Tesisat Dergisi 205. Sayı (Ocak 2013)

MAKALE 66 Tesisat Dergisi Sayı 205 - Ocak 2013 Mevcut Binaların Yenilenmesinde Isı Pompaları Padova Üniversitesi – Yönetim ve Mühendislik Fakültesi Padova Üniversitesi – Yönetim ve Mühendislik Fakültesi Padova Üniversitesi – Yönetim ve Mühendislik Fakültesi Renato LAZZARIN Filippo BUSATO Marco NORO Bu makale mevcut binaların yenilenmelerinde ısı pompası uygulamalarının sağladığı fırsatların analizini yapmaktadır. İlk konu ısıtma sistemin- deki sıcaklıklardır. Radyatörle ısıtma sistemi için, esas olarak izolasyonu zayıf binalardan kaynaklanan, yüksek tasarım sıcaklıkları, ge- nellikle ısı pompası işletmesine uyumlu değildir. Yenileme sırasında bina dış kabuğu izolasyonu- nun iyileştirilmesi radyatörlere gönderilen su sıcaklığının düşürülebilmesine yardımcı olur ve ısı pompasının COP (performans katsayısı) yükseltir. İkinci problem ise sıcak su üretimidir. Kazanın seçimi sıcak suyun ani ihtiyacının karşılan- masına göre yapıldığından, kazanın kapasitesi mahal ısıtması için gerekli olandan daha yük- sektir. Isı pompası seçimi ise, ürünün teknoloji seviyesinin yüksek olması nedeniyle yüksek kapasite maliyetleri dikkate alındığında, çok dikkatle yapılmalıdır. İlk olarak ısı pompası yeterli eşanjör ölçüsü ve sıcak su ayar noktası olan bir sıcak su deposuna ihtiyaç duyar. Bu- rada tehlike, özellikle kaynak sıcaklığı uygun olduğundan kapasitesi yüksektir, ısı pompasının depoya ısıtma kapasitesini verememesidir: ısı pompası oldukça yüksek modülasyon yapacak ve sıcak su talebini karşılamak için uzun bir zamana ihtiyaç duyacaktır. Sıcaklıkların Performansa Olan Etkisi Isı pompaları, klasik bir kazana göre davra- nışının farklı olduğu dikkatle değerlendirildiği takdirde, binaların yenilenmesinde büyük avantaj sağlayan sonuçlar verebilir. İlk olarak ısı pompası bir ısı kaynağına ihtiyaç duyar: kaynağın mevcut olması ve ısıl seviyesi ısı pompasını gerek kapasite gerekse verim olarak büyük ölçüde etkiler. Üretilen ısının ısıl sevi- yesi bir kazanın performansını hemen hemen hiç değiştirmezken, ısı pompasının verimini büyük ölçüde ve, daha az ölçüde, kapasitesini değiştirir. Genel olarak bir ısı pompası için ısıl olarak üst limit yaklaşık 60°C civarındadır: bu da mevcut binalarda en yaygın olarak kullanılan ısı dağıtım araçları, radyatörler, ve sıcak su üretimi ile ilgili diğer sorular için problemler yaratır. Isı pompasının ilk yatırım maliyeti kazana göre kapasitesine çok daha fazla bağlıdır. Bu nedenle cihazın kapasitesi arttıkça maliyeti de artar; ilave olarak ısı pompası elektrikle çalışıyorsa elektrik temin şirketiyle çok daha pahalı bir anlaşma yapılmasını gerektirir. Daha sonra ısı pompası kapasitesinin seçimi çok büyük öneme sahiptir. Kapasite genellikle tasarım yükünden daha düşüktür: Bu, hava sıcaklığında bir azalma tam yük artarken ısı pompası kapasitesinde yük artarken bir azalma meydana geldiğinden, özellikle hava kaynaklı bir ısı pompası için doğrudur. Eğer ısı pompasının kapasitesi tasarım yüküne göre seçilirse, yukarıda bahsedilen maliyetler- den ayrı olarak, ısı pompası olası performans azalmalarıyla daima kısmi yükte çalışır. Aşağıdaki Şekil 1 daha iyi açıklamaktadır: bir binanın, esas olarak dış hava sıcaklığına bağlı olduklarını kabul ederek, yaz ve kış olarak yük- lerini gösterir. Yükler, sıfırdan sola doğru (kış) ve sağa doğru (yaz) yükselen tersi eğimli iki Isı Pompası ısıl gücü Çiller soğutma gücü Yardımcı ısıtma Giriş gücü Giriş gücü DENGE NOKTASI Isıl yük Soğutma yükü COP Performans katsayısı (a) td COP Performans katsayısı (b) COP Performans katsayısı Isı Pompası-Çiller Ve Giriş Gücü (%) Isı pompası ısı kaynağı sıcaklığı Isıtma Çiller ısı havuzu sıcaklığı Soğutma Şekil 1. Üretilen ısıtma – soğutma gücü, ısı pompasına ısıtma ve soğutma konumunda çalışırken beslenen elektrik gücü, COP (performans katsayısı) ve binanın dış hava sıcaklığının bir fonksiyonu olarak ısıtma ve soğutma yükleri. HVAC DOSYASI