Güneş termal enerjisi ve atık ısı, binaları iklim dostu bir şekilde soğutur. Absorbsiyon sistemleri soğuk için elektrik yerine ısı kullanır. Bu paradoksal teknik nasıl çalışıyor?
Kışın rahat bir şekilde ısınmak için fosil yakıt kullanan insanlar için güneş enerjisi termal sistemleri yardımıyla soğuk üretmek, ısı pompalarıyla ısıtmaktan bile daha çılgın görünüyor. Yaklaşan döngüsel ekonomi çağında petrol ve gaz yakmak artık uygun değil.
Duyuru
Lokal ısı etkilerinin büyük ölçekli ortalamaların gösterdiğinden daha büyük olacağından, iklim değişikliği meydana geldikçe soğutmanın daha önemli hale gelmesi muhtemeldir.
Elektrik soğutma için çok değerli
Almanya'da üretilen elektriğin yaklaşık %15'i soğutma ve iklimlendirme sistemlerinin çalıştırılmasında kullanılıyor. Yenilenebilir enerjinin kullanımı, çevre ve iklim koruma hedeflerine ulaşmada soğutma teknolojisinde de önemli bir rol oynamaktadır.
Absorbsiyon sistemleri, atık ısıyı veya güneş ısısını itici enerji olarak kullanarak soğuk tedarikini sağlar. İşletim ve bakım açısından sistemler, çevre dostu soğutucu akışkanların kullanılmasıyla avantajlarını göstermektedir. CO2 ve iklime zarar veren diğer maddelerin emisyonları önemli ölçüde azalır.
Azalan elektrik tüketimi ve merkezi olmayan ısı kaynaklarının kullanımı yalnızca çevre dostu olmakla kalmıyor, aynı zamanda giderek gerginleşen enerji politikası ortamında elektrik şebekelerinin istikrara kavuşturulmasına ve kaynakların ve değer zincirlerinin korunmasına da yardımcı oluyor.
Termal kompresörler
Bir soğutma makinesinin evaporatöründe, soğutucu akışkan düşük sıcaklık ve düşük basınçta ısıyı emerek kaynar. Sıkıştırmalı soğutma sistemlerinde soğutucu akışkan buharı, mekanik bir kompresör vasıtasıyla evaporatörden alınarak daha yüksek bir basınca getirilir.
Bu amaçla absorpsiyonlu soğutma sistemleri, absorpsiyon veya gözenekli katılar adı verilen bir çözelti döngüsü kullanır. Bu işleme adsorpsiyon denir. Absorbsiyonlu soğutma prosesleri kullanılarak soğuk, örneğin kombine ısı ve enerji santrallerindeki (CHP) elektrik üretiminden, üretim proseslerinden veya güneş enerjisi yardımıyla elde edilen atık ısıyla sağlanabilir. Isıdan soğutma sadece enerji açısından mantıklı değil aynı zamanda birçok durumda ekonomik olarak da uygulanabilir.
Absorbsiyonlu soğutma sistemlerinde elektrik enerjisine esasen sadece pompa ve fan gibi yardımcı üniteler için ihtiyaç duyulur. Gerçek tahrik güneş enerjisi veya atık ısı ile gerçekleşir.
Absorbsiyonlu soğutma sistemleri 20. yüzyılın başından beri ticari kullanımda olup, sağlamlıkları ve uzun ömürlülükleri nedeniyle çeşitli uygulama alanlarında kendilerine yer edinmişlerdir. Uygun bakım ile onlarca yıllık kullanım ömrü göz ardı edilemez. Emiciler özellikle 300 kW'ın üzerindeki daha geniş güç aralığında popülerdir.
Sorpsiyon işlemi, soğutucu buharı için bir çözeltinin sorpsiyon kapasitesini kullanır. Bunun için yaygın olarak kullanılan çalışma malzemeleri lityum bromür-su çözeltisi veya amonyak-su çözeltisidir.
Sıvı pompası kullanılarak sıvı fazda basınç arttırılır. Jeneratörde çözelti, ısı eklenmesi nedeniyle kaynar. Soğutucu buharı dışarı atılır ve sıvılaştırılacağı yoğunlaştırıcıya akar. Düşük soğutucu solüsyonu absorbere geri akar.
Adsorpsiyonlu soğutma sistemleri, özellikle daha geniş güç aralığında onlarca yıldır kullanılmaktadır. Adsorpsiyon malzemeleri ve kontrol teknolojisi alanındaki güncel gelişmeler, son yıllarda daha küçük ve daha verimli ünitelerin geliştirilmesine olanak sağlamıştır.
Adsorpsiyon prosesinde, soğutucu buharını bağlamak için silika jel veya zeolitler gibi oldukça gözenekli katılar kullanılır. Soğutucu olarak genellikle su kullanılır. Katı adsorplayıcı zamanla doygun hale geldiğinden, genellikle birkaç adsorber dönüşümlü olarak kullanılır.
Adsorberler, tahrik ısısının sağlanmasıyla yenilenir, böylece bağlı soğutucu tekrar dışarı atılır. Soğutucu akışkan daha sonra yoğunlaştırıcıda sıvılaştırılır ve buharlaştırıcıya geri gönderilir.
Soğutma için yenilenebilir enerji kaynakları
Isıdan soğutmanın avantajı, elektriğe yalnızca yardımcı üniteler için ihtiyaç duyulduğundan, elektrik üretiminin verimsiz bir şekilde yönlendirilmesine gerek kalmadan çeşitli proseslerden gelen atık ısının kullanılması olasılığıdır.
Proses ve teknolojiye bağlı olarak kullanılabilir ısıtma sıcaklıkları 60 °C ile 100 °C arasındadır. Bu nedenle aşağıdaki işlemler, bu tür soğutma sistemlerinin çalıştırılması için ısı kaynağı olarak kullanılabilir:
Kışın rahat bir şekilde ısınmak için fosil yakıt kullanan insanlar için güneş enerjisi termal sistemleri yardımıyla soğuk üretmek, ısı pompalarıyla ısıtmaktan bile daha çılgın görünüyor. Yaklaşan döngüsel ekonomi çağında petrol ve gaz yakmak artık uygun değil.
Duyuru
Lokal ısı etkilerinin büyük ölçekli ortalamaların gösterdiğinden daha büyük olacağından, iklim değişikliği meydana geldikçe soğutmanın daha önemli hale gelmesi muhtemeldir.
Elektrik soğutma için çok değerli
Almanya'da üretilen elektriğin yaklaşık %15'i soğutma ve iklimlendirme sistemlerinin çalıştırılmasında kullanılıyor. Yenilenebilir enerjinin kullanımı, çevre ve iklim koruma hedeflerine ulaşmada soğutma teknolojisinde de önemli bir rol oynamaktadır.
Absorbsiyon sistemleri, atık ısıyı veya güneş ısısını itici enerji olarak kullanarak soğuk tedarikini sağlar. İşletim ve bakım açısından sistemler, çevre dostu soğutucu akışkanların kullanılmasıyla avantajlarını göstermektedir. CO2 ve iklime zarar veren diğer maddelerin emisyonları önemli ölçüde azalır.
Azalan elektrik tüketimi ve merkezi olmayan ısı kaynaklarının kullanımı yalnızca çevre dostu olmakla kalmıyor, aynı zamanda giderek gerginleşen enerji politikası ortamında elektrik şebekelerinin istikrara kavuşturulmasına ve kaynakların ve değer zincirlerinin korunmasına da yardımcı oluyor.
Termal kompresörler
Bir soğutma makinesinin evaporatöründe, soğutucu akışkan düşük sıcaklık ve düşük basınçta ısıyı emerek kaynar. Sıkıştırmalı soğutma sistemlerinde soğutucu akışkan buharı, mekanik bir kompresör vasıtasıyla evaporatörden alınarak daha yüksek bir basınca getirilir.
Bu amaçla absorpsiyonlu soğutma sistemleri, absorpsiyon veya gözenekli katılar adı verilen bir çözelti döngüsü kullanır. Bu işleme adsorpsiyon denir. Absorbsiyonlu soğutma prosesleri kullanılarak soğuk, örneğin kombine ısı ve enerji santrallerindeki (CHP) elektrik üretiminden, üretim proseslerinden veya güneş enerjisi yardımıyla elde edilen atık ısıyla sağlanabilir. Isıdan soğutma sadece enerji açısından mantıklı değil aynı zamanda birçok durumda ekonomik olarak da uygulanabilir.
Absorbsiyonlu soğutma sistemlerinde elektrik enerjisine esasen sadece pompa ve fan gibi yardımcı üniteler için ihtiyaç duyulur. Gerçek tahrik güneş enerjisi veya atık ısı ile gerçekleşir.
Absorbsiyonlu soğutma sistemleri 20. yüzyılın başından beri ticari kullanımda olup, sağlamlıkları ve uzun ömürlülükleri nedeniyle çeşitli uygulama alanlarında kendilerine yer edinmişlerdir. Uygun bakım ile onlarca yıllık kullanım ömrü göz ardı edilemez. Emiciler özellikle 300 kW'ın üzerindeki daha geniş güç aralığında popülerdir.
Sorpsiyon işlemi, soğutucu buharı için bir çözeltinin sorpsiyon kapasitesini kullanır. Bunun için yaygın olarak kullanılan çalışma malzemeleri lityum bromür-su çözeltisi veya amonyak-su çözeltisidir.
Sıvı pompası kullanılarak sıvı fazda basınç arttırılır. Jeneratörde çözelti, ısı eklenmesi nedeniyle kaynar. Soğutucu buharı dışarı atılır ve sıvılaştırılacağı yoğunlaştırıcıya akar. Düşük soğutucu solüsyonu absorbere geri akar.
Adsorpsiyonlu soğutma sistemleri, özellikle daha geniş güç aralığında onlarca yıldır kullanılmaktadır. Adsorpsiyon malzemeleri ve kontrol teknolojisi alanındaki güncel gelişmeler, son yıllarda daha küçük ve daha verimli ünitelerin geliştirilmesine olanak sağlamıştır.
Adsorpsiyon prosesinde, soğutucu buharını bağlamak için silika jel veya zeolitler gibi oldukça gözenekli katılar kullanılır. Soğutucu olarak genellikle su kullanılır. Katı adsorplayıcı zamanla doygun hale geldiğinden, genellikle birkaç adsorber dönüşümlü olarak kullanılır.
Adsorberler, tahrik ısısının sağlanmasıyla yenilenir, böylece bağlı soğutucu tekrar dışarı atılır. Soğutucu akışkan daha sonra yoğunlaştırıcıda sıvılaştırılır ve buharlaştırıcıya geri gönderilir.
Soğutma için yenilenebilir enerji kaynakları
Isıdan soğutmanın avantajı, elektriğe yalnızca yardımcı üniteler için ihtiyaç duyulduğundan, elektrik üretiminin verimsiz bir şekilde yönlendirilmesine gerek kalmadan çeşitli proseslerden gelen atık ısının kullanılması olasılığıdır.
Proses ve teknolojiye bağlı olarak kullanılabilir ısıtma sıcaklıkları 60 °C ile 100 °C arasındadır. Bu nedenle aşağıdaki işlemler, bu tür soğutma sistemlerinin çalıştırılması için ısı kaynağı olarak kullanılabilir:
- Yenilenebilir şekilde üretilen ısı ve büyük güneş enerjisi sistemlerinden başka şekilde kullanılmayan ısının kullanılmasının ek faydası.
- Elektrik üretiminden ısı çekilerek sıfır CO2 emisyonuyla bölgesel ısıtma.
- Kojenerasyon tesislerinde merkezi olmayan ve birleşik elektrik ve ısı üretimi, soğuk tedariki ile tamamlanmaktadır.
- Ayrıca, normalde kullanılamayacak veya yalnızca sınırlı ölçüde kullanılabilecek olan prosesin atık ısısından yararlanmanıza olanak tanır.
- Son fakat bir o kadar da önemlisi, yenilenebilir hammaddelerin kullanımı biyokütle ısıtma yoluyla mümkündür.