Tkip

8,170 views

Published on

Published in: Business, Technology
0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
8,170
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
5,979
Actions
Shares
0
Downloads
84
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Tkip

  1. 1. TOPRAK KAYNAKLI ISITMA-SOĞUTMA<br />MURAT AYDIN<br />Makine ve Enerji Yük.Mühendisi<br />toprakisisistemleri@gmail.com<br />
  2. 2. TÜRKİYE ENERJİ TÜKETİMİ DAĞILIMI<br />1 TEP = 11,63MWh<br />1 Kaynak : Enerji Bakanlığı<br />
  3. 3. KONUTLARDA ENERJİ DAĞILIMI<br />1 Kaynak : Enerji Bakanlığı<br /><ul><li>Konut ve hizmet sektöründe katı yakıt, petrol ve doğalgaz enerji tüketimi toplam ülke enerji tüketiminin %21,6 sını oluşturmaktadır.
  4. 4. Buradan yaklaşık olarak Türkiye’de tüketilen enerjinin 5’te 1’inin konut ve hizmet sektöründe ısıtma amacıyla kullanıldığı görülebilir.</li></li></ul><li>ISITMADA KULLANILAN ENERJİLER VE SON KULLANICI FİYATLARI<br />2<br />4<br />1<br />3<br /><ul><li>* BuderusLoganova COP:4,51, Viessmann: 4,6, AlphaInnotec COP:~4,65
  5. 5. ** Robur COP:1,6</li></li></ul><li>Etkinlik Katsayısı - COP<br />Bir ısı pompasının iyilik derecesi sahip olduğu etkinlik katsayısı ile ölçülür. Ne kadar yüksek etkinlik katsayısı değerine sahipse o kadar iyi demektir. Bu sayının hesaplanmasında çok basit bir formül kullanılır. <br />Isı pompasının ortama verdiği ısı enerjisi ısı pompasına verilen enerjiye bölünerek etkinlik katsayısı elde edilir. <br />Resimler : MMO Seminer Notları<br />
  6. 6. Isıtma Karşılaştırma<br />Genel Enerji Dönüşümünde <br />Birincil Enerji (Doğalgaz vb.) – Isı Enerjisi dönüşümünde, Örnek olarak %97 verimli Yoğuşmalı Kazan/Kombi için 100 kcal doğalgaz enerjisi ile 97 kcal ısı enerjisi elde edilir:<br />100 <br />97 <br />KOMBİ /KAZAN<br />η=0,97<br />Birincil Enerji<br />Isı Enerjisi<br />Birincil Enerji – Elektrik – Isı enerjisi dönüşümünde ise, Örnek olarak COP:4,5 (toprak kaynaklı yaklaşık COP değerleri 4,5-5, su kaynaklıda 6,5-8 dir) olan toprak kaynaklı ısı pompası için:<br />%53 daha yüksek verim<br />33 <br />100<br />149 <br />TOPRAK K. ISI POMPASI<br />COP=4,5<br />η=0,33<br />Birincil Enerji<br />Isı Enerjisi<br />Elektrik Enerjisi<br />Birincil Enerji – Isı enerjisi dönüşümünde ise, Örnek olarak COP: 1,6 olan gaz yakıtlı toprak kaynaklı ısı pompası için:<br />%64 daha yüksek verim<br />100<br />160<br />GAZ YAKITLI TOP.K. ISI POMPASI<br />COP=1,6<br />Birincil Enerji<br />Isı Enerjisi<br />
  7. 7. Soğutma Karşılaştırma<br />Elektrik enerjisi – Soğutma enerjisi dönüşümünde, Örnek olarak COP değeri 3,8 olan A Sınıfı split klima ile 100 w lık elektrik enerjisi ile 400 w lık soğutma yapılabilir.<br />100 <br />380 <br />SPLİT KLİMA<br />COP=3,8<br />Elektrik Enerjisi<br />Soğutma Enerjisi<br />Toprak veya su kaynaklı ısı pompası ile soğutma yapılması durumunda örnek olarak COP değeri 6 olan ısı pompası ile 100 w lık elektrik enerjisi ile 600 w lık soğutma yapılabilir.<br />Min %57 daha yüksek verim<br />100 <br />600 <br />TOPRAK – SU KAYNAKLI ISI PO.<br />COP=6-14<br />Elektrik Enerjisi<br />Soğutma Enerjisi<br />Toprak veya su kaynaklı ısı pompalarının pasif soğutma denilen kompresör devreye girmeden toprağın veya suyun serinliği ile soğutma yapılması işleminde, sistem pompa ve fanlar için çok düşük miktarda elektrik çekerek soğutma yapar.<br />
  8. 8. Isı Pompaları<br /><ul><li>Isı pompası, dışarıdan aldığı elektrik enerjisi ile düşük sıcaklıktaki bir ortamdan aldığı ısıyı yüksek sıcaklıktaki ortama veren bir makinedir.
  9. 9. Kışın ısıtma amacı ile kullanılan ısı pompası, yazın da soğutma amacıyla kullanılabilir.
  10. 10. Tipik olarak kompresör, yoğuşturucu, genişleme vanası ve buharlaştırıcıdan oluşur.
  11. 11. Isı pompası basit yapısı, geniş çalışma aralığı ve yenilenebilir enerji kaynakları ile entegre olarak kullanılabilmesi sebebiyle son yıllarda gittikçe artan bir ilgiye sahiptir.
  12. 12. Isı pompaları ısının alındığı ortama göre su, hava ve toprak kaynaklı ısı pompaları olarak isimlendirilir. </li></li></ul><li>buhar<br />yakl.3,5 bar<br />yakl. -3°C<br />Isıpompasıçalışma şekli<br />Isı pompası<br />Isıkaynağı<br />Isıtma sistemi<br />Kompresör<br />tG=+4°C<br />tIG=45°C<br />Örn:Yerdenısıtmasistemi<br />Örn:toprakaltı<br />buhar<br />yakl. 24 bar<br />yakl. 70°C<br />tID=40°C<br />tÇ=0°C<br />Evaporatör<br />Kondenser<br />akışkan<br />akışkan<br />yakl. 24bar<br />yakl. 42°C<br />yakl. 3,5 bar<br />yakl. -10°C<br />Genleşme valfi<br />Grafik : MMO Seminer Notları<br />
  13. 13. Gaz Absorbsiyonlu Isı Pompası Çalışma Şekli<br />Jeneratör<br />Isı pompası<br />Isıkaynağı<br />Isıtma sistemi<br />Gaz<br />tG=+4°C<br />tIG=45°C<br />Pompa<br />Yerden ısıtma sistemi<br />örn. toprak altı <br />tID=40°C<br />tÇ=0°C<br />Evaporatör<br />Absorber<br />Kondenser<br />akışkan<br />akışkan<br />yakl. 24bar<br />yakl. 42°C<br />yakl. 3,5 bar<br />yakl. -10°C<br />Genleşme valfi<br />
  14. 14. Isı Pompası Tipleri<br />Toprak Kaynaklı IP<br />Su Kaynaklı IP<br />Hava Kaynaklı IP<br />
  15. 15. Isı Pompası Tipleri<br />Su kaynaklı ısı pompaları uygulaması için kurulacak sistemin yanında bir göl, nehir vb. ısı havuzu gereklidir veya toprak altı su kaynağı kullanılabilir.<br />Hava kaynaklı ısı pompalarının verimleri diğerlerine göre düşüktür. Belli sıcaklığın altında çalışmama problemi görülür.<br />Toprak kaynaklı ısıtma sistemi diğerlerine göre daha geniş kullanım alanına ve verim değerlerine sahiptir.<br />
  16. 16. Toprak Kaynaklı Isı Pompaları (TKIP)<br />Toprak Kaynaklı Isı pompaları<br />Düşük ses seviyesi<br />Düşük gaz salınımları<br />Düşük elektrik tüketimi<br />Düşük bakım gerekliliği<br />Düşük işletme giderleri<br />gibi özelliklere sahiptir.<br />Ayrıca Toprak kaynaklı ısıtma sistemi U.S. Çevre Koruma Ajansı tarafından en verimli ve en konforlu ısıtma-soğutma sistemi olarak kabul edilmiştir.<br />2005 yılı itibariyle dünya çapında kurulu sistem yaklaşık 0,5 milyondur(IEA HeatPumpCentre). Spitler’e göre (2005) 1,1 milyondur. <br />Toprak kaynaklı ısı pompaları açık ve kapalı çevrim olmak üzere ikiye ayrılır.<br />
  17. 17. Açık Çevrim Toprak Kaynaklı IP<br /><ul><li> Toprak altı, nehir veya gölden elde edilen su direkt olarak kullanılır.
  18. 18. Yaklaşık 10-11 C sıcaklığındaki su, ısı pompasının ısıtma modunda buharlaştırıcıya (evaporatör) ısısını verir.
  19. 19. Soğutma modunda su doğrudan soğutulacak alana gönderilebilir. Bu işleme pasif soğutma denir.
  20. 20. Su kaynağı kullanımdan önce analiz edilmelidir.</li></li></ul><li>Açık Çevrim Toprak Kaynaklı IP<br />Avantajları<br />Doğal ortamdan su çekildiği için sabit sıcaklık ve yüksek ısı kapasitesi<br />Kapalı sisteme göre daha fazla ısı eldesi<br />Kullanılmış suyun değerlendirilebilmesi<br />Dezavantajları<br />Jeolojik yapıya bağımlı, her yere uygun değil<br />İzleme ve kontrol mekanizmaları kurulmalı<br />Özel izinler alınmalı, ücret ödenmeli<br />Isı Pompası ve eşanjörlerde paslanma gibi etkiler<br />Su çekme ve tekrar pompalama için ekstra güç<br />
  21. 21. Kapalı Çevrim Toprak Kaynaklı IP<br />
  22. 22. Kapalı Çevrim Toprak Kaynaklı IP<br />İki şekilde uygulanabilir: Sondaj ve serme.<br />Sondaj uygulaması.<br />Serme uygulaması.<br />
  23. 23. Yeryüzü Sıcaklığının Değişimi<br />Toprağın 2-3 m altındaki sıcaklık değerleri yıl boyu belli değerler arasındadır ve çok küçük değişimler geçirmektedir. Bu değer aşağıdaki grafikten de görülebileceği gibi 7-12 C arasında değişmektedir. <br />
  24. 24. Avrupa’da Isı Pompası Pazarı<br />bin<br />Kaynak: Mafo Vi<br />
  25. 25. Isı Pompasında Önemli Parametreler<br />Maliyet<br />İlk Yatırım Maliyeti<br />Kuyu veya tranşe açılması<br /><ul><li>Isı Pompası fiyatları, devridaim pompası ve diğer aksesuarlar</li></ul>İşletme Maliyeti<br />Isı Pompası Kompresörünün çektiği enerji<br />Devridaim pompası ve diğer elektrik tüketen yardımcı cihazlar<br />Bakım masrafları<br />Güvenilirlik <br />Sağlamlık<br />Uzun ömür<br />Yüksek verim <br />Diğer ısıtma ve soğutma sistemlerine göre yüksek verim<br />Temiz enerji <br />Düşük salınım <br />Çevreyle dost malzemeler, gazlar<br />
  26. 26. Kuyu boru dizaynı<br /><ul><li>Genel uygulama ikili veya dörtlü.</li></li></ul><li>Borularda Akış Tipi<br /><ul><li>U borusu çevrimi için türbülanslı, üst toplama hatları için laminar akış daha verimli bir ısı transferi sağlar. Aşağıdaki grafikte de bu olay görülebilir.</li></li></ul><li>Kullanılan malzemeler<br /><ul><li>Genelde boru malzemesi olarak PE (polietilen) boru,
  27. 27. Kuyu etrafını kaplamak için beton / bentonit
  28. 28. Toprak altı boruları için glikol-su karışımı sıvı kullanılmaktadır.</li></li></ul><li>TKIP-DX Sistem<br />Arada bir ısı değiştirici kullanılmaz, toprak evaporatör olarak kullanılır. Direkt genişlemeli (directexpansion) olarak isimlendirilir.<br />Verim önemli ölçüde artar ve ilk yatırım maliyeti oldukça azalır.<br />Türkiye’de uygulaması henüz yoktur.<br />
  29. 29. CO2 ile Doğal Sirkülasyon<br />Sistem, içinde CO2 in buharlaştığı tek sondalı bir kuyu, CO2kondenseri ve soğutucu-evaporatörden oluşur.<br /> Doymuş sıvı CO2 yerçekiminin etkisiyle borunun ısınmış kısmına doğru yani aşağı doğru akar burada buharlaşan CO2 yukarı doğru çıkar burada tekrar soğutularak çevrim devam eder.<br />Avusturya da çalışan 100 adet CO2 çevrimli ısı pompası vardır.<br />
  30. 30. CO2 ile Doğal Sirkülasyon<br />Avantajlar<br />Toprak altı için devridaim pompasına gerek kalmaz<br />Pompa problemleri görülmez<br />CO2 iyi bir ısı transfer özelliğine sahiptir<br />Toprak altı için tamamen zararsızdır<br />Dezavantajlar<br />Soğutma için kullanılamaz<br />
  31. 31. Diğer Enerjilerle Entegrasyon<br />Toprak Kaynaklı Isı Pompaları güneş, rüzgar gibi diğer yenilenebilir enerji kaynakları ile entegre olarak da kullanılabilir. Bu şekilde ısı pompası için gerekli elektrik enerjisi karşılanarak maliyetsiz ısıtma soğutma yapılabilir. Yandaki şekilde Rüzgar-TKIP entegre ısıtma-soğutma sistemi görülmektedir.<br />
  32. 32. Toprakaltı Uygulama Aşamaları<br />1. Proje ve Planlama, <br /> 2. Kuyu açılması ve bağlantıları, <br /> 3. Isı pompası tesisatları, <br /> 4. Testler, sistemin çalışır hale getirilmesi<br />
  33. 33. Uygulama Resimleri<br />
  34. 34. Uygulama Resimleri<br />
  35. 35. Uygulama Resimleri<br />
  36. 36. Referanslar<br />Kemer Ravza Evleri – Ahmet Selvi - Toprak Kaynaklı Isı Pompası (Serme)<br />Kemer Ravza Evleri – SükrüDinçer - Toprak Kaynaklı Isı Pompası (Sondaj ve Serme)<br />Hadım köy Alkent 2000 Göl Malikaneleri – Eyüp Sabri Tuncer villası - Toprak<br />Kaynaklı Isı Pompası (Serme)<br />İstanbul Üniversitesi Çapa Biyokimya Laboratuvarları – Hava Kaynaklı Isı<br />Pompası<br />Lavanta Cafe & Restaurant – Ortaköy – Hava Kaynaklı Isı Pompası<br />SERVİS HİZMETİ VERDİĞİMİZ REFERANSLAR<br />Acarkent A50 – Toprak Kaynaklı Isı Pompası (Sondaj)<br />Acarkent A188 – Toprak Kaynaklı Isı Pompası (Sondaj)<br />Bursa Küçükerler Tekstil – 2 Adet Toprak Kaynaklı Isı Pompası ve Havuz Isıtma<br />Bursa Nilüfer İsmail Hakkı Besler - Toprak Kaynaklı Isı Pompası (Serme)<br />Diyarbakır AbdulkadirKaravil - Toprak Kaynaklı Isı Pompası (Serme)<br />Haluk Akmilli - Toprak Kaynaklı Isı Pompası (Sondaj)<br />Kemer Country 133 – Toprak Kaynaklı Isı Pompası (Sondaj)<br />Kemer Country 158 – Toprak Kaynaklı Isı Pompası (Sondaj)<br />Kemer Country Esin Mete - Toprak Kaynaklı Isı Pompası (Sondaj)<br />Kemer Ravza Evleri – Metin Basak - Toprak Kaynaklı Isı Pompası (Sondaj)<br />Sait Yavuz Villası İzmit Masukiye – Toprak Kaynaklı Isı Pompası (Sondaj)<br />Yantas – Yavuzlar Plastik -Toprak Kaynaklı Isı Pompası (Sondaj)<br />
  37. 37. SORULARINIZ İÇİN<br />toprakisisistemleri@gmail.com<br />Toprak Isı Sistemleri Müh.San.Tic.Ltd.Şti.<br />TepeüstüMh. Poyraz Cd. No:25A Ümraniye/İST<br />Tel:02165279836, Fax:02165275832, <br />www.toprakisi.com.tr<br />

×