-tek camlı olması gibi bazı özellikler belirlenir. Bu etmenler binamızın ısı kaybını hesaplamakta kullanılacaktır. Isıtma sistemi olarak örneğin yerden ısıtma belirlenmiş ise, ısı pompası seçerken yoğuşturucu sıcaklığı yaklaşık 50º C olmalıdır. Buna ek olarak günlük sıcak su kullanımı tespit edilmeli (aylara göre değişebilir) ve bununda ısıtma yükü hesabında göz önünde bulundurulması gerekmektedir. Bazı değerlerin saptanması gerekmektedir. Örnek olarak,

 

• Dış Hava (Çevre) Sıcaklığı (Tb),

• İstenen ortam sıcaklığı (Tm),

• Mahal alanı (A),

• Tb ve Tm için mahal ısı kaybı(Qk),

• Isıtma sistemi tasarım sıcaklığı(Tt).

 

Not: Optimum bir ısı pompası seçimi için, cihaz kapasitesi; %60 mahal ısı kaybı<Qıp*<%80 mahal ısı kaybı şartını sağlamalıdır.

 

 

♦ Isı Pompası Karakteristikleri

 

Destek ısıtma kapasitesi seçimi için; Isı pompasının kapasitesi(Qıp) + Destek ısıtma kapasitesi (Qd) > %120 mahal ısı kaybı şartı sağlanmalıdır.

 

 

2) Isıtma Sistemi Boru Tesisatı Tasarımı ve Radyatör Seçimi

 

Isı pompası planlama kılavuzunda verildiği gibi, sistem su debisi hesaplanır ve boru çaplarımız bu debiye göre seçilir.Radyatör olarak, verimliliği arttırma amacı ile, düşük su hacimli alüminyum radyatörler kullanılabilir.

 

Örneğin;

• 22°C mahal sıcaklığında 90/70°C çalışma sıcaklıkları için radyatör ısıl kapasitesi %100 kabul edildiğinde yine 22°C mahal sıcaklığında 55/50°C çalışma sıcaklıkları için radyatör ısıl kapasitesi % 40 olarak hesaplanmış ve radyatör boyutlandırması buna göre yapılmıştır.

 

3) Güneş Kollektörü ve Güneş Enerji Sistemi Elemanları Seçimi

a) Güneş Kollektörleri Seçimi

 

Güneş kollektörü ile ısıtma desteği uygulamalarında ekonomik bir yatırım için kollektör kapasitesinin toplam ısı gereksinmesinin % 20-25’ini karşılaması tavsiye edilmektedir.

 

 

b) Güneş Enerjisi Sistemi Pompa ve Boru Tesisatı Seçimi

 

Uygulanacak sistem büyüklüğüne, seçilen güneş kolektörleri özelliklerine ve net yüzey açıklık alanına bağlı olarak su debisi belirlenmektedir. Buna göre belirli pompa grupları belirlenir.

 

 

 

c) Plakalı Eşanjör Seçimi

 

Güneş kolektörü kapalı devresinden sıcak su tankına ısı transferi yapabilmek için tank içi serpantin borulu sistem veya plakalı eşanjörler kullanılmaktadır.

 

d) Sıcak Su Depolama Tankı Seçimi

 

Kullanılacak güneş enerjisi sistemin sadece gündüz ısınmasına destek verecek şekilde “güneş varken yararlan” seçildiğinden, depolama tankının büyüklüğü buna göre seçilecektir. Depolama tankı kullanmanın amacı kullanılmadığı zaman gelen enerjinin depolanarak daha sonra kullanılabilmesidir. Sadece gündüz ısınmasına destek kullanımında 2-3 saatlik enerjinin depolanabileceği su hacmi tavsiye edilmektedir.

 

 Sistem Tasarımı ve Çalışma Prensipleri

 

Güneş kolektörlerinden gelen sıcak su, öncelikle kullanım suyu boylerini ısıtır. Boyler istenilen sıcaklığa ulaştığında,  üç yolla vana kolektörlerden gelen sıcak suyu plakalı eşanjör vasıtası ile sıcak su depolama tankına yönlendirir. Böylelikle güneş kolektörlerinden gelen enerji depo suyunu ısıtmaya başlar. Kolektör pompasının çalışma ve durması, kollektör ve sıcak su depolama tankı sıcaklıklarını kontrol eden otomatik kontrol cihazı ile sağlanır. Kollektörlerdeki sıcaklık ile depo sıcaklığı arasındaki fark 8°C’den fazla ise pompa çalışmaya başlar. Bu fark 4°C’nin altına düştüğünde pompa depodan kollektörlere ısı kaybı önlenir. Bunun yanın da bu cihaz ile depo sıcaklığı üst sınırlaması, kolektör donma önleme gibi işlevler de yapılır.  Bu esnada, ısı pompası güneş enerjisi tesisatından bağımsız olarak bina giriş katında bulunan programlanabilir oda termostatından ve dış hava sıcaklık hissedicisinden gelen komutlara göre çalışmaktadır.

Türkiye'nin alanında en özel yayınlarına sahip MONETA 'nın sektörel dergi ve portallarının dijital platformlarda yönetimi katkıda bulunmaktayım. MONETA bünyesinde yeni nesil yayıncılık alanında içerik yönetimini geliştirmeye devam ediyoruz.

Pompalar

Dünyanın ilk yapay zekâlı pompası Wilo Stratos MAXO

Yayın Tarihi:

on

Teknolojideki öncülüğüyle dünyada pompa endüstrisine liderlik yapan Wilo, yeni ürünü Stratos MAXO ile akıllı pompa dönemini başlattı. Sistem verimliliği, enerji tasarrufu ve kullanım kolaylığı açısından çığır açan Stratos MAXO, en karmaşık sistemler için bile kolay ve kullanışlı çözümler sunuyor.

Yenilikçi ürünleriyle suya en hızlı ve en verimli şekilde yön veren Wilo, 150 yıllık teknoloji deneyimiyle pompa sistemleri sektörüne öncülük yapıyor. Bina teknolojilerinden, altyapı uygulamalarına ve endüstriyel uygulamalara kadar farklı alanlarda uzman bir marka olarak hizmet veren Wilo, bugüne kadar hayatı kolaylaştıran pek çok “ilk”i gerçekleştirdi.

İlk sirkülasyon pompasını icat eden Wilo, içinde bulunduğumuz dijital çağda dünyanın ilk akıllı pompasını geliştirdi. Wilo’nun geliştirdiği ilk yapay zekâlı pompa olan Stratos MAXO, sektördeki rekabetin çıtasını yükseltiyor.

Stratos MAXO, şu özellikleriyle fark yaratarak hayatı kolaylaştırıyor:

  • Öğrenme yeteneğine sahip Stratos MAXO, “Dynamic Adapt Plus” özelliği ile sistemi her 24 saatte bir analiz ediyor ve veri girişine gerek kalmadan en verimli çalışma noktasını kendi öğreniyor.
  • “Multi-Flow Adaptation” özelliği sayesinde; primer devre pompaları, Wilo-Net ile işletme verilerini alarak sekonder devre pompalarının debi ihtiyacına göre çalışmasını belirliyor.
  • Bina otomasyonuyla ve farklı mahallerdeki pompalar ile iletişim halinde kalarak sistem verimliliğini maksimize ediyor.
  • Akıllı telefonlar ve tabletler ile herhangi bir adaptör olmadan pompa verilerine kolayca ulaşmayı sağlıyor.

Wilo Stratos MAXO’nun detaylı teknik özellikleri

Stratos MAXO; “dynamic adapt plus”, “multi-flow adaptasyonu”, “sabit debi”, “T-sabit” ve “ΔT- sabit” olmak üzere beş yeni kontrol fonksiyonuna sahip.

Stratos MAXO; “dynamic adapt plus” özelliği sayesinde; pompa içerisindeki sıcaklık ve akış sensörlerini kullanarak 24 saatlik periyotlarla akışı analiz ediyor. Pompa, sisteme çalışma noktası set edilmeden gerçek çalışma noktasını bulabiliyor. Sürekli olarak sistemi izlemesi ve sistemdeki değişime göre kendi performansını ayarlaması Stratos MAXO’nun en önemli özelliklerinden biri olarak dikkat çekiyor.

Multi-flow adaptasyonu ile primer devre pompası, tüm sekonder devre pompaları ile iletişim halinde çalışıyor. Primer pompa, işletme verilerini ve sekonder devre pompaların ihtiyacını, Wilo – Net üzerinden algılayarak sekonder tarafın debisi dahil toplam debiyi sağlıyor.

Sabit debi fonksiyonu ile ısıtma ve soğutma proseslerinde debi, kapasitelere uygun olarak karşılanarak, kullanıcıyı pahalı ve verimsiz kontrol vanaları ihtiyacından kurtarıyor. Ayrıca pompa debisi maksimum ve minimum aralıkta sınırlandırılabiliyor. Bu sayede sistemin hidrolik dengesizlik riski azalırken, ihtiyaç değiştiğinde harici ekipmanlara gerek duyulmuyor.

Pompa ömrünü uzatan özellikler

Sistemdeki tüm vanalar kapalı olduğunda, ürün sisteme adapte olabilmek için minimum akışa ulaşana kadar pompa motoru duruyor. Her 5 dakikada bir, birkaç saniye pompa yeniden çalışıyor; pompa içinde bulunan akış kontrol sensörü ile akış kontrol ediliyor. Bu şekilde bekleme modundayken enerji tüketimi 1 w/s’den daha küçük oranda gerçekleşiyor. Bu sayede elektrik tasarrufu sağlanırken, pompanın aşırı ısınması önleniyor ve pompa ömrü uzuyor.

Yüzde 80’e varan elektrik tasarrufu

Stratos MAXO’da, ΔT- sabit sıcaklık kontrolü ile primer ve sekonder devre arasındaki sıcaklık farkını sabit tutacak şekilde primer pompanın devrini ayarlaması sağlanıyor. Bu sayede primer pompa, sekonder pompanın ihtiyacı kadar çalışarak yüzde 80’e kadar elektrik tasarrufu sağlıyor.

Hızlı ve kolay montaj için geniş elektronik gövdesi, çalışma ve ayar için 4,2” led ekranı, kataforez kaplamalı gövde ve rakor/ flanş bağlantı seçeneği, Wilo-Connector ve yeşil düğme teknolojisi ile kolay kurulum, tek kablolu kolay bağlantı, klemens kutusuna erişim için çıkarılabilir kontrol paneli, ısı kaybını azaltmak için izolasyon ceketi ve EC motor sayesinde yüksek performans, Stratos MAXO’nun dizaynında dikkat çeken diğer özellikleri arasında yer alıyor.

Akıllı mobil cihazlarla uzaktan erişim kolaylığı

Akıllı telefonlar ya da tabletlerle herhangi bir adaptör olmadan direkt bluetooth arayüz bağlantısı ile Stratos MAXO’nun işletme bilgilerine erişilebiliyor. Uzaktan erişim kolaylığı ile pompa üzerinde açma, kapama gibi işlemler yapılabilirken, pompaların eş yaşlanma prensibinde çalışması da görülüyor. Bu şekilde çalışma modu konfigürasyonu, özellikle de erişilmesi zor pompalar için çok faydalı bir özellik olarak dikkat çekiyor.

Entegre frekans konvertörlü, yüksek verimli Wilo-Stratos MAXO ürün grubu, sirkülasyon sistemlerindeki ısıtma, soğutma, güneş enerjisi, jeotermal enerji ve domestik sıcak su uygulamalarında fark yaratmaya hazırlanıyor.

Wilo-Stratos MAXO ailesinin üyeleri; Stratos MAXO, Stratos MAXO-D ve Stratos MAXO-Z, yapay zekâ, tasarım ve kullanım kolaylığı sağlayan özellikleriyle bina otomasyonuyla iletişimin gerekli olduğu uygulamalarda akla gelecek ilk pompa grubu olma iddiasını taşıyor.

Devamını Oku

Pompalar

Standart Pompa, Yeşilyurt Demir Çelik’i ağırladı

Yayın Tarihi:

on

Türkiye’nin ilk 500 kuruluşu arasında daima üst sıralarda yer alan Yeşilyurt Demir Çelik’in çalışanları, 7-8 Mart tarihleri arasında Standart Pompa’nın fabrikasını ziyaret etti. Gelen konuklara Standart Akademi kapsamında “Teknik Pompa ve Tesisat” eğitimi verildi ve ayrıca montaj ve demontaj atölyesi gerçekleştirildi.  Yararlı paylaşımlara sahne olan ziyarette, demir çelik  tesislerinde karşılaşılan problemler dinlendi ve etkin çözümler üretildi.

Bilindiği gibi demir-çelik endüstrisinde, yoğun şekilde endüstriyel pompa kullanılıyor. Türkiye’nin ilk %100 yerli pompa üreticisi olan Standart Pompa, ihtiyaca özel çözümler, enerji verimliliği, zor koşullara dayanım, hızlı servis ve yedek parça temini gibi endüstrinin büyük önem verdiği kriterleri daima yerine getirerek güvenilir bir iş ortağı olarak hizmet veriyor.

Devamını Oku

Pompalar

Kavitasyon testi

Yayın Tarihi:

on

Laboratuvar ortamında kavitasyon altındaki çeşitli malzemelerin uğradıkları erozyon oranını ölçmek için farklı test cihazları ve metotları geliştirilmiştir. Kavitasyon testinde genellikle akışın içine yerleştirilen şekiller, hızın ve malzemenin erozyon üzerindeki etkisini ölçmek için kullanılır. Test ortamının ince bir delikten yüksek basınç farkı ile genişlediği jet aparatının kullanımı buna örnek olarak gösterilebilir. Bir diğer örnek ise buhar türbinlerinde meydana gelen su damlası erozyonu kavitasyon ile aynı hasara neden olmaktadır. Bu sebeple su damlası erozyonu cihazlarıyla yapılan testler de kullanılabilir.

Laboratuvar ortamında yapılan testlerin iki dezavantajı vardır:

Kavitasyon koşulları santrifüj pompalardaki akıştan temel olarak farklıdır. Hidrodinamik kavitasyon yoğunluğu bilinmiyor ve elde edilen sonuçlar büyük belirsizlikler barındırmaktadır.

Kısa test süreleri elde etmek için, genellikle pompalarda önemli ölçüde daha büyük olan kavitasyon yoğunlukları kullanılır. Bu nedenle testler gelişmiş erozyon için geçerlidir ve hasar mekanizmasının yorulma sürecine benzediği erozyon başlangıcına yakın işlemler için geçerli değildir. Bununla birlikte, malzemenin ya da sıvı özelliklerinin, malzeme ya da korozyon faktörleri biçiminde gelişmiş kavitasyon üzerindeki etkisinin belirlenmesi isteniyorsa, bu tür test cihazları, bu tür testlerin pompalar üzerinde gerçekleştirilmesinin olası maliyetleri nedeniyle tek uygun seçeneği temsil eder.

Elektrokimyasal ölçümler yoluyla kavitasyon erozyonunu tespit etmek ve ölçmek için girişimlerde bulunulmuştur. Proses, çelikler üzerindeki pasivasyon katmanlarının kabarcık patlaması ile yok edilmesine ve daha fazla yerel korozyon oluşmasına dayanmaktadır. Test sonucunda aşındırıcı numune ve referans elektrot arasındaki potansiyel fark kaydedilir. Bu fark erozyon yoğunluğunun ölçüsüdür.

Balonlar sünek bir malzeme üzerinde yeterli yoğunlukta patlarsa, malzemenin maruz kalmasının ilk aşamasında plastik deformasyon nedeniyle oyuklaşma gözlenir. Kabarcıkların boyutuna ve malzemeye bağlı olarak, oyuk çapları 10 ila 50 μm arasındadır. Çukurların sayısı ve ebadı kavitasyon yoğunluğu için bir ölçü olarak kabul edilir. Her bir durumda talep edilecek önemli test maliyetleri, geniş endüstriyel uygulamalarını engellemektedir.

Yukarıda açıklanan cihazlarla yapılan testlere yapılan önemli çabalara rağmen, endüstriyel uygulamada yeterince genel, doğru ve basit olacak olan çark hasarı tahmini için hiçbir yöntem geliştirilmemiştir. Bunun sebebi kavitasyon erozyonu, 3 boyutlu iki fazlı akış, termodinamik etkiler ve mikro aralıktaki malzeme reaksiyonları ile karmaşık bir yapıya sahip olmasıdır. Basit test cihazlarında teorik yaklaşımlar ve erozyon testleri ile pompalara veya diğer makinelere aktarılabilecek genel olarak geçerli çözümler elde etmek mümkün değildir. Bunun nedeni, dönen çark içindeki akış ve basınç dağılımının, dönen diskler veya sabit kanallar veya hava folyoları ile yeniden üretilememesidir.

Santrifüj pompalardaki kavitasyon erozyonunu kesin olarak bilimsel bir şekilde tahmin etmek amacıyla tanımlamaya çalışırken, aşağıdaki etkiler genel olarak uygulanabilir bir formda analitik, sayısal veya deneysel olarak yakalanmalıdır:

Giriş akışı; Rulmanlar arası çalışan pompaların emiş gövdeleri pompa çarkına tek tip olmayan 3 boyutlu akışlar üretir. Sonuç olarak görülme sıklığı, kavitasyon uzunluğu ve kabarcık hacmi çevreye göre değişir.

Kısmi yük devirdaimini dikkate alarak çark akışı, yerel hız ve kanatlarda basınç dağılımı ile karakterize edilir. Buhar kabarcıklarının gelişimi ve büyümesi, yerel statik basıncın buhar basıncına düştüğü bölgedeki çekirdeklerin dinamik karakteristikleri ile belirlenir. Gaz içeriği ve termodinamik sıvı özellikleri kabarcık büyümesini etkiler. Sıradaki boşluk, kanadın etrafındaki akışla etkileşime girer. Tamamen farklı kavitasyon biçimleri bulunabilir

Statik basıncın buhar basıncını aştığı bölgelere girişte baloncukların patlaması, malzeme için yük spektrumunu temsil eden hidrodinamik kavitasyon yoğunluğunu oluşturur. Aslında, büyüme ve patlama bölgeleri, boşluk salındığından dolayı ayrılamaz. Yoğunlaşamayan gazların içeriği ve termodinamik işlemler, patlama olayını ve dolayısıyla hidrodinamik kavitasyon yoğunluğunu etkiler.

Yukarıda bahsedilen karmaşık fiziksel ilişkileri analitik olarak, sayısal olarak ve deneysel olarak yeterince genel bir şekilde açıklama olasılığı çok azdır. Türbülanslı tek fazlı veya iki fazlı akışlarda basınç kaybı ve ısı transferi gibi nispeten daha basit işlemlerin bile neredeyse yalnızca ampirik korelasyonlar kullanılarak hesaplandığını düşünülecek olursa ampirik korelasyonlar endüstriyel uygulamada kavitasyon hasarı tahmini için uygulanabilir tek alternatiftir.

Ampirik yöntemlere başvurulurken, mümkün olan en fazla sayıda test sonucu, fiziksel fonksiyonlarla fiziksel olarak ilgili benzerlik parametreleriyle ilişkilendirilir. Bu şekilde, tanımlanmış geometrilere ve akış koşullarına sahip mevcut testler diğer konfigürasyonlara aktarılabilir. Ampirik korelasyonların dağılması süreçle ilgili fiziksel parametrelerin sayısı ile ilişkilidir. Basit iki fazlı akışların ampirik korelasyonları ±%100’den daha fazla belirsizliklerden etkilenebildiğinden, kavitasyon erozyonunun son derece karmaşık fenomeniyle daha da büyük bir saçılma kabul edilmelidir.

Devamını Oku
Advertisement
Advertisement
Advertisement

Trendler

Copyright © 2011-2018 Moneta Tanıtım Organizasyon Reklamcılık Yayıncılık Tic. Ltd. Şti. - Canan Business Küçükbakkalköy Mah. Kocasinan Cad. Selvili Sokak No:4 Kat:12 Daire:78 Ataşehir İstanbul - T:0850 885 05 01 - info@monetatanitim.com