BAU Teknolojileri Dergisi 9. Sayı (Mayıs-Haziran 2023)

50 BAU TEKNOLOJİLERİ • Mayıs-Haziran / 2023 MAKALE Döngüsü’nün temel farkı, hava ile su arasındaki ısı ve nem değişimini optimize ederek maksimum soğutma verimlili- ğini elde etmektir. Bu sayede daha az enerji kullanarak daha düşük sıcaklıklara ulaşılabilmektedir (Şekil–2). Sistemin birincil avantajı, şartlandırılmış havaya herhangi bir nem eklemeden yaş termometre sıcaklığının altındaki sıcaklıklara ulaşma kabiliyetinde yatmaktadır. Bu başarıyı elde etmek için, doğrudan ve dolaylı evaporatif soğutma teknikleri bir- leştirilir ve buna uygun ısı eşanjörleri tasarlanır. Sistemin basitliği nedeniyle bu teknikle çalışan ticari cihazlar kısa sürede piyasadaki yerini almıştır. Sitem özellikle evaporatif soğutmanın yeterince verimli çalışamadığı nemli bölgeler için önemli avantajlar sunar. TEC/TEG (Termoelektrik ısı pompası) : Termoelektrik ısı pompası (TEC) ya da TEG jeneratör- ler, ısıyı elektriğe veya elektriği ısıya dönüştüren cihazlardır. Başka bir deyişle, bu cihazların bir yüzeyi ısıtılır ve diğer yüzeyi soğutulursa elektrik (doğru akım) üretilebilirken, tersi de mümkündür; yani cihaza doğru akım verildiğinde, ısı pompası gibi çalışır ve bir yüzeyi ısınırken diğer yüzeyi soğur (Peltier etkisi). Bu cihazlar, iki farklı metal veya yarı iletken arasında bir sıcaklık farkı oluşturarak çalışır. Bu sıcaklık farkı, elektronların bir taraftan diğer tarafa akmasına neden olur ve böylece elektrik akımı üretilir. Termoelektrik cihazlar, hareketli parça içermezler, bu nedenle bakım gerektirmezler, sessizdirler ve çok az yer kaplarlar. Bu özellikleri sayesinde, atık ısıyı geri kazanmada, bilgisayar soğutmada, uzay araç- larında enerji üretmek veya soğutma sağlamak gibi pek çok alanda kullanılmaktadır. Peltier etkisi ve termoelektrik soğutma hakkında internette pek çok bilgi bulunabilir [5]. Henüz bina teknolojilerinde uygulanmaları yaygın değil- dir, çünkü ısıl verimleri düşüktür. Deneysel çalışmalarda ısıl verim 1,0 civarındadır fakat gelecekte bu verimlilik yük- seldiğinde kullanım alanının özellikle cephe sistemleri ile beraber çok daha artacağı şimdiden söylenebilir (Şekil–3). Fiyat/performans açısından bu tür sistemler kurmak özel bir teknik bilgi gerektirdiğinden pahalıdır fakat bu konuda hem akademik hem de teknolojik ürün anlamında yapılan çalışmalar hızla artmaktadır. Isı borularıyla beraber kulla- nıldığında, HVAC sektöründe çevre dostu cihazlar olarak, endüstride de özellikle atık ısıların geri kazanımında yakın gelecekte sıklıkla karşımıza çıkacağını öngörmek zor değildir. Bu konuda da ülkemizde önemli çalışmalar yapılmak- tadır. Prof.Dr. Raşit AHISKA ve ekibi önemli çalışmalara imza atmışlardır [6]. Isı Borusu: Isı borusu, TEC cihazlar gibi, hiçbir hareketli parçaya sahip değildir ve buna rağmen ısı transferini son derece verimli bir biçimde iletebilen ekipmanlardır. Görünüm ola- rak düz bir boru parçasından farkı olmayan ısı borusunun içindeki sıvı, ısınan uçta buharlaşır ve soğuyan uçta yoğunla- şır; bu şekilde ısı borusu içinde sürekli bir döngü oluşur ve ısı transferi gerçekleşir. Çok az enerji kaybına neden oldukları, çalışma süresince pompa, kompresör gibi herhangi bir meka- nik cihaza gereksinimi duymadıkları için sürdürülebilir tek- nolojiler içinde yerini hızla almaktadır. Isı borusu, elektronik cihazların soğutulması, güneş enerjisi sistemlerinde, ısı geri kazanım cihazlarında (iki serpantin arasındaki ısı transferini sirkülasyon pompası olmadan yapabilmek için), bilgisayar yongalarının hassas soğutmasında (TEC cihazı ile beraber herhangi bir fan kullanmadan soğutmak için) vb. kullanıl- maktadır. Bina ısıtma-soğutma teknolojileri içindeki daha geniş uygulama alanları için pek çok araştırma yapılmaktadır ve yakın gelecekte yaygınlaşmaması için hiçbir engel yoktur. Şekil 2. a) Maisotsenko Döngüsü prensip şeması, b) Maisotsenko prensibi ile çalışan bir eşanjör tasarımı. Şekil 3. a) Termoelektrik soğutmanın bina cephesine entegrasyonu b) TEC (Peltier) modülün şematik gösterimi.