1--Oteller İçin Güneş Enerjili Isıtma-Sıcak Su Elde Etme:

1—Kaynak  yazarların yaptığı çalışmada Kayseri’daki 50 kişilik bir otelin sıcak su ve ısıtma ihtiyacı için gerekli olan enerjinin belirli bölümünü güneş enerjisinden karşılayacak bir tesisatının tasarımı yapılmıştır.

2--Otel binasının yıllık ısıl enerji ihtiyacının %30’unu güneş enerjisinden karşılayacak 

güneş enerjisi tesisatının toplam maliyeti……90800 TL  

geri ödeme süresi fuel-oil 4 yakıtı kullanılması halinde… 6 yıl-yakl.

doğal gaz yakıtı kullanılması halinde ise yaklaşık…10 yıl olarak bulunmuştur.

3—Otelde güneş enerjisi ile sıcak su ihtiyacı ve kalorifer için yıllık faydalanma oranı %30 seçildiğinde, toplam toplayıcı alanı 128 m2 hesaplanmıştır. Bu durumda 1.9 m2’lik topla-yıcılardan 68 adet gereklidir.

4—Sonuç olarak yapılan çalışmalar göre otellerin ve iş merkezlerinin-fabrikaların sıcak su ihtiyacının % 25-30 bölümü ekonomik olarak güneş enerjili sıcak su kolektörleri ile karşılanabilir.

2—Güneş Enerjili-Isı Pompalı Isıtma-Sıcak Su Elde Etme:

1—Kaynak yazarlar tarafından yapılan çalışmaya göre:İzmir'de 120 m2 net kullanım alanına sahip bir işyerinde güneş enerjisi destekli ısı pompası kullanarak ısınma ve sıcak su üretimi amaçlanmış ve sistem Kasım 2009'dan Nisan2010 ayları arasında 5 ay süre ile 7gün 24 saat çalıştırılmıştır

1.1--Sistem İzmir'de 120 m2 kullanım alanlı bir işyerini ısıtmak amacı ile kullanılacaktır.

2--Bina 4 katlı olup, duvarları ısı yalıtımsız ve pencereleri alüminyum çift camdır. Bina ısı kaybı; dış sıcaklık 3°C, mahal sıcaklıkları 22°C kabul edilerek 

8,2 kW olarak hesaplanmıştır.

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

3.1--Bu amaçla,toplam net yutucu yüzey alanı 11,28 m2 olan 6 adet seçici yüzeyli alüminyum güneş kolektörü seçilmiştir

3.2--Uygulanacak sistem büyüklüğüne, seçilen güneş kolektörleri özelliklerine ve net yüzey açıklık alanına bağlı olarak su debisi 40-45 lt/m2-h önerilmektedir

3.2.1--Buna göre 11,28 m2 için yaklaşık 500 lt/h kapasiteli sirkülasyon pompa grubu seçil-miştir

3.2.2--Pompa grubunda bulunan debi ayarlı küresel vana ile sistem çalışma sıcaklıklarının istenen sıcaklıklarda olması sağlanabilmektedir

4--Elektrik kesilmesi ve bekleme gibi durumlarda kullanılan güneş kolektörü iç sıcaklığı 180-190°C'ye ulaşabilmektedir.Tesisat bu sıcaklığa uygun imal edilmiş ve kullanılan tüm armatürler bu sıcaklıklara da dayanabilecek şekilde seçilmiştir.

5--Güneş kolektörü kapalı devresinden sıcak su tankına ısı transferi yapabilmek için tank içi serpantin borulu sistem yerine 12 kW kapasiteli 60/48°C-46/55°C şartlarında çalışacak plakalı eşanjör kullanılmıştır

5.1--Boru tesisatı ise tichelman yöntemine göre tasarlanarak ve değişen boru çaplarında 0,2-0,5 m/s su hızları sağlanacak şekilde boyutlandırılmıştır.

6--Tesisata su yerine; donma sıcaklığı -20°C, buharlaş-ma sıcaklığı +130°C olan ve sistemdeki farklı metal-ler ve çalışma ortamından oluşabilecek galvanik korozyonu önleyerek tesisat ömrünü uzatan antikor sıvısı doldurulmuştur.

7--Plakalı eşanjör iç su hacmi eşdeğer borulu sisteme göre 10-15 kat daha az olduğundan güneş enerjisi kapalı devresindeki su hacmi azaltılmıştır.Özellikle güneş enerjili ısıtma sistemlerinde kapalı devre su hacminin az olması değişen hava koşulları ve ışıma değerlerinde sistemin ısı ata-letini azaltarak verimi arttırmaktadır. 

7.1--Örneğin 2000 lt hacimli çift cidarlı boylerde cidar su hacmi 147 lt iken aynı hacimli serpantinli boylerde bu hacim 40 lt ve eşdeğer ısıl kapasiteli bir plakalı eşanjörde ise su hacmi 6-7 lt’dir.

8--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.

8.1--Sadece gündüz ısınmasına destek kullanımında 2-3 saatlik enerjinin depolanabileceği su hacmi tavsiye edil-mektedir.Buna göre 100 lt hacimli emaye sıcak su depolama tankı seçilmiş  ve bu tank bir sirkülasyon pompası ile plakalı eşanjöre bağlanmıştır

9—Sistemin Çalışması:

9.1--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.

9.2--Isı pompası güneş enerjisi tesisatından bağımsız olarak bina giriş katında bulunan programlanabilir oda termostatından ve dış hava sıcaklık hissedicisinden gelen komutlara göre çalışmaktadır. Oda termostatı, ısı pompasının odaları sıcaklıklarını, hafta içinde 7-18 saatleri arasında 22°C, bunun dışındaki saatlerde ve hafta sonları 18°C sağlayacak şekilde ayarlandı.

9.3--Sıcak su tankında ısıtma sistemine destek işlevi ise tesisatta radyatör dönüş sıcak su hattı üstüne takılan bir üç yollu vana ve bu vanaya komut veren otomatik kontrol cihazı ile sağlandı.

9.4--Sıcak su tankı su sıcaklığı, radyatörlerden ısı pom-pasına dönen su sıcaklığından fazla ise otomatik kontrol cihazı üç yollu vanayı kontrol ederek dönüş suyunu ısı pompası yerine sıcak su depolama tankına yönlendirdi

9.5--Böylece güneş enerjisi ile ısınmış depolama tankı, radyatörlerden ısı pompasına dönen suyun sıcaklığını arttırarak ısı pompasının çalışacağı sıcaklık farkını düşürdü ve düşürdüğü oranda ısı pompasının daha az enerji harcamasını sağladı.

9.6--Güneş kolektörlerinden gelen sıcak su, öncelikle kullanım suyu boylerini ısıtır. Boyler istenilen sıcak-lığa ulaştığında, üç yollu vana kolektörlerden gelen sıcak suyu plakalı eşanjör vasıtası ile sıcak su depolama tankına yönlendirir.Böylelikle güneş kolektörlerinden gelen enerji depo suyunu ısıtmaya başlar.

10—Sonuç Olarak:

10.1--İç verim oranı (yatırımın kara geçmeye başlama süresi) 7,5 yıl, yatırımın kendini amorti etme süresi ise 10,5 yıl olmaktadır

10.2--Aynı yatırımın maliyetinin 10.000 TL'ye yıllık kredi faizinin %10'a ve ödeme süresinin 5 yıla çekilmesi halinde iç verim oranı 5 yıla, yatırımın kendini amorti etme süresi ise 6,5 yıla inmektedir

10.3--Sistemden elde edilen sonuçlar tasarlanan amaçlara ulaşıldığını göstermektedir. Güneş enerjisinin sisteme desteği bazı aylarda %49'a ulaşır iken yıllık ortalamada %22 olmuştur

10.4—Sistem 150 gün (3600 saat) çalışmış ve bu sürede ısın-ma amacı ile toplam 6556 kW enerji harcanırken, bunu karşılamak için sadece 1952 kW elektrik enerjisi kullanılmıştır.

10.5--Kullanılan elektrik enerjisinin %97'si ısı pompası ve güneş enerjisi sisteminin pompa, kompresör, fan gibi elemanlarının kullandığı elektrik enerjisi olup %3'ü ise ısı pompasının yetersiz kaldığı hava şartlarında devreye giren elektrikli ısıtıcıdan kaynaklanmaktadır.

10.6--120 m2 net kullanım alanına sahip bir mahallin istenilen konfor şartlarında ısıtılması 2009-2010 fiyatla-rı ile toplam 530 TL ile sağlanmıştır.

10.7--Tasarruf edilen miktar ise toplam ısınma ihtiyacının %70'idir.

Kaynak: 

1--Kayseri İlindeki Elli Yataklı Bir Otel Binası İçin Güneş Enerjisi Destekli Sıcak ve Su Isıtma Uygulaması-- Doç. Dr. Emin Fuad KENT Yrd. Doç. Dr. İbrahim Necmi KAPTAN

2--Güneş Enerjisi Destekli Isı Pompası ile Mahal Isıtma Uygulaması-- A. Cüneyt ÖZYAMAN