Isıtma Sistemlerinde Termokimyasal Malzemelerin Kullanımı

0

BEĞENDİM

ABONE OL

News

0

Isıtma Sistemlerinde Yenilikçi Çözüm: Termokimyasal Malzemeler

Ensonhaber.com’un haberine göre, evleri verimli ve sürdürülebilir bir şekilde ısıtmak, özellikle soğuk iklimlerde karşılaşılan büyük bir zorluktur. ABD’de bulunan Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı’ndaki (NREL) araştırmacılar, bu soruna umut verici bir çözüm sunmak amacıyla termokimyasal malzemeler (TCM’ler) üzerinde çalışmalar yapmaktadır.

Proje Üzerinde Çalışmalar Sürüyor

Bu projede, termokimyasal malzemelerin depoladığı enerjinin, özellikle nemli bölgelerde kapalı alanların etkili bir şekilde ısıtılmasında nasıl kullanılabileceği araştırılmaktadır.

Yeni Sistem Nasıl Çalışıyor?

Sektör temsilcileri ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan uzmanlarla iş birliği yapan bilim insanları, termokimyasal malzemeleri (TCM’ler) bir binanın HVAC (ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme) sistemine entegre etmek için pratik bir konfigürasyon geliştirmiştir.

Tuz-Hidrat Yöntemi

Tuz-hidrat TCM’ler, bir bina için ısıtma sistemine yük esnekliği sağlamak adına umut verici adaylar olarak değerlendirilmektedir. Bu esneklik, ısıtma sisteminin elektrik gereksinimlerini azaltmanın yanı sıra, yükün daha ucuz ve/veya daha temiz enerji sağlanan zaman dilimlerine kaydırılmasına olanak tanır. TCM’ler, hidrasyon ve dehidrasyon reaksiyonları ile şarj edilip boşaltılmaktadır. Tuzun hidratlanması, binayı ısıtmak için gerekli ısıyı serbest bırakırken, TCM’yi dehidre etmek için günün ilerleyen saatlerinde ısı pompasından ek ısıya ihtiyaç duyulmaktadır. Bu, reaktörün su buharı ile etkileşime girmesi gerektiği anlamına gelir. Su buharı, ortam havasından sağlanabilir, bu durumda TCM açık bir sistem olarak çalışır. Alternatif olarak, TCM kapalı bir sistemde, havası boşaltılmış izole bir odada yer alabilir; bu durumda su buharı, ayrı bir bölmeden buharlaşan sıvı sudan temin edilir. Açık sistemler daha basit bir yapıya sahip olsa da, kış aylarında bazı zorluklarla karşılaşılabilir. Su buharının genellikle az miktarda bulunması, iç mekan havasını kullanarak hidrasyon reaksiyonunu gerçekleştirmeyi zorlaştırabilir, çünkü soğuk dış hava sınırlı nem içermektedir ve bu durum binanın nem seviyesini rahatsız edici derecede düşürebilir.

“Evi Kurutmadan Isıtma Sağlayabiliyoruz”

NREL’in Gelişmiş Bina Ekipmanları Araştırma Grubu’nda Kıdemli Araştırma Mühendisi olan Jason Woods, bu konudaki yeni makalenin ortak yazarı olarak, “Reaktörü binaya entegre etme şeklimiz sayesinde, bunu evi kurutmadan yapabiliyoruz. Nemin nereden geldiğini düşünmek önemlidir, çünkü nasıl entegre edildiğine bağlı olarak performans önemli ölçüde etkilenebilir.” şeklinde açıklama yapmıştır.

TCM reaktörünün modellenmesinde araştırmacılar, iç mekan sıcaklığının 21 santigrat derece olduğunu varsaymışlardır. Bağıl nem, reaktörün performansını etkileyen en kritik faktör olarak öne çıkmaktadır.

Yüksek Performans Beklentisi

Woods, “Soğuk havada nem oranı oldukça düşüktür, bu nedenle iç mekanlardaki nem de azalır ve TCM reaksiyonunu gerçekleştirmek daha zor hale gelir.” ifadesinde bulunmuştur. Araştırmacılar, daha yüksek nem oranı ile Seattle’daki bir TCM reaktörünün daha iyi bir termal performansa ulaşacağını hesaplamışlardır. Araştırma, müstakil bir evi göz önünde bulundurmanın yanı sıra, teknolojinin küçük bir otelin lobisinde, orta büyüklükte bir ofis binasında ve hastane hasta odalarında ne kadar etkili olacağını da incelemiştir. Bir TCM sistemi için marjinal sermaye maliyeti, binanın büyüklüğü arttıkça azalma göstermekte ve seviyelendirilmiş depolama maliyetinin (LCOS) kilowatt-saat başına 10 sentten daha düşük olacağı tahmin edilmektedir.

Kaynak: Ensonhaber