jeotermal bölge ısıtma sistemlerinde optimum kontrol

advertisement
Makale
JEOTERMAL BÖLGE ISITMA
SİSTEMLERİNDE OPTİMUM KONTROL
Adil Caner Şener 1 , Macit Toksoy1, Gülden Gökçen 1
'İzmir Yüksek Teknoloji Ensitüsü, Makina Mühendisliği Bölümü - İzmir
e-mail: [email protected], [email protected][email protected]
sonra optimum kontrol uygulandığında sistemle­
ÖZET
Jeotermal akışkan enerjisinin yer altından yü­ rin performansını gözlemlemek üzere konvansizeye, yüzeyden de kullanıcılara ulaştırılması an­ yonel enerji oranı (CER) ve konvansiyonel enerji
cak pompa kullanımı ile mümkündür. Buna bağlı fazlalık katsasyısı (CEER) adlı iki parametre ta­
olarak, jeotermal bölge ısıtma sistemlerinde işlet­ nımlanmıştır. Son olarak çalışma Balçova-Narlıme maliyetinin büyük bir kısmını pompalama dere Jeotermal Bölge Isıtma Sistemi üzerinde uy­
enerjisi oluşturur. Ülkemizde şimdiye kadar ge­ gulanmış sonuçlan ve değerlendirmeleri raporda
liştirilen ve uygulanan jeotermal bölge ısıtma sis­ verilmiştir.
temi projelerinde bu sistemlerin optimum kontro­
lü (enerji ekonomisi) üzerinde yeterli duyarlılıkta 1. Giriş
Jeotermal bölge ısıtma uygulamaları genel
durulmamıştır. Optimum işletilen bir sistemde
enerji tüketimi en aza inecek ve jeotermal enerji­ olarak geleneksel enerji kaynakları (Mazot, kö­
nin daha fazla konuta ulaştırılabilmesi mümkün mür vs.) ile yapılan ısıtmaya göre çok daha eko­
olacaktır. Bu çalışma, ülkemizdeki en büyük je­ nomiktir. Ülkemizde, bu göreceli ekonomik üs­
otermal bölge ısıtma sistemi olan Balçova-Narlı- tünlük çoğu zaman yeterli olarak algılanmakta ve
dere Jeotermal Bölge Isıtma Sistemi üzerinde ya­ jeotermal ısıtma sistemlerinin enerji ekonomisi
pılan araştırmalarda ortaya çıkan ve diğer bütün üstünde durulmamaktadır. Yapılan çalışmalar [1],
jeotermal bölge ısıtma sistemleri için genelleşti- ülkemizde işletilmekte olan jeotermal bölge ısıt­
rilebilecek olan "birim elektrik tüketimi başına ma sistemlerinin çok daha yüksek performanslar­
da çalışabileceğini
ne kadar jeoter­
göstermektedir.
Adil Caner ŞENER
mal enerji üretil­
I ¥77 izmir doğumlu olan Şener. 2000 yılında ODTl' Makimi Mü­
mektedir?"
ve hendisliği Bolümu'nu bitirmiştir. Aynı yıl içinde İzmir >uksek Tekno­ Jeotermal bölge
"tüketilen elektrik loji Enstitüsü'ndc yüksek lisansa baskınlıdır. 2000 yılından bu yana ısıtma sistemlerin­
enerjisi mümkün araştırma görevlisi olarak 1YTE Makina Mühendisliği Bölümu'nde yı­ de işletme hedefi,
lışan çjlışyn Şcnoı, Balçova Jcolernıal Bolgc lsıınıa Sisteminin Opııolan en düşük de­ nıı/asyonu adlı pıojeyi yüksek lisans tez konu.su olauk çalışmıştır. kullanıcılara ihti­
ğerde midir?" so­ 2002 yılında Bırle.şmıs, Milletler Üniversitesi tarafından burslu olarak yaçları olan ısı
da\et edildiği I/landa'da leoternıal enerji sistemleri konulu 6 aylık eği­
rularından yola lim pıogumına katılmıştır, i/iauda'du kaklığı siııc içerisinde Pıpelab enerjisini temin
çıkmaktadır. Ön- adlı bölge ısıtma sistemi sımulasyon ve tasarını programı üzerinde ça­ ederken, sistemin
cellikle jeotermal lışmalar yapmış ve hu programın geliştirilmesine katkıda bulunmuştur. elektrik tüketimini
Tez çalışması sırasında tasarladığı WELLOPT adlı program looteınvıl
bölge ısıtma sis­ bölge ısıtma sistemlerinde optimum kuyu işletme stratcjsını bulmak minimize etmek­
temlerinde opti­ için kullanılmaktadır. Ana çalışma konuları: jeotermal enerp .sıslemleri. tir. Bu sistemlerde
mum kontrol ta­ horu mühendisliği, bölge ısıtma sistemi modcllemcsı ve tasarımı, jc- elektrik enerjisi­
oleımal enerji sistemlerinde kontrol ve otomasyon olarak oyellenebılir.
nımlanmış daha
nin neredeyse taTESİSAT MÜHENDİSLİĞİ /Mart-Nisan 2004
•
49
marnının pompalar tarafından tüketildiği düşünülürse. İşletme hedefine ulaşmak için üretimden
dağıtıma, bütün pompaların değişen sistem ısı
yüküne göre ve en verimli şekilde çalıştırılması
gereği ortaya çı­
kar.
Şekil l ' d e ti­
pik bir jeotermal
bölge ısıtma siste­
minin basitleşti­
rilmiş bir şeması
verilmiştir. Gerek
içerdiği aşındırıcı
elementler gerek­
se, hidrolik ge­
reksinimler nede­
niyle jeotermal
akışkan sadece
kuyulardan, ku­
yulara yakın bir
noktada bulunan
ısı merkezine ka­
dar taşınır. Isısı
temiz suya aktarı­
lan
jeotermal
50
•
akışkan daha sonra re-enjeksiyon kuyularma geri
basılır. Temiz su ise kapalı devre olan şehir dağıtim sisteminde dolaştırılır ve ısı konutlara dağıtılir. Sistemin Şekil l'de gösterilenden farklı ola-
Mucit TOKSOY
IV-W ıh llkkuışun (l/mııj de doğdu. I°67"dc Manisa LISCM'UI.
\l>'ıl do İstanbul 1'eknık lhııvcisıresıııı hitırdı. lijic l:nı\oısıte<rnden
dokli'i.ı dcıccesmı aldı. 11>S2 sonesine kadar lige l.ımeısitesinde. ll>W
scııctiııc kadar, fakültesinin unıveısıte değıştıııncsı. nedeniyle Doku/
r.\lııl l nı\etMiesı nde ogıetım uye-ı olarak çalıştı. WJ'dan hu >ana
da l/nııı Yüksek Tekiiolop liıısiıtusu'ııdc öğretim uycsı olaıak çalışma
hayalına devam cdıyoı. 19W senesinde Cunılıuıbaşkanlığı Cîcııcl Sek
leleıı. eski l/.mıı \alısı Sayın Kemal Nehı o/oğlu'nun kuıduğıı. Jeoleı
mal l:ıuM|i Yüksek Danışma Kurulu'nu ine seçilmesiyle, '1 urkı\e"dekı
jeoieımal eneıjı uygulamalarını tamına lıısatı buldu. O talihten hu yana
akademik çalışma /amamın \e uueunu. ulkenıı/.dekı jeoleimal eııei|i
holge Miiha sıstenıloıının çaidaş. bilimsel \e teknik olcutleıde pıoıe
leııJııılınesı \e uygulanmasına, ilgili bilgi \e leknoloımın y.ıulması
K.ııı seıiıineı \e koııleıanslaı dıı/enlenmesine. ıl.nılı alanda .ııaştııma
\apm.ı\a lısansııslu le/ talışmalaıı yapınmaya, bu alanda kamu kay
nakl.uıııın tnpluius.il duyarlılıkla kullanılmalına. ilgili alanda "Tıııkee""
y avın y-ıpmay.ı ve yapılmasına katkı koymaya, yine ilgili alanda teknik
st.indaidl.uin siclıMırılmesıne, lYTIî bünyesinde 'i urkıye'nın geıeksmı
mı ulan leoteım.ıl Araşiuma Cielişlııme Test \e F.ğıltnı Meıke/ı '(Jh( ) ( T : \ J "mu kuıulmasına \e nihayet tok önemsediği \e mııuıuııu duydıığu hrıyııp louleımal eııei|i bulge ısılına Msıemı ıı/nıamnın yetişme­
sine kaykı kn\ına\:ı ayııdı. Yaplıklarıııdan VjOk mutlu lîu mulhılıığ.ı
neden olan .Sayın Nelııo/oglu'na. gece \c gundu/leiiui jeoteınul oneııı
ile Silmesine nııısade etlıkleıı u-ın ailesine, çalışmalaıını destekleyen
Balçova loımal ve Ualçova Jeotorınal Şirketi yöneticilerine, lisansüstü
l'giein-il.'iine tok teşekkür cdıyoı.
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ/Mart-Nisan 2004
rak birçok jeoter­
mal kuyuya ve
yüzlerce binaya
bağlı olduğu düşü­
nülürse, sistemin
optimum kontro­
lünün belli bir iş­
letme stratejisi ve
otomasyon olma­
dan imkansız ol­
duğu anlaşılır.
Jeotermal böl­
ge ısıtma sistemle­
ri de diğer ısıtma
sistemleri gibi te­
pe ısı yüküne göre
tasarlanırlar ve
ısıtma sezonunun
büyük bir bölü­
münde kısmi yük­
lerde çalışırlar.
Isıtma sistemlerinde ısı yükünü belirleyen bir nu­ çok önemlidir. Sistem seçilmiş sıcaklık rejimleri­
maralı etken dış hava sıcaklığıdır, bununla birlik­ ne göre tasarlandığından, farklı sıcaklık rejimle­
te büyük bir bölge ısıtma sisteminin hava sıcaklı­ rinde sistem performansı düşer. Bir jeotermal
ğı değişimlerine verdiği tepki bir çok etkene bağ­ bölge ısıtma sisteminde sıcaklık farklarının tasa­
lıdır ve statik ısı yükü hesaplan ile belirlenemez. rım değerinden düşük olması durumunda, siste­
Gelişmiş ülkelerde bulunan bölge ısıtma sistem­ min debisinin arttırılması gerekir. Bu da pompa­
lerinde ısı yükünün tahmini için ısı yükü tahmin lama enerjisinin artması anlamına gelir.
Jeotermal enerjinin kuyubaşından binalara da­
modelleri kullanılmakta ve bu modeller sistem
verileri ışığında devamlı olarak güncellenmekte- ğıtımını sağlayan sirkülasyon pompalan ve yar­
dir. Böylece bölge ısıtma sistemi aboneleri ihti­ dımcı pompaların, seri ve paralel kombinasyon­
yaçları olan ısıyı doğru miktarda ve doğru za­ ları en iyi şekilde incelenmeli ve bu pompalar en
manda alabilmektedirler. Isı yükü tahmini opti­ yüksek performansı verecek şekilde çalıştırılma*
mum işletme stratejisinin belirlenmesinde ilk lıdırlar.
Yukarıda sıralanan işletme stratejileri, sistem­
adımı oluşturur ve diğer adımlar için en önemli
de
belirli bir düzeyde otomasyon yoksa uygula­
veriyi oluşturur.
Jeotermal bölge ısıtma sistemlerinde genel namaz. Kilometrekarelerce alana yayılmış ve
olarak birden fazla jeotermal kuyudan üretim ya­ ısıtma sezonu boyunca çalışan bölge ısıtma sis­
pılır. Bu kuyuların maksimum üretim kapasitesi, temlerinin manuel kontrolü oldukça zor ve ve­
jeotermal akışkan sıcaklıkları, statik ve dinamik rimsizdir. Jeotermal bölge ısıtma sistemlerinde
seviyeleri, ve pompa karakteristikleri birbirlerin­ optimum kontrol stratejisi tasarım sırasında belir­
den farklılık gösterebilir. Bu durumda jeotermal lenmeli ve kontrol ve izleme elemanları buna gö­
enerji üretimi içim tüketilmesi gereken elektrik re seçilmelidir.
Şekil 2, bir jeotermal bölge ısıtma sisteminin
enerjisi miktarı her kuyu için değişir. Elektrik tü­
ketiminin minimize edilebilmesi kısmi yüklerde optimum kontrolü için izlenmesi gereken yolu
gösterir.
verimli kuyuların çalıştırılmasına bağlıdır.
Bu bakış altında Balçova- Narlıdere Jeotermal
Geleneksel ısıtma sistemlerinden farklı ola­
rak, jeotermal ısıtma sistemleri sabit sıcaklık far­ Bölge Isıtma Sistemi analiz edilmiştir. Bu anali­
kı değişken debi prensibine göre işletilirler. Bu zin sonucunda, jeotermal bölge ısıtma sistemle­
işletme prensibine göre, değişen ısı yüküne göre rinde, işletme kontrol stratejisinin başarısının öl­
sıcaklık rejimleri sabit tutulurken, sıcak suyun çütü olacak, farklı sistemlerin birbiriyle karşılaş­
debisi değiştirilir. Sıcaklık rejimleri, jeotermal tırılmasına imkan sağlayacak iki katsayı, konvansiyonel enerji kat­
kaynağın özellik­
sayısı
[Conventi­
(îııldcn
GÖKÇEN
leri, kullanılacak
196« yılı Izmir doğumludur. 1990 yılında Doku/. Eylül ünıversilcsi
onal Energy Ratio
malzemenin özel­
Makına Mühendisliği Bölümü'nu bitirmiştir. Ege Üniversitesi Güneş
likleri dikkate alı­ Knc-rjısi Enstılıisu'ndcn 1992 yılında Yüksek Mühendis. 2000 yılııı- (CER)] ve konnarak tasarım aşa­ dada Doktor unvanı almıştır. 1996 yılında Auckland UnıveiMtesı vansiyonel enerji
Jeoteımal fc'nsıiitusu'nde bir yıllık "Jeotermal Enerji Teknolojisi Dip­
masında seçilir. loma Kur.su"na katılmıştır. 1997 yılında NATO A2 buısu ile ABÜ'dc fazlalık katsayısı
Sıcaklık rejimleri­ "Jeotermal Elektrik Santralleri'nde Rcboıler Teknolojisi" üzerine don [Conventional
aylık hır çalışına yapmıştır. 1991-2000 yılları arasında Güneş Enerjisi
Excess
nin seçimi kadar, Knstılüsu'nde Araştırma Goıevlısı olarak görev yapmıştır. 2000 yılın­ Energy
Ratio
(CEER)]
tasistemde bu reji­ dan bu yana J/mır Yüksek Teknoloji HnMitusu Makına Mühendisliği
Bolıınuı'nde
Yard.Duç.Dr.
olarak
pore\
yapmakladır.
Jeotermal
elekt­
nımlanmıştır.
mi
sağlayacak
rik sanlrallaıında verim arttırma yöntemleri, ısı cşaııjoılcıı. leoteıınal
kontrol ekipman­ cneıiı kullanım ydnıcmlcrı ve leoicrnul enerimin qc\resel etkilen K o n v a n s i y o n e l
enerji katsayısı
larının seçimi de konularında çalışmakladır.
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ/Mart-Nisan 2004
•
51
Isı yükü tahmini
Optimum kuyu çalıştırma stratejisinin belirlenmesi
Jeotermal boru hattının hidrolik dengesi
Sistemin optimum sıcaklık rejiminde çalıştırılması
Şehir dağıtım sisteminin hidrolik dengesi
Sirkülasyon pompalarının optimum çalıştırılması
Şekil 2: Jeotermal bölge ısıtma sisteminin optimum kontrolü
(CER), bir jeotermal sahada birim elektrik tüketi­ mi'nde 2001 ve 2002 yıllarına ait veriler kullanı­
mi basma üretilen jeotermal enerji miktarı olarak larak hesaplanan iki yıllık ortalama CER ve CE­
tanımlanmıştır. Konvansiyonel enerji fazlalık ER katsayıları sırasıyla 69 (kWh./kWh=) ve 1.91
katsayısı (CEER) ise, bir jeotermal bölge ısıtma olarak bulunmuştur. Mevcut sistemde, Şekil 2'de
sisteminde, ısıtma yükünü karşılamak üzere işle­ verilen optimum kontrol stratejilerinin uygulan­
tilen kuyu ve akışkan transfer pompalarında kul­ ması ile CER değeri 131 (kWhı/kWhe) değerine
lanılan elektrik enerjisinin, aynı ısıtma yükünün CEER değeri de 1 'e yaklaştırılabilir.
en uygun kuyu dizininin, kuyu ve transfer pom­
CER ve CEER değerleri bütün jeotermal ısıt­
palarının çalışma noktalarının seçimi ile harcana­ ma sistemlerinde kullanılabilir fakat jeotermal
cak elektrik enerjisine oranıdır.
bölge ısıtma sistemlerinin tasarım konseptleri,
İdeal olarak, değişen dış sıcaklığa bağlı olarak elektrik tüketimini minimize etmek için izlene­
sistemin ısı yükü tahmin edilebilirse, sistemin cek metodları farklılaştırabilir. Örneğin, şehir da­
kapasitif davranışı ve kuyuların dinamik davra­ ğıtım sisteminin açık devre olduğu ve jeotermal
nışları tam olarak modellenebilmişse, nihayet bu akışkanın korozif özellikler taşımadığı ve bina
tahmin ve modellemelere bağlı olarak kontrol ısıtma sistemlerine kadar taşmabildiği bir sistem­
sistemi oluşturulmuş ve işletiliyorsa, CEER'ın le, ikincil çevrimi olan ve şehir içi dağıtımı kapa­
değeri 1 olacaktır. Ancak, en azından değişen dış lı devre olan bir sistemin kontrol stratejisi farklı­
hava sıcaklıgınm ve buna bağlı olarak değişen dır. Daha önce Şekil l'de gösterilen jeotermal
yükün tam olarak tahmin edilmesi mümkün de­ bölge ısıtma sistemi şeması ülkemizde bulunan
ğildir. Bu nedenle, binalardaki konfor koşulları­ tipik bir jeotermal bölge ısıtma sisteminin bütün
nın eksiksiz sağlanması amacıyla, sisteme gerek­ özelliklerini yansıtmaktadır. Sonraki bölümlerde
tiğinden daha fazla enerjinin verilmesi söz konu­ daha ayrıntılı açıklanacak olan bu sistem bu ça­
sudur. Böylece CEER l'den büyük olacaktır. lışmada baz alınmıştır.
Balçova-Narlıdere Jeotermal Bölge Isıtma Siste­
52
• TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ / Mart-Nisan 2004
2. Balçova-Narhdere Jeotermal Bölge Isıtma
Sistemi
Balçova - Narlıdere Jeotermal Bölge Isıtma
Sistemi'nde jeotermal enerjinin üretilmesinden
son kullanıcıya transferine kadar basitleştirilmiş
bir şeması Şekil 3' de verilmiştir. Görüleceği
üzere kuyulardan üretilen jeotermal akışkan, ısı
merkezlerinde enerjisini şehir şebekesine transfer
ettikten sonra, re-enjeksiyon kuyularına geri ba­
sılmaktadır, şehir şebekesindeki akışkan enerjiyi,
jeotermal akışkandan bina altı ısı eşanjörlenyle
bina şebekesindeki akışkana aktarmaktadır. Bina
şebekesindeki akışkan da enerjiyi ısıtıcılarla ha­
cimlere aktarmaktadır. Yine görüleceği üzere, her
üç şebekede akışkanın dolaşımı elektrikle tahrik
edilen farklı özelliklerde pompalarla sağlanmak­
tadır
2002-2003 Isıtma sezonu itibariyle 8 üretim
kuyusu, jeotermal akışkan üretimi için kullanıl­
mıştır. Bu kuyulardan elde edilen enerji 8 ısı
merkezine gönderilmektedir, kuyuların ve ısı
merkezlerinin genel özellikleri Tablo 1 ve 2'de
verilmiştir.
Jeotermal üretim ve enjeksiyon yapılan kuyu­
larla, jeotermal akışkan hattma ait boru sistemi
Şekil 3'de gösterilmiştir. Burada tek çizgi ile
gösterilen boru hattı gidiş ve dönüş boru hatlarını
birlikte temsil etmektedir. Tüm üretim kuyuların­
dan, bir derin kuyu jeotermal akışkan pompası ile
Tablo 1: Balçova-Narhdere JBIS Üretim Kuyuları
(2002-2003) [1]
Kuyu
BD2
BD3
BD4
BD5
BD7
B4
B5
BIO
Sıcaklık
(°C)
132
120
135
115
125
117
120
105
Maks. Üretim
Debisi (m3/h)
180
85
140
80
60
55 '
135
100
Tablo 2: Balçova-Narhdere Jeotermal Boru Hattına Bağlı
Isıtma Sistemleri (2002-2003) [1]
Tesis
Balçova JBIS
Narlıdere JBIS
9 Eylül Hastane-1
9 Eylül Hastane-2
Havuz
Tedavi Merkezi (Spa)
Termal Otel
Prenses Hotel
Tepe Isı Yükü (kW)
50364
5800
14000
1700
1275
2200
1700
3200
üretim yapılmaktadır. Üretim debisi, frekans
konverterleriyle (değişken frekans sürücüsü) sı­
fırdan kuyu maksimum üretim kapasitesine kadar
değiştirilebilmektedir. Isı enerjisi gereksiniminin
olmadığı kısa aralıklarda, teknik nedenler yüzün­
den, kuyu pompalan durdurulmamakta çok kü­
çük devirlerde üretim yapılmaktadır.
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ /Mart-Nisan 2004
•
53
Genel olarak ısı merkezlerinde 90 °C'a kadar
ısıtılan akışkan bina altı ısı eşanjörlerinden geç­
tikten sonra yaklaşık 60 °C'de geriye dönmekte­
dir. Her bina kendi ısı eşanjörüne ve akışkan debi
kontrol sistemine sahiptir, şehir şebekesindeki
kontrol sistemi ve elemanları sabit sıcaklık değiş­
ken debi prensibine göre seçilmiştir. Bir başka
deyişle, yük değişimine karşı debi değiştirilmek­
tedir. Yaşam hacimlerinde farklı tipte ısıtıcılarla
(genellikle panel radyatörler) ısıl konfor sağlan­
maktadır. Örnek olarak ısı merkezlerine bağlı şe­
hir şebekelerinden. Balçova bölgesine ait olanı
Şekil 4'te verilmiştir. Şehir şebekesinin toplam
uzunluğu yaklaşık 80 km'dir. Boru çapları da 25
mm ile 350 mm. aralığında değişmektedir. Bu şe­
kilde de, tek çizgi gidiş ve dönüş hatlarını temsil
etmektedir. Bu şebekede 4 adet sirkülasyon pom­
pası bulunmaktadır. Değişken frekans sürücüleriyle kontrol edilen pompalardan genellikle üçü
çalışmakta, biri yedek olarak durmaktadır.
3. Jeotermal Bölge Isıtma Sistemlerinin
Optimum Kontrolü
Jeotermal bölge ısıtma sistemlerinde işletme
hedefi kullanıcıya ihtiyacı olan ısıyı sağlarken,
-sistem enerji tüketimini minimize etmektir. Bu
54
• TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ / Mart-Nisan 2004
sistemlerde enerjinin neredeyse tamamı pompa­
lar tarafından tüketilir. Jeotermal bölge ısıtma
sistemlerinde enerji tüketiminin düşürülmesi sis­
temdeki bütün pompaların birbiriyle koordineli
ve en yüksek verim noktasmda çalıştırılması ile
mümkündür.
Bölge ısıtma sistemlerinde kontrol, zamanla
değişen dış hava şartlarına (başlıca dış hava sı­
caklığı) bağlı olarak değişen bina ısı yüklerini
karşılamak üzere yeterli ısıyı sistem kullanıcıları­
na iletmek için, ısı üreten sistemlerin ve taşıyan
akışkanların sırasıyla üretim ve taşıma kapasite­
lerini değiştirmektir. Bu değişim, sabit sıcaklık«
değişken debi veya değişken debi sabit sıcaklık
prensiplerinden birini uygun olarak gerçekleştiri­
lir. Jeotermal bölge ısıtma sistemleri gibi büyük
sistemlerde, kuyu ve sirkülasyon pompalarının
devirleri değiştirilerek, sabit sıcaklık değişken
debi ile yük kontrolü yapılması literatürde tavsi­
ye edilmektedir [2]. Özellikle değişken frekans
sürücülerinin (variable frequency drivers) düşen
fiyatları ve otomasyon sistemlerine kolayca
adapte edilebilmeleri, değişken frekans kontrolü­
nün jeotermal sistemlerde sık olarak kullanımına
yol açmıştır. Frekans kontrollü bir pompa, belir­
lenen maksimum ve minimum debi değerleri ara-
sında istenilen debide üretim yapabilir. Böylece
operatörler değişen ısı yüküne göre jeotermal
akışkan üretimini ve sirkülasyon suyunun debisi­
ni ayarlayabilirler. Bir operatörün frekans sürü­
cülerinin avantajlarından tam olarak yararlanabil­
mesi ve sistemi sorunsuz işletebilmesi için aşağı­
daki parametreleri bilmesi gerekir.
1. Ertesi günün dış hava sıcaklığı tahminini dik­
kate alarak hesaplanmış bir gün sonraki sis­
tem ısı yükünün miktarı.
2. Sistem ısı yükünü karşılamak ve enerji tüketi­
mini minimize etmek için çalıştırılacak kuyu­
lar ve bunlardan ne kadar debide üretim ya­
pılacağı.
3. Sistemin optimum basınç ve sıcaklık işletme
değerleri.
4. Sistemdeki bütün boru hatlarının basınç dü­
şüm karakteristikleri (bütün debiler için).
5. Sistemdeki bütün pompaların karakteristik
eğrileri.
Bu bölümde yukarıda sıralanan konular hak­
kında bilgi verilecek, ve Balçova-Narlıdere JBIS
üzerinde yapılan çalışmalar örneklenecektir.
sistemlerinde olduğu gibi, bir jeotermal bölge
ısıtma sisteminin optimum koşularda işletilmesi­
ne sağlayacak kontrol stratejisi ısı yükünün modellenmesine gereksinim duyar. Isı yükünün modellenmesi, sisteme bağlı binaların herhangi bir
andaki ısı kayıplarının hesapianabilmesine imkan
veren modelin kurulmasıdır. Örnek olarak üstün­
de çalışılan Balçova-Narlıdere sistemine bağlı
yaklaşık 900 binanın termo fiziksel özelliklerinin
bilinmemesi, dinamik ısı yükü hesaplama simülatörlerinin kullanımını mümkün kılmamaktadır.
Sisteme bağlı binalara verilen toplam enerji 2001
yılından itibaren düzenli olarak, ölçülen eşanjör
giriş ve çıkış sıcaklıkları ile şehir şebekesi debi­
sinden hesaplanmaktadır. Günlük olarak hesapla­
nan bu değerler, mevcut sisteme, ideal olmamak­
la beraber verilen enerjidir. Şekil 5'te 2001-2002
ısıtma sezonunda Balçova ısı merkezinden saat­
lik olarak alman ölçümlerden elde edilen ve dış
hava sıcaklığı-sistem ısı yükü ilişkisi verilmiştir.
Şekil 5'teki verilere zaman serisi analizi yöntemi
uygulanmış ve Balçova JBIS'nin ısı yükü modeli
çıkarılmıştır. Modele göre bir sonraki günün ısı
yükü aşağıdaki gibi hesaplanabilir. [3]
3.1 Jeotermal Bölge Isıtma Sistemlerinde Isı
Yükü Tahmini
Konvansiyonel enerji kaynaklı bölge ısıtma
A = (0.8125±0.03696)
B = (-197.3146.34)
C = (-148.9+59.85)
D =(6714±1274)
Elde edilen ısı yükü
tahmin modeli 20012002 ısıtma sezonu
gerçek verileri ile kar­
şılaştırılmış ve Şekil
6'da geçek değerler ile
modelin karşılaştırıl­
ması verilmiştir.
Şekil 5: Balçova JBIS Isı Yükü - Dis Hava Sıcaklığı Değişimi (2001-2002 Isıtma Sezonu) [3]
2001-2002 ısıtma
sezonu verileri kullanıarak elde edilen ısı yü-
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ / Mart-Nisan 2004 •
55
Şekil 6: Balçova JBIS ısı yükü değişiminin model sonuçları ile karşılaştırılması (2001-2002 Isıtma Sezonu) [3]
kalibrasyonu yapılmalıdır. Şekil 7'de
düz çizgi gerçekleşen ısı yükünü,
noktalar ise bir gün önceden model
kullanılarak yapılmış ısı yükü tahmi­
nini göstermektedir. Isı yükü modeli
sayesinde operatör bir gün sonrası­
nın ısı yükünü ertesi günün dış hava
sıcaklığına bağlı olarak tahmin ede­
bilmekte ve sistemi bu tahmine göre
hazırlayabilmektedir.
Bu tür modeller gelişmiş ülkeler­
de bulunan bölge ısıtma sistemlerin­
Şekil 7: Balçova JBIS'nde gerçek ısı yükü değişiminin model sonuçları
de otomasyonun bir parçası olarak
ile Karşılaştırılması (2000-2001 Isıtma Sezonu) [3]
kullanılmaktadır. Modellerin doğru­
kü modeli, 2000-2001 ısıtma sezonuna uygulan­ luğu hava sıcaklığı tahminlerinin ve kullanılan
mış ve 2001-2002 ısıtma sezonu gerçekleşen ısı verilerin doğruluğuna bağlıdır. Ülkemizde bu tür
yükü ile karşılaştırılmıştır. Şekil 7'de verilen bu modeller halen çalışmaların devam ettiği Balçokarşılaştırma, simülasyonun yük tahminin de kul­ va-Narlıdere JBIS sistemi dışında kullanılma­
lanılabileceğini göstermektedir. Bu tür modeller maktadır. Isı yükünün önceden doğru olarak tah­
ancak gelişmiş bilgisayar programları ve büyük min edilebilmesi durumunda, ısı enerjisi doğru
miktarda sistem verisinin kullanımı ile mümkün noktaya doğru zamanda ulaştırılabilecektir. Böy­
olabilmektedir. Ayrıca ısı yükü tahmininde kulla­ lece kullanıcı memnuniyeti sağlanırken aynı za­
nılan modellerin sürekli olarak güncellemesi ve manda da enerji tassarufu yapılabilecektir.
56
•
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ/Mart-Nisan 2004
3.2 Jeotermal Kuyuların Çalıştırma
Stratejilerinin Belirlenmesi
Minimum elektrik enerjisi tüketimi ile isteni­
len enerjiyi taşıyan akışkanın üretilmesi, sıcak­
lıkları, dinamik ve statik seviyeleri birbirinden
farklı ve zamanla değişen çok sayıda kuyudan en
uygunlarının seçilmesini gerektirmektedir. En
uygun kuyuların seçimi ise, istenilen enerjiyi ta­
şıyan jeotermal akışkanın, minimum elektrik
enerjisi ile üreten kuyu grubunun üretim para­
metreleri ile (devir, debi vs.) belirlenmesidir.
Jeotermal akışkan üretiminin optimum kuyu
işletme prensibi ile yapılması ile ilgili bir çalışma
Balçova-Narlıdere Jeotermal Bölge Isıtma Siste­
mi üzerinde yapılmıştır. Balçova-Narlıdere je­
otermal üretim sahasında, jeoetermal akışkan
üretimi, sıcaklıkları ve maksimum debileri farklı
8 kuyudan yapılmaktadır. Bu kuyuların Tablo
l'de verilen özelliklerine ek olarak, bu kuyuların
pompa karakteristikleri birbirinden farklıdır. Bir
başka deyişle bu kuyulardan üretilen jeotermal
enerjiye karşılık harcanan elektrik enerjisi kuyu­
dan kuyuya farklıdır. Örnek olarak Şekil 8'de
dört kuyu için yapılan jeotermal enerji üretimine
karşılık tüketilen elektrik enerjiyi gösteren eğri­
ler verilmiştir.
Şekilden görüleceği üzere, ayni miktarda
enerji üretimi için tüketilecek elektrik enerjisi
farklı kuyular için çok miktarda değişmektedir.
Örneğin 4000 kWt enerji üretimi için BD4 kuyu­
su pompasında 10 kWe, diğer kuyularda 25 kWe
güç kullanılmaktadır. Bu nedenle gereksinim du­
yulan enerjinin üretimi için, minimum elektrik
enerji tüketmek üzere kuyuların ve pompa devir­
lerinin seçilmesi gerekmektedir. Bu seçim içinde
en başta, kuyuların yukarıda verilen üretim ka­
rakteristiklerini içeren veri tabanının oluşturul­
ması gerekir.
Kuyulardaki üretim karakteristiklerinin yanın­
da, kuyu pompalarının seçilen çalışma paramet­
relerinin jeotermal akışkan devresindeki hidrolik
etkileri de, işletme stratejisini belirleme açısın­
dan önemlidir. Balçova - Narlıdere Jeotermal
Bölge Isıtma Sistemi için geliştirilen optimizasyon programında, oluşturulan kuyu üretim karak­
teristikleri veri tabanını kullanan bir bilgisayar
programı ile, herhangi bir andaki ısı yükünü kar­
şılamak üzere istenilen enerjiyi üreten en uygun
kuyu grubu seçilmekte, bu gruptaki kuyu pompa­
larının jeotermal hidrolik devre üzerindeki etkile-
Şekil 8: Balçova-Narlıdere JBIS'ndeki bazı üretim kuyularının enerji tüketimi karakteristikleri [3]
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ / Mart-Nisan 2004 •
57
ri bilgisayar ortamında modellenmekte ve sonuç­
lar gözlenmektedir. Kuyu grubunu seçilmesi ile
ilgili algoritmanın ana özellikleri aşağıda açık­
lanmıştır. [3]
Her hangi bir kuyudan üretilen jeotermal
enerji:
(1)
eşitliği ile hesaplanır. Bu eşitlikte Tram, ısı mer­
kezlerindeki eşanjörlerdeki jeotermal akışkan çı­
kış sıcaklığıdır ve 60 °C olarak tasarlanmıştır. Bu
sıcaklığın 60 °C olarak kabulü jeotermal sisteme
bağlı kullanıcıların radyatörlerinin 60 °C'nin altı
sıcaklıklarda yetersiz kalmasından dolayıdır.
Söz konusu jeotermal enerjiyi üretmek için
gerekli pompa gücü aşağıdaki 2 nolu eşitlikle he­
saplanır:
(2)
1 ve 2 no'lu eşitliklerden, pompa gücü ile üreti­
len enerji arasındaki fonksiyonel ilişkiyi kurmak
mümkündür:
(3)
Üretim yapan tüm kuyular göz önüne alınırsa,
üretim sisteminin tümü için:
eşitliği yazılır. Herhangi bir anda, kuyulardan
üretilen toplam enerji, o andaki ısı yüküne eşit
veya ondan büyük olmalıdır:
(5)
Böylece minimum enerji kullanımını sağlayacak
performans kriteri,
58
•
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ /Mart-Nisan 2004
(6)
eşitliğiyle ifade edilir. Hazırlanan program hem 5
nolu, hem de 6 nolu eşitliği sağlamak üzere ta­
sarlanmıştır. Şekil 9 Balçova-Narlıdere Jeotermal
Bölge Isıtma sistemi'nde optimum kuyu çalıştır­
ma stratejisini belirlemek üzere yazılmış WELLOPT adlı programın kullanıcı ara yüzünü gös­
termektedir. Program ilk olarak dış hava sıcaklı­
ğına tahminine bağlı olarak ertesi günün ısı yü-^
künü hesaplamakta daha sonra da çalıştırılacak
kuyuları ve her bir kuyudan üretilecek jeotermal
akışkan miktarını belirlemektedir. Jeotermal böl­
ge ısıtma sistemlerinin işletme mühendislerinin
kullanımı için tasarlanmış olan program, kolayca
her türlü jeotermal sisteme adapte edilebilir. Ge­
rekli otomasyon altyapısı bulunan sistemlerde ise
direkt olarak otomasyon sistemlerine (SCADA)
entegre edilebilir.
3.3 Şehir Sıcak Su Dağıtım Sisteminin Kontrolü
Şehir dağıtım sistemleri bir pompa istasyo­
nundan şehirdeki binalara sıcak su taşıyan sis­
temlerdir. Şehir dağıtım sistemleri tasarım konsepti olarak açık devre ve kapalı devre olarak iki­
ye ayrılırlar. Açık devre sistemlerde su kullanıcı­
ya ulaştırıldıktan sonra sistemden atılır (Kanali­
zasyon, deniz vs.), sisteme devamlı olarak yeni
su girişi vardır. Bu tür sistemler su kaynağının
bol miktarda bulunduğu ve kot farkının problem
olmadığı yerlerde kullanılır. Dünyada olduğu gi­
bi ülkemizde de şehir sıcak su dağıtım sistemleri
çoğunlukla kapalı devre tasarlanmaktadırlar. Ka­
palı devre sistemlerde sıcak su radyatörden veya
ısı değiştirgecinden geçtikten sonra pompa istas­
yonuna geri döner, ve burada tekrar ısıtılır.
Balçova-Narlıdere Jeotermal Bölge Isıtma
Sistemi'nin şehir dağıtım sistemi basit şeması
Şekil 10'da görülmektedir. Pompa istasyonunda
bulunan ana ısı değiştirgecinde jeotermal akışka-
Şekil 9: Optimum kuyu işletme stratejisini belirleyen WELLOPT programının arayüzü
Şekil 10: Tipik birjeotermal bölge ısıtma sisteminin basit şeması (ID= Isı değiştirgeci)
nm sıcaklığı şehir dağıtım sistemi suyuna transfer edilir. Kapalı devre olan şehir dağıtım sistemi
yaklaşık sıcaklığı 85-90 °C olan suyu şehir içindeki bina altı ısı değiştirgeçlerine taşır. Bina altı
ısı değiştirgeçlerinde, şehir dağıtım sistemi suyunun ısısı, bina içi ısıtma sistemine aktarılır. Şehir
dağıtım sistemi suyu yaklaşık 60 °C'de pompa
istasyonuna döner.
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ/Mart-Nisan 2004
•
59
Şehir dağıtım sistemlerinde işletme prensibi
tasarım sırasında belirlenmiş optimum sıcaklık
rejimlerinin sabit tutulması üzerinedir. Isı değiş­
tirgeci giriş ve çıkış sıcaklıklarının belirlenen de­
ğerde tutulması ısıtılan mekanlarda ısıl konforu
sağlamak ve enerji tasarufu açısmdan hayati de­
recede önemlidir. Sıcaklık rejimlerinin sabit tutu­
labilmesi için sistemin ısı yükünün önceden bi­
linmesi gereklidir. Bu da ancak daha önce bahse­
dilmiş olan ısı yükü modellerinin oluşturulması
ve kullanımı ile mümkündür.
Dağıtım sistemlerinde termodinamik denge
kadar hidrolik denge de önemlidir. Şekil 1 l'de
Balçova şehir sıcak su dağıtım sisteminde kronik
olarak ısıtma problemi yaşanan bölgeler gösteril­
mektedir. Şekil 12 ise Balçova şehir dağıtım sis-
Şekil 11: Balçova şehir dağıtım sisteminde tepe yüklerde kronik ısıtma sorunlarının yaşandığı bölgeler. [3,4]
Şekil 12: Balçova Sıcak Su Şehir Dağıtım Sistemi Basınç Düşüm Grafiği [3,4]
60
•
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ/Mart-Nisan 2004
teminin basınç düşüm grafiğini göstermektedir.
Hidrolik modelleme programlan sayesinde çıkanlabilen bu tür grafikler, sistemin hidrolik analizi
ve sistem sorunlarının çözümü için önemli araç­
lardır.
Şekil 12'de görüldüğü gibi sistemdeki ısınma
problemlerinin %60'ından fazlasının bulunduğu
Bölge I, sistemde en yüksek basınç düşümüne sa­
hip bölgedir. Özellikle tepe yüklerde bu bölgede
yaşanan problemlerin kaynağı sıcak suyun bölge­
ye yeterli basmçta gönderilememesidir. Hidrolik
dengesizlik yanlış sistem tasarımının bir sonucu­
dur ve işletme safhasında alınacak hiçbir tedbir,
hidrolik dengesizliğe bir çözüm olamaz.
Bölge II ve Bölge III te yaşanan ısınma prob­
lemlerinin sebebi sırasıyla küçük çapta boru kul­
lanımı ve bina altı debi kontrol vanalarından kay­
naklanan problemlerdir. Şekil 13, Balçova sıcak
su dağıtım sistemi için olması gereken basmç dü­
şüm grafiğini göstermektedir. Branşmanlar ara­
sındaki basınç farkı az dolayısı ile hidrolik den­
gesizlik riski çok daha düşüktür. Şekil 13'ten gö­
rüldüğü gibi ideal tasarımda sistem basmç kaybı
daha büyüktür. Bunun sebebi ideal tasarımın bo­
ru maliyeti-işletme maliyeti optimizasyonuna gö­
re yapılmasıdır.
Jeotermal bölge ısıtma sistemlerinin tasarımı
ve işletimi sırasında hidrolik modellem ve simülasyon programlarmm kullanımı, tasarımcılara ve
operatörlere sistem üzerindeki problemleri ve po­
tansiyel gelişme fırstalarmı görme fırsatı verir.
Sistem üzerinde yapılacak değişiklikler ilk olarak
bu programlarda uygulanır ve sonuçlan analiz
edilir. Yazarların bilgisi dahilinde ülkemizde sa­
dece Balçova-Narlıdere JBIS'nde bu tür simülasyon programlan kullanılmaktadır. Bu tür prog­
ramların ülkemizde yaygmlaşarak bölge ısıtma
sistemi tasarımcılanmn ve operatörlerinin elinde
bir araç haline gelmesi, ülkemiz kaynaklarının
daha verimli kullanılabilmesi için çok önemlidir.
Şehir dağıtım sistemi işletiminde göz önünde
bulundurulması gereken bir diğer faktör bina altı
bağlantı elemanlarıdır. Şehir dağıtım sisteminin
binaya bağlandığı noktada bulunan kontrol ele­
manları sistemin dengeli çalışmasını sağlarlar.
Ülkemizde bina bağlantılarında genel olarak ken­
di kendine çalışan (Self-operating) vanalar kulla­
nılmaktadırlar. Bu vanalar sıcaklık, basmç ve de­
bi kontrolünde kullanılmaktadırlar. En yaygın
uygulama ısı değiştirgeci çıkış sıcaklığının kont­
rol edilmesidir. Ülkemizde bu tür vanaların kul­
lanılmasında en çok karşılaşılan zorluk sistemde-
Şekil 13: Balçova Sıcak Su Dağıtım Sistemi İdeal Basınç Düşüm Grafiği [4]
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ/Mart-Nisan 2004 •
61
ki suyun içerdiği kum ve çamurun bu hassas vana­ öte yandan debimetre kullanılan binalarda kulla­
ları tıkaması veya kilitlemesidir. Öte yandan bu nıcıların sadece evde bulundukları akşam ve sa­
vanaların ayan her bir binanın ısı yüküne göre ya­ bah saatlerinde enerji kullanmaları olarak belir­
pılmalı ve bütün sezon boyunca sabit tutulmahdrr, tilmiştir.
Konutlaşma düzeninin Kuzey Avrupa ülkele­
bir vananın ayarındaki en ufak bir sapma zincirle­
me olarak bütün bir branşmanı daha sonra da bü­ rinden çok farklı olduğu Türkiye'de bireysel ola­
tün sistemi etkiler. Vanalara müdahale sadece bil­ rak her kullanıcıya debimetre takılması yerine bi­
gili ve yetkili kişiler tarafından yapılmalı ve vana­ na bağlantılarına takılacak debimetreler ile apart­
manlara toplam olarak ısınma faturası kesilmesi
lar dış müdahalelere karşı korunaklı olmalıdırlar.
Şehir dağıtım sistemleri yüzlerce binaya bağlı henüz düşünce aşamasında olan bir yöntemdir.
büyük sistemlerdir. Herhangi bir branşmandaki Ülkemizde kullanılan sabit ücretlendirme siste­
hidrolik dengesizlik (kaçak, vana ayarsızlığı vs.) minin aksayan noktası kontrol vanalardır. Daha
bütün bir sistemi etkiler. Bu sebeple şehir dağı­ önce de belirtildiği gibi bu vanalar çeşitli etken*
tım sistemleri üzerinde yapılacak değişikliklerde 1er nedeniyle işlevlerini yerine getirememektedir­
bütün sistem bir bütün olarak düşünülmeli ve sis­ ler. Bu durum sistemde hidrolik dengesizliğe yol
tem operatörleri haricinde sisteme müdahale açmaktadır. Kontrol vanaları işletme koşullarına
(pompa yerleştirme, vana ayarı yapma) kesinlikle (sıcaklık, basınç, su kalitesi) çok duyarlıdır.
Kontrol vanalarının (Self operating valves) kulla­
önlenmelidir.
nıldığı
sistemlerde, bu tür vanaların uygun çalış­
Sistem işletme strajesini belirleyen bir diğer
parametre de kullanıcıların aldıkları ısınma servi­ ma koşulları çok iyi incelenmeli ve sistem tasarı­
si için ödeme şekilleridir. Ülkemizdeki jeotermal mında bu koşullar sağlanmalıdır. Kontrol vanala­
ısıtma sistemlerinde uygulanan sistemde ödeme rının işlevlerini doğru yerine getirebilmesi sabit
yıllık olarak dağıtıcı firma -tarafından belirlenir. fiyatlandırmanın sistem üzerindeki olumsuz etki­
Her bir konut için ücretlendirme konut alanına leri ez aza indirilebilir.
göre yapılır. Bu sistemde kullanıcı yıl içinde ne
kadar ısı kullanırsa kullansın sabit bir ücret öder. 4. Jeotermal Bölge Isıtma Sistemlerinde
Elektrik Tüketimi Performansı CER ve CEER
Diğer sistemde ise kullanıcının ısıtma sistemine
Bu çalışmalım temel çıkış noktası, başlangıçta
bağlı olan debimetre kullanıcının kullandığı sı­
cak su miktarını saptar ve fiyatlandırma buna gö­ verildiği gibi, "birim elektrik tüketimi başına ne
re yapılır. Bu sistemin ana dezavantajı her bir kadar jeotermal enerji üretilmektedir?" ve "tüke­
bağlantı için ilk yatırım maliyetinin artması ve tilen elektrik enerjisi mümkün olan en düşük de­
debimetrelerin periyodik olarak okunması ihtiya­ ğerde midir?" sorularıdır. Örnek olarak ele alman
cıdır. Öte yandan debimetreli sistemde kullanıcı Balçova-Narlıdere Jeotermal Bölge Isıtma Siste­
kullandığı suyun parasını ödediği için tasaruf mi 2001 ve 2002 verileri kullanılarak bu sorula­
yapmaya zorlanır. Sabit ücretlendirmede ise rın cevapları aranmıştır. Bu bölümde jeotermal
enerjinin kontrollü kullanımı sadece binaya ko­ bölge ısıtma sistemlerinin performanslarının denulan kontrol elemanına bağlıdır. Ayrıca İzlan­ ğerledirilmesinde kullanılacak iki faktör tanım­
da'da yapılan bir çalışmada [5] sabit fiyatlandır­ lanmıştır. Balçova-Narlıdere JBIS üzerinde yapı­
ma yapılan ısıtma sistemlerde gerçekleşen tepe lan iyileştirme çalışmaları sırasında, yapılan iyi­
ısı yükünün debimetreli fiyatlandırma yapılan leştirmelerin sistem üzerine etkisini izleme ama­
sistemlere göre daha düşük olduğu belirlenmiştir. cıyla tanımlanan bu iki faktör, diğer jeotermal
Bunun sebebi olarak sabit fiyatlandırmada kulla­ bölge ısıtma sistemlerinde de performans izleme
nıcıların ısıyı bütün gün boyunca kullanmaları amacıyla kullanılabilir. Balçova-Narlıdere
62
•
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ/Mart-Nisan 2004
JBIS'nin 2001 ve 2002 verileri kullanılarak yapı­
lan çalışmada aylık olarak her kuyudan yapılan
üretim debileri, kuyu üretim sıcaklığı ile re-enjeksiyon sıcaklığı arasındaki farklar çarpılarak
kuyulardan üretilen jeotermal enerji hesaplan­
mıştır. Kuyulardan söz konusu üretimi yapabil­
mek ve konutlara tranfer ediebilmek için kullanı­
lan toplam elektrik enerjisi tüketimi de aylık
elektrik faturalarından hesaplanmıştır. Optimum
enerji tüketimi ise sistem optimum kontrol strate­
jisi ile işletildiğinde ortaya çıkacak elektrik tüke­
timi olarak hesaplanmıştır.
Konvansiyonel enerji katsayısı [Conventional
Energy Ratio (CER)], bir jeotermal sahada birim
elektrik tüketimi basma üretilen jeotermal enerji
miktarı olarak tanımlanmıştır. [5]
CER =
(kWh./kWhe)
Gerçekleştirilen üretim için CER, jeotermal
enerji üretimi miktarının, elektrik tüketimine bö­
lünmesiyle elde edilmiştir. Elektrik tüketimini
optimize eden kontrol stratejisine göe ger­
çekleşmesi beklenen CERo ise, jeotermal
enerji üretimi miktarının optimum elektrik
tüketimine oranı ile elde edilmiştir.
Konvansiyonel enerji fazlalık katsayısı
[Conventional Energy Ratio (CEER)] ise,
bir jeotermal bölge ısıtma sisteminde, ısıt­
ma yükünü karşılamak için işletilen kuyu
ve akışkan transfer pompalarında kullanılan
elektrik enerjisinin, aynı ısıtma yükünün en
uygun kuyu dizininin, kuyu ve transfer
pomplarının en Uygun çalışma noktalarının
seçimi ile harcanacak elektrik enerjisine
oranıdır. [5]
CEER =
misse, nihayet bu tahmin ve modellemelere bağlı
olarak kontrol sistemi oluşturulmuş ve işletiliyorsa, CEER'ın değeri 1 olacaktır. Ancak, en azmdan
değişen dış hava sıcaklığının ve buna bağlı olarak
değişen yükün tam olarak tahmin edilmesi müm­
kün değildir. Bu nedenle, binalardaki konfor ko­
şullarının eksiksiz sağlanması amacıyla, sisteme
gerektiğinden daha fazla enerjinin verilmesi söz
konusudur. Böylece CEER l'den büyük olacaktır.
Şekil 5'teki CEER değeri aynı zamanda, optimum
CERo değerinin Üretim CER değerine oranıdır:
CEER = (CER») / (CER)
(7)
Sistemden sisteme CER değerleri arasında
fark olabilir. Bu farklılık, sistemin projelendiril­
mesi ve uygulanması en ideal halde gerçekleştir­
se bile, jeoermal saha özelliklerine bağlı olarak
değişebilir. Ancak CEER değeri, işletme otomasyonundaki başarıya bağlıdır ve jeotermal sahanın
karakteristiklerinden bağımsızdır.
Şekil 14'te gerçekleşen ve optimum CER de­
ğerlerinin 2001-2002 yılları için değişimini gös­
termektedir, Şekil 15 ise CEER değerinin aynı
Tüketilen elektrik enerjisi
Optimum elektrik enerjisi üketimi
İdeal olarak, değişen dış sıcaklığa bağlı
olarak sistemin ısı yükü tahmin edilebilirse,
sistemin kapasitif davranışı ve kuyuların di­
namik davranışları tam olarak modellenebilTESİSAT MÜHENDİSLİĞİ / Mart-Nisan 2004 •
63
yıllar için değişimini göstermektedir. 1.91 ortala­
mayla CEER değerine bakıldığında, sistem kont­
rolünün optimumdan çok uzak olduğunu göster­
mektedir.
Özellikle yaz aylarında yükselen CEER değe­
rinin sebebi yazlık pompalarda değişken frekans
kontrolünün yapılmamasıdır. Yaz aylarında terkedilen değişken debi sabit sıcaklık farkı uygula­
ması yerini zorunlu olarak sabit debi değişken sı­
caklık farkı uygulamasına bırakmakta bu da sis­
temde sıcklık farkının azalmasına sebeb olmakta­
dır. Kış aylarında 30°C'ye varan ısı değiştirgeci
sıcaklık farkları yaz aylarında 10°C 'ye kadar
düşmekte bu da sistemin daha fazla enerji tüket­
mesine sebep olmaktadır. İlk olarak 2003 yazın­
da yazlık pompalarda frekans kontrolü uygula­
masına geçilmiş ve yaz sezonu elektrik tüketimi
değerlerinde belirgin bir düşüş gözlenmiştir.
5. Balçova-Narhdere Sistemi Üzerinde Yapılan
Çalışmalar ve Sonuçları
Ana hatlarıyla Şekil 2'de gösterilen ve Bölüm
3 'te açıklanan optimum kontrol uygulamalarının,
Balçova-Narhdere sistemi üzerinde uygulanılmasına çalışılmıştır. Sistemde herhangi bir otomas­
yon sisteminin olmaması ve sistemde çalışmala­
rın uygulanmasına engel teşkil eden ciddi miktar­
da su kaybı olması, çalışmanm bütün hatlarıyla
sistem üzerinde uygulanmasını zorlaştırmıştır.
Ayrıca çalışmanm uygulandığı 2002-2003 ısıtma
sezonunda kuyubaşı ekipmanlarında meydana
gelen arızalar (değişken frekans sürücüsü arızası,
pompa elektrik motoru arızası) ve toplam kuyu
kapasitesinin sistem tepe yükünü ancak karşıla­
yabilecek büyüklükte olması, belirlenen opti­
mum kuyu çalıştırma seçeneklerinin sistem üze­
rinde uygulanmasını engellemiştir.
Hazırlanan optimizasyon programının örnek
sonuçları, Tablo 3'te verilmiştir. Bu tabloda bi­
rinci sütundaki elektrik güeü, ikinci sütunda iste­
nilen ısı yüklerini karşılamak üzere seçilen kuyu­
larda, belirtilen üretimler yapılmak üzere gerekli
güçlerin toplamıdır. Aynı üretimi ve farklı elekt­
rik tüketimleri ile sağlayan kuyu kombinasyonla­
rı birden fazladır. Bunun bir örneği Tablo 4'te ve­
rilmiştir. Yaklaşık 40.000 kWt bir üretim için
yüzlerce kombinasyon söz konusudur. Tablo'da
1,5, 10,15, 40, 75 ve 100 nolu kombinasyonların
sonuçları verilmiştir. Operatör programı çalıştır­
dıktan sonra elde ettiği bu kombinasyonlardan
Tablo 3: Değişik yükler için optimize edilmiş kuyu kombinasyonları [1]
Güç
Toplam
Jeotermal Enerji
Tüketimi
Debi
Üretimi (kWt)
(kWe)
(kg/s)
210
181
168
151
122
106
88
70
55
Kuyu Debileri (kg/s)
BD2
BD3
BD4
BD5
BD7
B4
B5
BIO
36.0
36.0
36.0
36.0
36.0
22.0
22.0
22.0
8.0
29.0
18.7
18.7
8.0
8.0
0
0
0
0
45.0
45.0
32.3
32.3
32.3
32.3
32.3
19.7
19.7
16.7
16.7
16.7
11.3
11.3
11.3
0
0
0 |
17.0
12.0
12.0
12.0
7.0
12.0
7.0
7.0
7.0
14.0
7.7
7.7
7.7
4.5
4.5
4.5
4.5
0
28.0
28.0
28.0
20.3
12.7
12.67
5.0
0
0
23.0
22.8
15.7
15.7
0
0
0
0
0
Tablo 4: 40.000 kWt enerji üretimi için farklı kombinasyonların sonuçları [1]
Kombinasyon Numarası
Güç Tüketimi (kW e )
Jeotermal Enerji Üretimi (kWt)
64
•
1
209
40221
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ/Mart-Nisan 2004
5
212
40129
10
214
40758
15
215
40475
40
218
40037
75
221
40227
100
222
40471
Tablo 5: Örnek işletme günleri için üretilen, tüketilen enerjiler ve optimum kuyu üretim stratejisine göre yapılabilecek
işletme ile elde edilebilecek enerji tasarrufu miktarı [1].
Tarih
03.11.2002
16.11.2002
10.01.2003
15.01.2003
01.02.2003
Jeoetermal
Enerji
Üretimi
(kWht)
20530
20459
27443
34577
34262
Kuyu Pompalarında
Gerçekleşen Elektrik
Tüketimi (kWhe)
2671
2748
3475
4824
4380
Kuyu Pompalarında
Olması Gereken
Elektrik Tüketimi
(kWhe)
1737
1699
2724
3861
3844
Mümkün
Olabilecek
Elektrik
Tasarrufu (kWhe)
934
1050
750
962
537
birini kuyuların durumunu (ekipman arızaları gibi) tahminlerinin gerçek ısı yükü ile karşılaştırılma­
sını gösterir. Mart ayı boyunca sistem bir sonraki
ve verimlilik sırasını göz önüne alarak seçebilir.
Tablo 5'te, farklı 5 işletme gününe ait gerçek­ günün ısı yükü tahminine göre çalıştırılmış bgyleşen enerji üretimi ve buna karşılık gerçekleşen lece sıcaklık rejimlerindeki muhtemel dalgalan­
enerji tüketimlerine karşılık, optimizasyon yapıl­ malar önlenmiştir. Şekil 17'de 30 °C olması ge­
dığı taktirde tüketilecek enerji miktarları ve yapı­ reken Balçova şehir sıcak su dağıtım hattı gidişlacak günlük enerji tasarrufu miktarları örneklen- dönüş sıcaklık farkının yıllık değişimi görülmekmiştir.
WELLOPT programının geçmiş ısıtma se­
zonuna ait veriler üzerinde uygulanmasıyla,
programın kullanımı durumunda Balçova-Narlıdere JBIS elektrik tüketiminde yaklaşık yıllık
%5'lik (65,00 kWhe) bir tassaruf sağlayacağı
görülmüştür. 8 üretim kuyusu için mümkün
olan bu tassaruf miktarının sistemin 12 üretim
kuyusu ile çalıştırıldığı 2003-2004 ısıtma sezo­
nunda daha çok tassaruf sağlayacağı açıktır.
Geniş bir alana yayılmış kuyu ağına sahip olan
Balçova-Narlıdere JBIS'de bu programın kuyu
operatörleri tarafından uygulanabilmesi ancak
sistemde otomasyona geçilmesi ile mümkün
Şekil 16: Gerçek Isı Yükünün Tahmin Sonuçları ile
olacaktır.
Karşılaştırılması [1]
Optimum kontrol uygulamalarının sıcaklık
rejimleri ve sirkülasyon pompaları üzerinde
uygulaması ise daha sorunsuz olmuştur. 2003
yılı Mart ayı içerisinde sistem tamamen çalış­
mada belirtilen optimum kontrol prensipleri
(Isı yükü tahmini, optimum sıcaklık rejimi, op­
timum sirkülasyon pompası çalıştırıma strateji­
si) izlenerek çalıştırılmıştır.
Şekil 16, Mart ayı boyunca Devlet Meteo­
roloji İşleri Genel Müdürlüğü'nün hava sıcak­
Şekil 17: Balçova Sıcak Su Dağıtım Sistemi Gidiş-Dönüş
lığı tahminleri kullanılarak yapılan ısı yükü
Sıcaklık Farkı Değişimi (2002)
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ/Mart-Nisan 2004
•
65
tedir. Bu sıcaklık dalgalanmalarının en önemli
sebeplerinden bir tanesi sistemin bir sonraki gü­
nün ısı yükü değilde anlık ısı yükü göz önüne alı­
narak çalıştırılması dolayısı ile ısı yükü değişim­
lerine zamanında tepki verilememesidir.
Sistemin optimum kontrol prensiplerine göre
kontrol edildiği 2003 Mart dönemi ile 2002 yılı­
nın Mart dönemine ait sistem ısı yükü, ortalama
elektrik tüketimi, ortalama dış hava sıcaklığı, şe­
hir gidiş-dönüş sıcaklık farkı ve sistemde tüketi­
len elektrik enerjisinin sisteme verilen ısı enerji­
sine oranı Tablo 6'da verilmiştir. Tabloda görül­
düğü gibi, Mart 2003'te ortalama dış hava sıcak­
lığı bir önceki yıla göre çok daha düşüktür. Dola­
yısı ile 2003 Mart ayında sistemin ısı yükü bir
önceki yıla göre daha fazladır. Sistemde tüketilen
elektrik enerjisinin sisteme verilen ısı enerjisine
oranı 2002 yılma göre artmıştır, bu performans
artışının ana sebebi şehir-gidiş dönüş sıcaklık
farkının 30 °C civarında sabit tutulması olmuştur.
Dolayısı Balçova sıcak su dağıtım sisteminin
performansı bir önceki yıla göre 2003 yılı Mart
ayında yaklaşık %45 artmış bu da sistemde sade­
ce bir ayda 137,000 kWh e elektrik tassarufu sağ­
lamıştır.
Şekil 18 Balçova-Narlıdere JBIS'de toplam
elektrik tüketiminin alt sistemlere göre dağılımı-
ni göstermektedir. Şekildende görüleceği üzere
sıcak su sistemlerinin elektrik tüketimi içindeki
payı azalırken jeotermal pompaların payı artmak­
tadır. Bunun sebebi sıcak su dağıtım sistemlerin­
de özellikle 2003 yılında yapılan optimum kont­
rol çalışmalarıdır. Bu çalışmaların sonucunda bu
sistemlerde elektrik tüketimi düşerken kuyu
pompalarının tüketimi aynı kalmış dolayısı ile
genel içindeki payları yükselmiştir.
Tablo 7 sistem performans faktörlerinin mev­
simlere göre değişimini göstermektedir. CEER
değerinin en büyük değeri yaz aylarında alması­
nın sebebi sistemde kuUamlan yazlık sirkülasyon
Şekil 18: Balçova-Narlıdere Jeotermal Bölge Isıtma
Sisteminde Elektrik Tüketiminin Alt Sistemlere Göre
Dağılımı
Tablo 6: 2002 Mart ve 2003 Mart Aylarına Ait Balçova Sıcak Su Dağıtım Sistemi Performans Bilgilerinin
Karşılaştırılması (Jeotermal Kuyular Hariç) [1]
Isı Yükü
(kWht)
2002 Mart
2003 Mart
10,187,88
3
16,715,31
7
Elektrik
Tüketimi
(kWhe)
Ortalama Dış
Ortalama
Ortalama
(kWht)/(kWhe)
Hava Sıcaklığı Sıcaklık Farkı
Debi
(m3/h)
(°C)
(°C)
263,002
13.7
22.0
614
38.7
295,000
7.4
28.6
771
56.7
Tablo 7: Performans faktörlerinin mevsimlere göre değişimi [1]
CEER
Optimum CER
Gerçek CER
Mümkün Olan
Enerji Tassarfu (kWhe)
66
ilkbahar
1.90
159.43
81.92
Kış
1.53
109.69
71.55
Sonbahar
2.41
161.66
67.00
Yaz
5.14
160.90
31.32
518,418
723,053
491,788
403,153
• TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ /Mart-Nisan 2004
• Sistemde kullanılacak pompaların seciminde pompaları yüksek verimlerde çalı­
şacak şekilde seçmek.
• Sistemde tüketilen enerjiyi gözlemleyen ve
pompalan kontrol edebilen bir kontrol sis­
teminin tasarımım yapmak ve uygulamak.
b) İşletme sırasında [6]
• Kullanıcılara ihtiyaçları kadar ısı verebil­
mek için, sistem ısı yükünün önceden tah­
min edilmesi.
• Sistemi değişen ısı yükleri için elektrik tü­
ketimini minimuma indiren bir işletme
stratejisine göre çalıştırmak.
İşletme sırasında yapılan hatalarda geri dönüş
şansı bulunmasına rağmen, tasarım hatalarından
geri dönüş mümkün olmamaktadır. Günümüzde
6. Sonuç ve Öneriler
binlerce binaya dağılan ve bir çok branşmanı
Önceki bölümlerde açıklanan kontrol ve per­ olan sistemler bilgisayar programlarında rahatça
formans izleme stratejilerinin tam olarak uygula­ modellenebilmekte ve kolayca basmç kaybı-boru
nabilmesinin tek yolu sistemde otomasyonun bu­ çapı optimizasyonu yapılabilmektedir. Bu tür
lunmasıdır. Ülkemizde otomasyonun ilk yatırım programların yanlış yapma riski az olduğu gibi
maliyetine getirdiği yük çoğunlukla otomasyon aynı zamanda tasarımcılara esneklik sağlamakta
projesinin feda edilmesi veya smırlandırılması ile ve proje safhasında meydana gelen değişiklikle­
hafifletilmektedir. Henüz, ülkemizdeki hiçbir uy­ rin zaman kaybına yol açmasını önlemektedir.
gulamada maliyet analizi gereği gibi yapılmadı­ Bu tür programların kullanımı sadece tasarımcı­
ğından, sistemlerin daha verimli olarak nasıl ça­ ya değil işletme sırasında operatöre büyük katkı­
lıştırılabileceği sorusu gündeme alınmamaktadır. lar sağlamaktadır. İşletmesi ne kadar iyi olursa
Bugün ülkemizde bulunan jeotermal bölge olsun eğer sistemde tasarım hataları varsa sistem­
ısıtma sistemlerinin karşılaştığı en büyük sorun­ den yüksek verim almak imkansızdır. Tasarım
lardan biri verimsizliktir. Ülkemizin en büyük hatalarının en aza indirilmesi için jeotermal proje
ısıtma sistemi olan Balçova-Narlıdere JBIS üze­ fmansörlerinin bu konuda bilinçli hareket etmesi
rinde yapılan çalışmalar sistemin şimdiki duru­ ve projenin bütün safhalarında jeotermal enerji
mundan çok daha verimli işletilebileceğini ortaya uzmanlarından yardım alması gereklidir.
koymaktadır. Bu durum ülkemizdeki diğer je­
Jeotermal bölge ısıtma sisteminde çalışacak
otermal bölge ısıtma sistemleri için de genellene- bütün elemanlar (mühendisler, sistem operatörle­
bilir. Bölge ısıtma sistemlerinin işletme maliyeti­ ri, teknisyenler, kuyu operatörleri, arıza ekipleri, ni en aza indirebilmek için hem tasarım aşama­ işçiler) işe başlamadan önce sistemin çalışma
sında hem de işletme sırasında dikkat edilmesi prensipleri hakkında eğitime tabii tutulmalıdırlar.
gereken hususlar vardır,
Otomasyonun uygulanamamasrnın bir sebebi de,
a) Tasarım sırasında [6]
bu sistemleri işletecek eğitimli çalışanların bu­
• Boru çapları belirlenirken basınç kaybı-bo- lunmamasıdır. Otomasyon sistemi kurulmuş bir
ru çapı optimizasyonunu işletme maliyeti bölge ısıtma sisteminde bu konuda eğitim almış
faktörünü de göz önüne alarak yapmak.
insanlar çalıştınlmalıdır.
pompalarında değişken hız sürücüsü kontrolünün
olmamasıdır. Bu yüzden sistemdeki sıcaklık re­
jimleri sabit tutulamamakta dolayısı ile bu eksik­
lik enerji kaybına yol açmaktadır. Optimum CER
değerinin kış aylarında en düşük değerleri alma­
sının sebebi bu aylarda sistemin tam kapasite ça­
lışması dolayısı ile sistemdeki bütün kuyuları ve
sirkülasyon pompalarının üst limitlerde ve verim
noktalarından uzakta çalışmalarıdır. Gerçek CER
değerleri arasında en düşük olanın yaz mevsimi­
ne ait olmasının sebebi daha öncede belirtildiği
gibi sirkülasyon pompalarındaM değişken hız sü­
rücüsü eksikliğidir. Bu eksiklik 2003 yazı itibarı
ile giderilmiş ve yaz aylan için CER değeri yak­
laşık 87 (kWht/kWhe) değerine yükseltilmiştir.
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ/Mart-Nisan 2004
•
67
Jeotermal bölge ısıtma sistemlerinde otomas­
yon yurtdışında özellikle gelişmiş ülkelerde sis­
temin ayrılmaz bir parçası olarak düşünülmekte
ve sisteme yapım aşamasında dahil edilmektedir.
Ülkemizde uygulanan jeotermal bölge ısıtma
projelerinde ise otomasyon ihmal edilmektedir.
Ülkemizde 2003 yılı sonu itibarı ile en büyük je­
otermal bölge ısıtma sistemi olan Balçova-Narlıdere Jeotermal Bölge Isıtma Sistemi ülkemizdeki
diğer bölge ısıtma sistemleri gibi manuel olarak
işletilmektedir. Bu durum sistemin verimsiz ça­
lışmasına yol açmakta ve sistemin elektrik tüke­
tim miktarının olması gerekenden yaklaşık ola­
rak 2 kat fazla elektrik tüketmesine yol açmakta­
dır. Son üç yılda sistem üzerinde yapılan çalış­
malar sonunda sistemin optimum kontrol strateji­
si belirlenmiş ve sistem manuel olarak da olsa
kontol stratejisi dahilinde işletilmesine çalışıl­
mıştır. Bu çalışmalar sonucunda elektrik tüketimi
ciddi miktarlarda düşürülmüştür. Üretimden tü­
keticiye değişken bir çok parametresi olan jeoter­
mal bölge ısıtma sistemlerinin manuel olarak op­
timum kontrolü mümkün değildir. Dolayısı ile
sistemin elektrik tüketimi azaltılmış olsa bile sis­
tem hala optimum işletme şartlarından çok uzak­
ta çalıştırılmaktdır.
Daha önce de belirtildiği gibi ülkemizdeki je­
otermal bölge ısıtma sistemlerinde otomasyon
uygulaması ihmal edilmiştir. Diğer ısıtma sistem­
leriyle karşılaştırıldığında jeotermal bölge ısıtma
sistemlerinin hem daha fazla değişkeni vardır
hem de kontrol prensipleri farklıdır. Ülkemizde
konvansiyonel ısıtma sistemlerinde çok başarılı
otomasyon uygulamaları bulunmasına rağmen
özel sektör, jeotermal bölge ısıtma sistemi oto­
masyonu konusunda yeterli bilgi ve tecrübeye sa­
hip değildir. Kısaca ülkemizde jeotermal enerji
otomasyonu konusunda yeterli bilgi birikimi
(know-how) yoktur. Bu durum jeotermal bölge
ısıtma sistemi işletmecilerini yurtdışındaki uz­
man firmalardan yardım almaya yöneltmektedir.
Ülkemizdeki işletmecilere yurtdışından verilen
68
• TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ / Mart-Nisan 2004
fiyatlar çok yüksek gelmekte dolayısı ile otomas­
yon projeleri beklemeye alınmaktadır. Bu proje
ülkemizde jeotermal bölge ısıtma sistemlerinin
kontrolü ve otomasyonu konusunda bir bilgi birikimii yaratmaya yönelik ilk adımdır. Ülkemizdeki
jeotermal bölge ısıtma sistemlerinin performans­
ları ilk olarak bu çalışmada mercek altına yatırıl­
mıştır. Tanımlanan optimum kontrol prensipleri
bütün jeotermal bölge ısıtma sistemleri için ge­
çerlidir ve kurulacak bir otomasyon sisteminin
algoritmasını oluşturmaktadırlar. Yazarların bil­
gisi dahilinde CER ve CEER performans para­
metreleri ilk olarak bu çalışmada tanımlanmış Ve
jeotermal bölge ısıtma sistemlerinin performansı­
nı izlemek üzere kullanılmışlardır. Balçova-Narlıdere JBIS için tasarlanan ve optimum kuyu ça­
lıştırma stratejisini belirleyen WELLOPT adlı
program kolaylıkla bütün jeotermal bölge ısıtma
sistemlerine adapte edilebilir. Yukarıda sıralanan­
lara ek olarak çalışmaların kısmi olarak BalçovaNarlıdere JBIS üzerinde uygulanmaya başlandığı
2002 yılı başından itibaren yaklaşık 750,000
kWhe elektrik tasarrufu sağlanmıştır.
Jeotermal enerji geleneksel enerji kaynakları
ile karşılaştırıldığında temiz ve ucuz bir enerji
kaynağıdır. Ancak jeotermal enerji sistemlerininde primer enerji kaynaklarına ihtiyaç duydukları
unutulmamalıdır. Jeotermal enerjinin verimli kul­
lanımı daha fazla konutun jeotermal enerjiyle
ısınması anlamına gelir. Ülkemizdeki mevcut sis­
temlerde iyileştirme çalışmalarının devam ettiği
bugünlerde, gelecekteki projeler geçmişten çıka­
rılan dersler ışığında yapılmalıdır. Bu çalışmada
tanımları yapılan CER ve CEER değerleri jeoter­
mal bölge ısıtma sistemlerinin verimliliğini ta­
nımlayan faktörlerdir. Bu faktörler tasarım safha­
sından işletmeye kadar jeotermal bölge ısıtma
sistemlerinin performans tanımının yapılabilme­
sini ve performansının izlenebilmesini sağlar. Bu
iki katsayının kullanımı jeotermal bölge ısıtma
sistemlerinde işletmecilere sistem performansı­
nın arttırılması yönünde yol gösterecektir.
REFERANSLAR
[7] ŞENER A.C., TOKSOY M., GÖKÇEN G., Jeotermal
[1] ŞENER A. C. , "Optimisation of Balçova Geothermal
Bölge Isıtma Sistemlerinde Kontrol Stratejileri ve Oto­
District Heating System", Yüksek lisans tezi, İzmir
masyon, TESKON 2003 - Jeotermal Enerji Doğrudan
Yüksek Teknoloji Enstitüsü Makina Mühendisliği Bölü­
Isıtma Sistemleri ve Tasarımı Semineri, MMO Yayın
mü, 2003.
No: MMO/2002/328-4, 2003.
[2] ASHRAE Handbook, Heating, Ventilating and Air-Conditioning Applications, 1999.
[3] ŞENER A. C, Modelling of Balçova Geothermal Dist­
SEMBOLLER ve İNDİSLER
rict Heating Sytem. United Nations University Geother­
Cp
Özgül ısı
Yerçekimi ivmesi
(m/s )
mulation Programme, University of Iceland Mechanical
g
H
Basma yüksekliği
(m)
Engineering Department, 1999.
m
Debi (kg/s)
[5] ŞENER A. C, TOKSOY M., AKSOY N., Importance of
P
Birim zamanda tüketilen elektrik enerjisi (KW)
Load Based Automatic Control in Geothermal Energy
Q
T
Birim zamanda üretilen ısı enerjisi (kW)
Jeotermal (- )
[6] TOKSOY M., ŞENER A.C., AKSOY N., ÇANAKÇI C,
gt
pump
İMAMOĞLU R, BAŞEĞMEZ D., GÜLSEN E., Berga­
return
Eşanjör çıkışı (-)
ma Jeotermal Bölge Isıtma Sistemi, İzmir Yüksek Tek­
well
Kuyu
(- )
Verim
(- )
mal Training Program Publications pp. 233-264, 2003.
[4] VALDIMARSSON P., Pipelab 3.18 District Heating Si­
Systems, 3rd International Federation of Automatic
Control Workshop DECOM-TT 225-231, 2003.
noloji Enstitüsü GEOCEN Yayınları No:001, 2003.
(kJ/(kgK)
2
Sıcaklık ( °C )
Pompa (-)
TESİSAT MÜHENDİSLİĞİ / Mart-Nisan 2004
69
Download