Yaşar Üniversitesi’nde yürütülen bir araştırma projesi, binaların soğutulması sırasında ortaya çıkan ısının dış ortama verilmesi yerine yer altına aktarılmasını hedefliyor. Yapay zekâ destekli sistemle enerji tüketiminin düşürülmesi ve şehirlerdeki kentsel ısı adası etkisinin azaltılması amaçlanıyor.
Yaşar Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölüm Başkanı Prof. Dr. Mustafa Tutar’ın yürütücülüğündeki Bilimsel Araştırma Projesi, “Helisel Sondaj Kuyusu Isı Değiştiricileri”nin optimum tasarımına odaklanıyor. Projede Prof. Dr. Arif Hepbaşlı, Dr. Öğretim Üyesi Aslı Tiktaş ve Yağız Ali İlmi Güçlü de araştırmacı olarak yer alıyor.
Sistem, yaz aylarında binalardan alınan ısının spiral biçimindeki borular aracılığıyla toprağın derinliklerine aktarılması prensibiyle çalışıyor. Böylece geleneksel klima sistemlerinde olduğu gibi bina içinden alınan ısının doğrudan dış ortama bırakılmasının önüne geçilmesi hedefleniyor.
Yapay zekâ en verimli tasarımı arıyor
Araştırmanın önemli bileşenlerinden birini derin öğrenme yöntemleri oluşturuyor. Toprağın termofiziksel özellikleri, boruların çapı ve uzunluğu, kıvrım sayısı, akışkanın giriş sıcaklığı ve debisi gibi değişkenler birlikte analiz ediliyor.
Prof. Dr. Mustafa Tutar, sistemin çalışma prensibini şöyle anlattı:
“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 zeka 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 olası tasarım senaryosu kısa sürede incelenebiliyor; en yüksek soğutma performansını en düşük maliyetle sağlayan optimum sistem tasarımı önceden belirlenebiliyor.”
Yazın depolanan ısı kışın geri alınabilecek
Araştırmada, uzun vadede toprağın sürekli ısınmasının önlenmesi de dikkate alınıyor. Yaz döneminde toprağa aktarılan ısı ile kışın topraktan çekilen enerji arasında denge kurulmasına yönelik tasarım optimizasyonu yapılıyor.
Tutar, mevcut uygulamalarda uzun dönemli toprak sıcaklığı artışını sınırlandırmak için hibrit sistemlerden ve mevsimsel termal enerji depolama yöntemlerinden yararlanıldığını belirtti. Bu yaklaşımda yazın depolanan atık ısının kış döneminde yeniden kullanılması mümkün hale geliyor.