Buz ile ısıtıp soğutan projeye ödülThe project that uses ice for heating and cooling awarded

Yaşar Üniversitesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü öğrencileri Faruk Öner, Caner Eser ve Oğuz Başoğlu, evlerde ısıtma ve soğutmada kullanılan enerjinin verimliliğini artırmak için “buz kuyusu kullanan, enerjisini de güneş panellerinden alan ısı pompası” tasarımları ile Teknopark İzmir’in, İzmir Kalkınma Ajansı işbirliği ile organize ettiği Enerji temalı Hack4Energy etkinliğinde ödül kazandı. Urla’da iki katlı bir binayı örnek alarak tasarladıkları sistemi anlatan Faruk Öner, “buz kuyulu ısı pompası” sisteminin, klima, kombi, diğer ısı pompası gibi ısıtma veya soğutma sistemlerine göre çok daha az enerji harcadığını ve daha verimli olduğunu söyledi.

 Teknopark İzmir’de düzenlenen Hack4Enerji etkinliği ve yarışmasına Yaşar Üniversitesi Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü öğrencileri de katıldı. Evlerde kullanılan enerjinin verimliliği temalı yarışmada, son sınıf öğrencileri Faruk Öner, Caner Eser ve Oğuz Başoğlu’ndan oluşan COP 35 isimli grup, tasarladıkları buz kuyusu ile ısıtma ve soğutma yapan ısı pompası ile üçüncü oldu.

 Sistemi anlatan Faruk Öner, “Isı pompası, dışarıdan enerji verilmesi ile düşük sıcaklıktaki bir ortamdan aldığı ısıyı yüksek sıcaklıktaki ortama veren bir makine. Kışın ısıtma maksadı ile kullanılan ısı pompası, yazın da soğutma için kullanılabiliyor. Isı pompalarının verimi COP olarak adlandırılan performans katsayıları ile ölçülüyor. COP’lerin yüksek olması, verimin de yüksek olması demek. Isı pompalarının COP değerlerinin yıllık ortalaması yaklaşık 3,5 iken bizim tasarladığımız enerjisini güneş panellerinden olan buz kuyusu kaynaklı ısı pompamızın yıllık ortalama COP değeri yaklaşık 5,5. Bu da iki kata yakın bir enerji verimliliği sağlıyor” dedi.

Fotoğraftakiler: (Soldan Soldan: Caner Eser-Yrd. Doç. Dr. Nurdan Yıldırım-Oğuz Başoğlu-Faruk Öner)

 BUZ KUYUSU

Isı pompası kelimesinin günlük hayatta yeni yeni karşımıza çıkmasına rağmen bu sistemleri buzdolaplarımızda, klimalarımızda yıllardır kullandığımızı belirten Öner, “Buzla ısıtıp soğutma yapmak ilk duyulduğunda garip geliyor olabilir ancak enerji verimliliği açısından baktığımızda çok mantıklı. Buz kuyusu kaynaklı ısı pompalarında, özel olarak üretilen buz kuyuları toprağın altına yerleştiriliyor. Toprak iyi bir yalıtkan olduğu için kuyu, sıcaklığını muhafaza ediyor. Klimalarda kullandığımız dış üniteler, buz kuyusu kaynaklı ısı pompalarında gerekli mühendislik tasarımları yapılarak kuyu içine yerleştiriliyor. Yazın evin içindeki cihazdan gelen sıcak hava, buz kuyusuna veriliyor. Bu sistemle hava veya toprak kaynaklı ısı pompalarına göre akışkan daha fazla soğuyor. Yaz boyunca, buz kuyusundaki buz tamamen eriyor ve ısınıyor. Kışın ise tam tersi mantıkla çalışan mekanizma devreye girerek içerideki soğuk havayı buz kuyusuna gönderiyor. Böylece, akışkan buz kuyusundan geçerken diğer ısı pompalarına göre içerideki havayı ısıtmak için daha az enerji harcıyor. Buz kuyusu kaynaklı ısı pompalarımızın COP değeri, sık kullanılan toprak ve hava kaynaklı ısı pompalarına göre daha fazla. Bu da daha az elektrik tüketimine sebep oluyor.”diye konuştu.

Öğrenciler, güneş panelleri ile bütünleşik olarak Urla’daki iki katlı bir binayı örnek alarak tasarladıkları sistemin, İzmir’de Güzelbahçe, Urla, Seferihisar gibi müstakil konutların yoğun olduğu yerlerde kullanılabileceğini belirtti.

ISITMA VE SOĞUTMADA TASARRUF

Enerji Sistemleri Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Nurdan Yıldırım Özcan da enerji verimliliğinin önemine dikkat çekerek, “Enerji tüketimindeki artışları dengelemek için tek yol, enerjinin verimli kullanılmasıyla mümkün. Binaların ve işletmelerin ısıtma ve soğutmasında yüzde 35 ve ulaşımda yüzde 15 oranında tasarruf sağlandığında, yılda yaklaşık 1,4 milyar dolarlık petrol ve doğalgaz ithal edilmeyebilir. Öğrencilerimizin, güneş panelleriyle bütünleşik olarak tasarladıkları buz kuyusu kaynaklı ısı pompası projesini bu nedenle özellikle enerji verimliliği açısından çok önemsiyoruz” dedi.​

Students from Yaşar University’s Department of Energy Systems Faruk Öner, Caner Eser and Oğuz Başoğlu developed a project to increase the energy efficiency in heating and cooling systems used for houses. In their project, the students designed “a heat pump that uses an ice store and that sources its energy from solar panels.” This design won the students the third place at Hack4Energy, an energy-themed event jointly organized by Technopark İzmir and İzmir Development Agency. Faruk Öner noted that they designed this system based on a two-storey building in Urla, İzmir; and added that the system of “heat pump with ice store” is more energy-efficient as it expends much less energy compared to other heating and cooling systems such as air conditioner, boiler, and other heat pumps.

To give details about the system, Faruk Öner said, “The heat pump is a machine that outsources its energy and releases the heat it takes from an environment with a lower temperature into another environment with a higher temperature. The heat pump can be used for cooling during summer, and for heating during winter. The efficiency levels of heat pumps are measured based on performance coefficients, also called COP. The higher the COP value is the higher the efficiency is. On average, the annual COP value of heat pumps is 3.5 while it is 5.5 in our heat pump. Because our ice store-source heat pump supplies its energy from solar panels. This is what makes our heat pump two times more energy-efficient.”

THE ICE STORE

Öner points out that we have been using these heat pump systems in refrigerators and air conditioners for years though the word heat pump itself has just started to be used in our daily lives. He also adds, “The idea of heating and cooling with ice may sound strange at first; however, it makes sense considering its energy-efficiency. In these ice store-source heat pumps, specially produced ice stores are placed underground. As the ground is a good insulator, the store maintains its temperature. The outdoor units of the air conditioners that we are using are placed into the store after necessary engineering designs are applied on the ice store-source heat pumps. The hot air from the devices inside the house is transferred to the ice store. This system allows the fluid to get much cooler compared to air-source or ground-source heat pumps. During summer, the ice in the ice store melts completely and warms up. During winter, the reverse of this mechanism takes action and transfers the cold air into the ice store. Compared to other heat pumps, this allows the fluid to expend less energy to heat the air inside as it passes through the ice store. The COP value of our ice store-source heat pump is higher than the COP values measured in the commonly used ground-source and air-source heat pumps. This results in a decreased amount of energy consumption.”

The students noted that the system, which they designed as an integral part of the solar panels on a two-storey building in Urla, İzmir, can also be used in places with a high number of stand-alone houses.