Yeraltı temelli soğutma kentsel ısı yükünü azaltmayı hedefliyor
Yaşar Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölüm Başkanı Prof. Dr. Mustafa Tutar yürütücülüğündeki Bilimsel Araştırma Projesi, binaların içindeki yoğun sıcaklığı doğrudan sokaklara vermek yerine yeraltına yönlendiren bir soğutma sistemi geliştiriyor. Amaç, iç ortam konforunu artırırken şehirlerde büyüyen kentsel ısı adası etkisini azaltmak.
Geleneksel klimalar iç mekanları soğuturken dışarıya sıcak hava püskürtüyor; bu da şehir merkezlerinde hissedilen sıcaklığı ve enerji talebini yükseltiyor. Projede araştırılan çözüm, yaz aylarında hapsedilen atık ısının derin topraklara aktarılması yoluyla sokaklarda ek ısı birikmesini engelliyor.
Sistem nasıl çalışıyor:
Projenin merkezinde, ısıyı yeraltına ileten helisel (spiral) sondaj kuyusu ısı değiştiricileri yer alıyor. Bina içindeki fazla ısı, özel olarak tasarlanmış sarmal borular aracılığıyla toprağın sabit, daha serin derinliklerine aktarılıyor. Toprağın yıl boyunca nispeten sabit kalan doğal serinliği kullanılarak iç mekanlarda sürdürülebilir bir soğutma sağlanıyor; dış ortama ekstra ısı salımı yapılmıyor.
Bu yaklaşım, yaşam alanlarında daha ferah bir iklimlendirme sunarken aynı zamanda sokaklarda ve kentsel altyapıda sıcaklık birikimini azaltmayı hedefliyor.
Yapay zekâ ve tasarım optimizasyonu:
Projede tasarım optimizasyonunu Derin Öğrenme tabanlı yapay zekâ algoritmaları yürütüyor. Sistem; toprağın termofiziksel özelliklerinden boru çapı ve uzunluğuna, kıvrım sayısından akışkanın giriş sıcaklığı ve debisine kadar çok sayıda değişkeni aynı anda değerlendiriyor.
Prof. Dr. Mustafa Tutar, projenin mühendislik yaklaşımını şöyle özetliyor: "Yeraltı soğutma sistemleri üzerine bugüne kadar gerçekleştirilen araştırmalarda, toprağın termofiziksel özellikleri, boru çapı ve uzunluğu, kıvrım sayısı, su bazlı aracı akışkanın giriş sıcaklığı ve debisi gibi parametreler çoğunlukla birbirinden bağımsız olarak ele alınmıştı. Ancak gerçek uygulamalarda bu değişkenler sürekli etkileşim içinde çalışmakta ve sistem performansını birlikte belirliyor. Biz bu projede, gelişmiş bilgisayar benzetimlerini derin öğrenme tabanlı yapay zekâ yöntemleriyle birleştirerek söz konusu karmaşık etkileşimleri bütüncül bir yaklaşımla eşzamanlı olarak değerlendirip büyük veri kümeleri üzerinden analiz edebiliyoruz. Böylece geleneksel deneme-yanılma yaklaşımının ötesine geçilerek yüz binlerce muhtemel tasarım senaryosu kısa sürede incelenebiliyor; en yüksek soğutma performansını en düşük maliyetle sağlayan optimum sistem tasarımı önceden belirlenebiliyor."
Uzun dönem toprak ısısını dengelemek:
Proje ekibi, uzun vadede toprağın sürekli ısı depolanmasından kaynaklanabilecek olası sorunları da göz önünde bulunduruyor. Prof. Dr. Tutar, yazın toprağa verilen ısının kış döneminde geri çekilmesi ve yıllık enerji dengesi sağlanması için tasarım optimizasyonu yaptıklarını belirtiyor.
Bu amaçla önerilen yaklaşımlar arasında hibrit sistem uygulamaları (ısı pompası ile soğutma kulesi veya kuru soğutucunun birlikte kullanılması) ve mevsimsel termal enerji depolama yöntemleri yer alıyor. Böylece hem bütçe dostu hem de doğa ile uyumlu bir iklimlendirme çözümü hedefleniyor.
Projede araştırmacı olarak Enerji Yönetimi Anabilim Dalı Başkanı Prof. Dr. Arif Hepbaşlı, Dr. Öğretim Üyesi Aslı Tiktaş ve Yağız Ali İlmi Güçlü görev alıyor; çalışma, helisel sondaj kuyusu ısı değiştiricilerinin optimum tasarımına odaklanıyor.
Geliştirilen yöntemler, yaz aylarındaki aşırı sıcaklarla mücadelede hem bina düzeyinde konforu artırma hem de şehir ölçeğinde sıcaklık baskısını hafifletme potansiyeli taşıyor.
YAŞAR ÜNİVERSİTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜM BAŞKANI PROF. DR. MUSTAFA TUTAR'IN YÜRÜTÜCÜLÜĞÜNDEKİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJESİ KAPSAMINDA, BİNALARIN İÇİNDEKİ BUNALTICI SICAĞI SOKAKLARA DEĞİL YERALTINA YÖNLENDİREN SİSTEM, HEM BİNA İÇİ KONFORU ARTIRMAYI HEM DE ŞEHİRLERDE GİDEREK BÜYÜYEN KENTSEL ISI ADASI ETKİSİNİ AZALTMAYI AMAÇLIYOR.
