GÜNEŞ ENERJİSİ İLE 

HAVUZ SUYU ISITILMASI

Gelecekle ilgili yapılan tahminler önümüzdeki yıllarda enerji için yapılan savaşların hızla artacağı yönündedir. Öte yandan insanlığın enerji ihtiyacının büyük bir oranını karşıladığı fosil bazlı enerji kaynaklarının kullanımı, dünya ekolojik sistemine önemli ölçülerde zararlar vermektedir.

[dropcap]1[/dropcap]8. yüzyılda başlayan sanayi devrimi henüz 3. asrını doldurmamışken, insanoğlunun sınırsız ve sorumsuz tüketim alışkanlıkları nedeni ile harcadığı enerji; çevre kirliliği, doğanın yıkımı, türlerin yok oluşu , küresel ısınma gibi, etkileri binlerce yıl sürecek ve geri döndürülmesi olanaksız süreçleri yaşatmaya başlamıştır. Bu süreçleri kısa sürede geri döndürmek mümkün olmasa da; insanlık enerji üretiminde yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanarak, enerjiyi daha verimli kullanarak ve sınırsız sorumsuz tüketim alışkanlıklarını değiştirip yeni bir yaşam tarzı benimseyerek dünyamızın daha fazla zarar görmesinin önüne geçebilir.

Ülkemiz dünyada enerjiyi en verimsiz kullanan ülkelerden biridir. Uygarlığımızın olumsuz bir göstergesi olan bu durumun değişmesi için herkes üzerine düşen görevleri yapmalıdır. Bu kapsamda acil olarak toplu yaşam alanlarımızda (Apartman, site, tesis, otel, motel, alışveriş merkezlerinde) yapılması gerekenler:

Isınmada 1°C daha düşük ısınmanın enerji tüketiminde %10 tasarruf sağladığı ve ideal iç ortam sıcaklık derecesinin 19-20°C dolaylarında olduğu bilinciyle davranmaya, kalorimetre, termostatik vana gibi ısı tasarruf cihazları kullanmaya, binalarında ısı kayıp-kazançlarını azaltmak için temelden çatıya ısı yalıtımı yapmaya, satın almalar sırasında enerjiyi daha verimli kullanan A sınıfı işaretli enerji verimli cihazlara yönelmeye, enerji tüketen cihazları kullanırken veya ulaşımda fazladan harcanan enerjinin dünyaya ve ülkemize daha fazla zarar verdiğinin bilincinde olmaya, ısınmada veya iç ortam havası şartlandırmalarında (klima, hava koşullandırma vs) bireysel sistemlerden daha çok merkezi sistemlere yönelmeye, güneş enerjisinden daha fazla yararlanmaya özen gösterilmelidir.

Günümüzde artan enerji fiyatları ve çevresel faktörler nedeniyle tatil beldelerindeki otel, motel, yazlık ve kışlık siteler ile özel konutlarda kullanılan yüzme havuzlarının ısıtılmalarında çeşitli sistemler kullanılmaktadır. Yüzme havuzları bilhassa tatil beldelerindeki otel, motel, kooperatif siteleri ve benzeri tesislerde bölgenin iklim şartlarına göre yıl içerisinde yedi sekiz aya kadar uzanacak sürelerde kullanılmaktadır.

Havuzların özellikle ilkbahar ve sonbahar aylarında ısıtılmasına gerek duyulmaktadır. Yaz aylarında ısıtılmaları gerekli olmayabilir. Yüzme havuzlarının ısıtılmasında çeşitli kaynaklardan sağlanan enerji tüketimi, kullanıcıların önemli miktarlarda masrafla karşı karşıya gelmelerine neden olmaktadır. İlkbahar ve sonbahar mevsimlerinde yüzme havuzlarının suyunun sıcaklığının ortam havası sıcaklığından birkaç derece fazla olması yeterlidir. Bu bakımdan yüzme havuzlarının güneş enerjisi ile ısıtılması cazip olmaktadır. Yüzme havuzlarının suyun ısıtılmasında güneş enerjisi kolektörleri kullanılmasıdır. Yüzme havuzu suyunun güneş enerjisi ile ısıtılması, direkt ve endirekt olarak yapılabilir. Direkt sistemde havuz suyu güneş kolektörlerinde dolaşım yaparken endirekt sistemlerde kolektör çevresinde güneş enerjisi ile ısıtılan su bir ısı değiştirici yardımıyla havuz suyunu ısıtmaktadır.

DİREKT SİSTEMLE HAVUZ SUYU ISITMASI

Direkt sistemlerde, ısıtılmak istenilen havuz suyu güneş kolektörlerinde dolaşım yaptırılır. Sistemin tamamı korozif özellikte olan havuz suyunun etkisindedir. Havuz suyuna mikrobik etkilere karşı klor veya diğer kimyasal sıvılar verileceğinden, bu sistemlerde kullanılacak malzeme paslanmaz olmalıdır. Bazı krom nikel çelikler hariç direkt sistemlerde metal malzeme kullanılmamalıdır. Metal malzemenin sebep olacağı pas havuz duvarlarında ve döşemelerinde lekeler meydana getirebilir. Bu nedenle, bu sistemlerde kullanılan malzeme etilen, propilen, kauçuk ve polivinil klorür ihtiva etmelidir.

Direkt sistemlerde mevcut havuz pompası, suyun kolektörlerde dolaşımını da sağlayabilir. Böylece, kolektör devresi için ayrı bir pompa kullanılmamış olur. Havuz suyunun filtrelenmesi için kullanılan mevcut havuz pompası aynı zamanda havuz suyunun ısıtılması için kolektörlerde de dolaşım sağlar. Suyun kolektörlerden ya da kolektörlere gitmeden havuzdan havuza dolaşım yapabilmesi kontrol vanası yardımıyla olmaktadır.

Kontrol vanasının görevi, havuz suyunun yeteri kadar ısınması durumunda havuz suyu sıcaklık duyar elemanından aldığı sinyal ile açılarak filtreden geçen suyun güneş kolektörlerine gitmeden doğrudan havuza dönmesini sağlamaktır. Havuz su sıcaklığı ayarlanan değerin altına düştüğünde kontrol vanası kapanarak suyun kolektörden dolaşım yapmasıyla ısınması sağlanır. Bu tip direkt bağlantıda kolektörlerin, havuz seviyesi üzerinde olması gerekir. Aksi halde, yani kolektörlerin havuz seviyesinde ya da havuz seviyesinin altında olması durumunda kontrol vanası açık olduğundan suyun kolektörlerden de dolaşım yapması, başka bir ifade ile havuz suyunun sürekli ısınması söz konusu olacaktır. Mevcut havuz dolaşım pompasının kullanıldığı tek kontrol vanalı direkt ısıtma sistemi güneş enerjisinin yetersiz olduğu durumlarda havuz suyunun ısıtılması ek ısıtıcı kaynağı ile yapılabilir. Kolektör devresindeki akış direncinin az olduğu durumlarda suyun bir miktarının kolektörden dolaşarak havuza ısınmış olarak gidebileceği böylece havuz suyu sıcaklığının ayarlanan (istenilen) değerin üstüne çıkabileceği durumda kullanılır.

Havuz suyu sıcaklığı istenilen değere ulaştığında, pompanın bastığı filtreden geçen suyun tamamı havuza gider. Bu işlem, filtreden sonra güneş kolektörlerine giden hat üzerindeki kontrol vanasının kapanması ile gerçekleşir. Kontrol vanalarının birisi açık konumda iken diğeri kapalı konumdadır. Kontrol vanalarının açılıp kapanması, kolektör sıcaklık duyar elemanı ile havuz suyu sıcaklık duyar elemanı tarafından sağlanır.

ENDİREKT ISITMA SİSTEMLERİ

Yüzme havuzlarının güneş enerjisi ile endirekt olarak ısıtılmasında, ısıtılmak istenen yüzme havuzu suyunun kolektörlerle ilişkisi yoktur. Kolektörlerde güneş enerjisi ile ısıtılan su, havuz suyunu bir ısı değiştirici yardımıyla ısıtır. Endirekt ısıtma sistemlerinde; kolektör devresindeki ısıtan akışkana (suya) antifiriz ilave edilmesi, kolektör devresindeki suyun don etkilerine karşı boşaltılmasını gerektirmeyecektir. Aynı zamanda, devrenin havuz suyunun korozif etkilerinden zarar görmesi de söz konusu olmayacaktır. Dolayısıyla, kolektör devresi metal borularla yapılabilir. Diğer taraftan endirekt ısıtma sistemlerinde, havuz suyunun ısıtılmadığı zamanlarda veya havuz suyunun ısıtılmasına gerek duyulmayan sıcak günlerde, kolektör devresinde ısınan sudan kullanma sıcak suyu hazırlama gibi başka amaçlar için de yararlanılabilir.

KOLEKTÖRLER

KOLEKTÖRLERİN KONUMLANDIRILMASI

Gerek boru şebekesindeki ısı kayıplarını, gerekse pompalama güç ihtiyacını azaltmak maksadıyla kolektörlerin yerleştirilmesinde boru şebekesinin uzunluğu mümkün olduğunca kısa tutulmalıdır. Kolektörler güneye yönlendirilmelidir. Havuz ısıtmasının büyük bölümü yaz aylarında yapıldığından eğim için yaz şartı olan ”Enlem – 15” değeri esas alınabilir. Ancak ısıtmanın ilkbahar ve sonbahar aylarında da yapılması söz konusu ise eğim değerinin “Enlem – 10” alınması daha uygun olur. Kolektörler, ısıtma sezonu boyunca,güneş öğlesinden önce ve sonra en az 3’ er saat gölgelenmeyecek şekilde konumlandırılmış olmalıdır. Kolektörlerin camsız çalışması öngörülmüş ise rüzgar sebebiyle ısı kaybına maruz kalacaklarından, rüzgarlı bölgelerde, belirlenen ısı ihtiyacı için, kolektör alanının arttırılması veya kolektörlere gölgeleme yapmayacak şekilde rüzgar kesicilerinin kullanılması gerekebilir.

KOLEKTÖRLERİN BOYUTLANDIRILMASI

Tüm güneşli ısıtma sistemlerinde olduğu gibi, havuz ısıtmasında da sistemin tasarımının en önemli bölümü gerekli kolektör yüzeyinin tespitidir. İhtiyacı karşılayacak kolektör yüzeyinin belirlenmesinde aşağıdaki faktörler dikkate alınmalıdır:

• İstenilen havuz suyu sıcaklığı ve bu sıcaklığın sürdürülüp sürdürülemeyeceği,
• Yüzme sezonunun uzunluğu,
• Ek enerji kaynaklarının olup olmadığı,
• İklimsel veriler, – Kolektörlerin bulunduğu yerin veya havuzun gölgelenmesi, – Kolektörlerin eğimi ve yönü, – Havuzun su ile temas eden yüzeylerinin rengi, – Kolektör ve havuz için rüzgar siperlerinin kullanılıp kullanılmayacağı, – Kolektörlerin bulunduğu yerin ve çevrenin rengi,
• Sistemle ilgili veriler, – Kolektör tipi, – Pompalama tertibatı, Kolektörlerin Bağlantısı Kolektörler, paralel, seri veya karışık (paralel+seri) bağlanabilirler.

Bağlantıda dikkate alınması gereken iki önemli husus, kolektörlerin monte edileceği yerin geometrisi ve kolektör gruplarının hidrolik karakteristikleridir. Sistemin pompalama için ihtiyaç duyduğu enerji kolektörlerin ısı gücünün % 1’i ile % 2’sini geçmemesi ve tüm grupların kolektörlerinin emici yüzey sıcaklıklarının, belirli aralıklar içinde, mümkün olduğunca birbirlerine yakın olmaları sağlanmalıdır. Paralel bağlantıda, kolektörde su dolaşımı için gerekli olan pompalama enerji ihtiyacı yüksek olmadığı gibi kolektör emici plakalarındaki sıcaklık düşük ve hemen hemen eşit olduğundan verim yüksektir. Seri bağlantıda daha yüksek pompalama enerji ihtiyacı vardır ve kolektör emici plakalarındaki sıcaklık dağılımı farklı ve yüksek olacağından verim de daha düşüktür.

DOLAŞIM POMPASI

Güneş enerjisi ile havuz ısıtma tesisleri kapalı sistemlerdir. Bu sistemlerde kolektör dönüş bağlantılarındaki su ile gidiş bağlantılarındaki su basınçları dengede olacağından suyu sistemde dolaştıracak pompanın gücünü belirleyecek en önemli faktör boru ve bağlantı parçalarının sürtünme direnci olacaktır. Pompanın yerinin belirlenmesinde ise sistemin tamamında yüksek basınç oluşması göz önünde bulundurulmalıdır. Aksi takdirde sistemin herhangi bir bölümünde pompanın çalışmasından dolayı meydana gelecek vakum etkisi, sisteme tahliye vanasından hava girmesine sebep olur ve sistemdeki su dolaşımını engellenir.

HAVUZ SUYU ISITMA YÜKÜNÜN HESAPLANMASI

Havuz suyunun ısıtma yükü, gelen güneş ışınımından elde edilen ısı kazancından daha az olan toplam ısı kaybına eşdeğerdir. Açık havuzlarda, havuz üzerine gelen ışınımdan önemli bir kazanç sağlanabilir. Bu kazanç için yatay düzleme gelen toplam güneş ışınımının en az % 85’ i havuz suyu tarafından absorbe edilebilecek değer olarak kabul edilebilir.

Havuz suyunun toplam ısı kaybı, buharlaşma, ışınım ve taşınım kayıplarının toplamıdır. Bu ısı kayıplarının belirlenmesi, çevre hava sıcaklığı, rüzgar hızı, çevre havasının bağıl nemi veya su buharının kısmi basıncının bilinmesini gerektirir. Isı kaybını daha önemsiz derecede etkileyen diğer faktörler ise; havuzda yüzenlerin meydana getirdiği türbülans (durgun bir havuz için dikkate alınmaz), havuz zemin ve yan duvarlarının iletim kaybı (zemin suyu yoksa ihmal edilebilir) ve yağmur kayıplarıdır ( yağmur suyunun fazla olması havuz suyu sıcaklığını düşüreceğinden ısı yüküne ilave yapılmalıdır).

SONUÇ

Havuz suyu ısıtılmasının, başka bir enerji kaynağına ihtiyaç duyulmadan, güneş enerjisiyle rahatlıkla yapılabileceğini söyleyebiliriz. Günümüz ekonomik koşulları göz önünde bulundurulduğunda havuz suyu ısıtılması, havuzun bulunduğu mahalde güneş enerjili ısıtma sitemine yapılacak tek bir ısı değiştirici ilavesiyle mahallin sıcak su ihtiyacı ile aynı anda, başka ek bir donanım veya cihaza (ikinci bir pompa, kazan, şofben, vb,) ihtiyaç duyulmadan kolaylıkla ve düşük bir maliyetle havuz ısıtması yapılabilir.