Ekolojik Ekonomik Konforlu Güvenilir Isı Pompalı Isıtma Soğutma Sistemlerinin VRF Klimalı Isıtma Soğutma Sistemleri ile Karşılaştırılması [email protected] www.newtherm.com.tr Isı Pompaları Hakkında Genel Bilgiler Ülkemizde tüketilen toplam enerjinin %40'ı içinde yaşadığımız binalarda kullanılmaktadır. Binalarda kullanılan enerjinin %85'i ise binaların ısıtılması soğutulması, havalandırılması ve sıcak su gereksinimi için tüketilmektedir. İnsanoğlunun bildiği en yüksek verimli ısı kazanım sistemi olan “ısı pompalarını” kullanarak binalarda tüketilen birincil enerji miktarını önemli ölçüde azaltmak mümkündür. Isı pompaları sıcaklığı düşük bir ortamda bulunan (hava veya su gibi) enerjiyi, sıcaklığı daha yüksek bir ortama aktarabilen cihazlardır. Örneğin sıcaklığı -10°C olan çevre havasında bulunan enerjiyi, sıcaklığı +50°C olan tesisat suyuna aktarabilen hava kaynaklı ısı pompaları veya sıcaklığı +10°C olan bir göl suyunda bulunan enerjiyi, sıcaklığı +50°C olan tesisat suyuna aktarabilen su kaynaklı ısı pompaları gibi. Hava Kaynaklı Isı Pompası Buzdolapları ve dondurucular, halk arasında kullanımı en yaygın ısı pompası örnekleridir. Buzdolabı sıcaklığı 0°C kadar olan kabininin içindeki havanın enerjisini, sıcaklığı 25°C kadar olan mutfak ortamına aktarmaktadır. Böylece buzdolabının içi soğutulurken, çevresi ısıtılmış olmaktadır. Isı pompaları elektrik enerjisiyle çalışmaktadır. Verimlilik değerleri çok yüksektir. Örneğin hava kaynaklı ısı pompalarıyla 1 birim elektrik enerjisiyle 4 birim ısıtma enerjisi sağlanmaktadır. Su kaynaklı ısı pompalarıyla 1 birim elektrik enerjisiyle 5 birim ısıtma enerjisi elde edilebilmektedir. 2 Toprak/Su Kaynaklı Isı Pompası Isı Pompalarının Faydaları Isı pompalarının kullanımını yaygınlaştırarak, Türkiye'nin enerji giderlerini önemli ölçüde azaltmak mümkündür. Türkiye ithal ettiği doğalgazın önemli bir bölümünü binaların ısıtılması amacıyla kazan ve kombilerde direkt yakarak tüketmektedir. Bunun yerine doğalgazla elektrik üretir ve bu elektrikle ısı pompalarını çalıştırırsak, doğalgazı direkt yakarak elde ettiğimiz ısıtma enerjisini rahatlıkla 2 katına çıkarabiliriz. Böylece Türkiye, örneğin 25 milyar dolarlık doğalgaz ithal ederek 50 milyar dolarlık doğalgazın ısıtma gücüne ulaşabilir, aradaki 25 milyar dolara eşdeğer enerjiyi ise kendi havasından ve suyundan bedava elde edebilir. Türkiye ısı pompalarının kullanımını yaygınlaştırarak yurtdışına olan “Enerji Bağımlılığı”nı önemli ölçüde azaltabilir. Tükettiği enerji miktarı artmasına rağmen, yurtdışına olan enerji bağımlılığı yarı yarıya azaltılmış bir Türkiye'nin ne anlama geldiğini takdirlerinize bırakıyoruz. Isı pompaları enerji bağımlılığını azaltır: Etkinlik katsayısı ortalama 4,0 olan (yani ürettiği enerjinin %25’ini elektrik şebekesinden, %75’ini doğadan alan) bir ısı pompasının ürettiği toplam enerjinin dışa bağımlılık oranı sadece %14 iken, doğalgaz veya mazot kullanan kazan, kombi sistemlerinde Türkiye’nin %100 dışa bağımlılığı vardır. Isı pompaları doğalgaz ithalatının göreceli olarak düşürülerek, cari açığımızın küçültülmesinde de önemli bir rol oynayabilir. Türkiye'nin Dışa Bağımlılık Oranları % 100 Doğalgaz/Petrol % 56 Elektrik Isı Pompası % 14 Hava kaynaklı ısı pompaları, ısıtma yaparken atmosferi soğutan bilinen tek sistemdir. Isı pompası bu özelliği ile insanoğlu için en büyük risklerden biri sayılan gezegenin aşırı ısınma probleminin çözümüne katkı vermektedir. Isı pompalarıyla ısıtma yaparken neden olunan CO2 emisyonları, doğalgaz yakarak ısıtma yapan kazan ve kombilerin neden olduğu CO2 emisyonların ¼'ü kadardır. Isı pompalarının kullanımının yaygınlaşmasıyla birlikte Kyoto protokolünün bilançosu Türkiye lehine gelişecektir. Isı pompaları doğa dostudur: Kullanıldığı yerde herhangi bir gaz, duman, cüruf, koku vb. atığı yoktur. Sadece elektrik enerjisinin üretildiği santraldeki CO2 salımı söz konusudur. Bu değer fuel oil ve mazot kullanan kazan ve kombilerin salımlarının %16’sı, doğalgaz kullanan yoğuşmalı kazan ve kombilerin salımlarının %25’i kadardır. Türkiye'de CO2 Salımları Fuel Oil Kazanı % 62 Doğalgaz Kazanı Isı Pompası % 16 % 100 3 Isı Pompalarının Faydaları Isı pompalı sistemlerde gaz ve yanma olayı yoktur. Dolayısıyla zehirlenme, patlama, yangın ve deprem zararları gibi riskler de oluşmamaktadır. Isı Pompasıyla Isınmanın Maliyeti Isı pompalarında sadece elektrik enerjisi kullanıldığı için doğalgaz, mazot, LPG, LNG, kömür ve odun gibi enerji kaynaklarıyla ısıtma yapan sistemlerdeki enerjinin taşınması, depolanması, atıkların uzaklaştırılması, baca, koku, duman, cüruf gibi problemler ve bunların yaşam alanlarında yarattığı riskler bulunmamaktadır. Isı Pompalı Sistemlerin Enerji Tüketim Maliyetleri Elektrik tüketimi 5000 kWh/yıl'dan daha fazla olan gerçek veya tüzel kişiler, kendi elektrik tedarikçilerini seçme hakkına sahiptirler. Isı pompalarının kullanımı tüm dünyada hızla artmaktadır. Kullanılan ısı pompası sistemlerinin sayıları her yıl %40 gibi artmaktadır. Avrupa'da yeni yapılan binaların büyük bir çoğunluğunda ısı pompaları monte edilmektedir. Isı pompaları AB ülkelerinde "Yenilenebilir Enerji Sistemlerinin" kullanımında en etkili araç olarak kabul edilmektedir. AB ülkelerinde ve ABD'de ısı pompalarının kullanımının artması için devletler/eyaletler/ belediyeler önemli maddi teşvikler vermektedir. Türkiye sahip olduğu ılıman iklim şartları, doğal su kaynakları ve denizlere olan uzun sahilleriyle ısı pompasının kullanımına çok uygun, dolayısıyla şanslı bir konumdadır. 9 Kuruş/kWh (10 Kuruş/kcal) Elektrik tedarikçilerinin küçük ve orta ölçekli "Serbest Tüketicilere" uyguladıkları elektrik enerjisinin fiyatı KDV dahil 36 Kuruş/kWh'dır. Buna göre; ısı pompasının tüketici için kullanım maliyeti 36/4=9 Kuruş/kWh kadardır (COP=4,0)*. Doğalgazla Isınmanın Maliyeti 14 Kuruş/kWh (16,3 Kuruş/kcal) Doğalgazlı Sistemlerin Enerji Tüketim Maliyetleri 12/2014 tarihli İGDAŞ (İstanbul Gaz Dağıtım A.Ş.) verilerine göre doğalgaz, tüketiciye 11,6 Kuruş/kWh olarak fatura edilmektedir. www.igdas.com.tr Doğalgazla çalışan, yüksek kaliteli kazan ve kombi sistemlerinin, kullanım ömürleri boyunca (10-20 yıl) ortalama yakma verimleri % 85 civarındadır. Buna göre; doğalgazla ısınmanın tüketici için kullanım maliyeti 11,6/0,83=14 Kuruş/kWh olarak gerçekleşmektedir. Ancak Türkiye'de gerek teknisyen ve mühendisler, gerekse halk ısı pompasını yeterince tanımamaktadır. Devlet ve kamu kurumlarımız da ısı pompasını henüz algılamış değildir. Dolayısıyla Türkiye'de ısı pompası uygulamalarına kamu tarafından henüz maddi manevi herhangi bir teşvik veya destek verilmemektedir. 4 Türkiye doğalgazda %100 dışarıya bağımlıdır. Her yıl milyarlarca dolarlık doğalgazı ithal ediyor, kazan ve kombilerde yakarak yok ediyor ve atmosferimizi kirletiyoruz. Isı Pompalı Isıtma + Soğutma + Sıcak Su Isı pompası sistemlerinin; yatırım maliyeti daha düşüktür, enerji tüketim maliyeti çok daha azdır, depreme karşı güvenlidir, yangında zehirlenme riski yoktur, ısıtma ve sıcak su konforu vardır. Newtherm hava kaynaklı ısı pompalı ısıtma/ soğutma sistemi 2 bölümden oluşmaktadır; - Dış ünite ve ekipmanları (Havadan suya çalışan ısı pompası) - Binanın kendi tesisatı (Yerden ısıtma sistemi, Fan Coil cihazları veya radyatörler gibi) Dış ünite otopark, çatı ve teras gibi atmosfere açık bir yere yerleştirilmekte ve binanın tesisatına sadece bir çift su borusuyla bağlanmaktadır. Binanın içine giren herhangi bir gaz (soğutucu akışkan) bağlantısı olmadığından, split/VRF tipi klima sistemlerinin binalarda yarattığı fiziksel hasar, görüntü kirliliği ve zehirlenme riski ısı pompası uygulamalarında oluşmamaktadır. Bu sistemde, projenin özelliklerine ve amaçlanan ısıl konfor şartlarına göre yerden ısıtma, Fan Coil cihazları veya radyatörler tercih edilebilmekte, çoğu yerde birlikte de kullanılabilmektedir. 6 VRF Klimalı Isıtma + Soğutma VRF sistemlerinin; yatırım maliyeti daha yüksektir, enerji tüketimi daha fazladır, bakım gereksinimi fazladır, depreme karşı güvensizdir, yangında zehirlenme riski vardır, ısıtma ve sıcak su konforu yoktur. VRF (Variable Refrigerant Flow), Değişken Soğutucu Akışkan Debili ısıtma/soğutma sistemi 5 bölümden oluşmaktadır; - Dış üniteler (Havadan R410A gazına çalışan ısı pompaları) - İç üniteler (İçinde R410A gazı dolaşan Fan Coil cihazları) - Otomasyon ve kontrol ekipmanları (İletişim kabloları, termostatlar, kontrol merkezi) - Isı geri kazanımı/sıcak su üretimi ekipmanları (İlave eşanjörler ve kontrol donanımları) - Tesisat ekipmanları (Bakır borular ve lehimli tip bağlantı elemanları) Dış ünitelerin binanın dışında, iç ünitelerin ve tesisat ağının ise binanın içinde yarattığı fiziksel hasar, görüntü kirliliği ve zehirlenme riski kaçınılmazdır. 7 Isı Pompalı Isıtma + Soğutma + Sıcak Su Split klima ve VRF sistemlerinin önemli problemlerinden biri olan, dış üniteyle iç üniteler ve iç ünitelerin kendi aralarındaki yükseklik farkı ve borulama uzunluğunun, çalışma verimliliği üzerindeki olumsuz etkisi, Newtherm ısı pompalı ısıtma/ soğutma sistemlerinde söz konusu bile değildir. Isı pompa lı ısıtma /soğ utma sistemlerinde, denge tankıyla iç üniteler arasında tesisat suyu dolaştırılmaktadır. Dolayısıyla yatayda ve dikeyde borulama uzunlukları serbesttir, iç ünite sayılarında ve kapasitelerinde herhangi bir sınırlama yoktur. Isı pompalı binalarda, merkezi sistem ısıtma, soğutma ve sıcak su için tüketilen elektrik enerjisinin, kalorimetre ve sıcak su sayaçlarıyla, bağımsız bölümler arasında paylaşımı kolay ve ucuzdur. Enerji giderleri, doğalgaz yakarak ısıtma yapan kazan/kombi sistemlerine göre %40 daha düşüktür. Enerji giderleri elektrikle çalışan VRF klima sistemleriyle kıyaslandığında ise; ısıtma yaparken %25-30, soğutma yaparken %20-25 daha düşüktür. 8 • Doğalgaz,yakıtveyanmayok • Bacayok • Kazandairesiyok • Kapasitesınırlamasıyok • Borulamauzunluğuserbest • Yüksekliksınırlamasıyok • Daireısıistasyonuyok • Zehirlenmeriskiyok • Yangınvepatlamayok • Çevrekirlenmesiyok • Yerdenısıtmauygulanabilir • FanCoilveradyatörkullanılabilir • Sıcaksuüretimimümkün • Enerjipaylaşımıkolay Kazan/kombi gibi ısıtma ve split/VRF gibi klima sistemlerine göre; - yatırım maliyeti daha düşüktür - enerji tüketimi çok daha düşüktür - bakım gereksinimi daha azdır - daha güvenilir, daha konforludur VRF Klimalı Isıtma + Soğutma • Dış/içünitelerinkapasitelerisınırlı • Kotfarkıvemesafelersınırlı • Boruuzunluğunabağlıolarak çalışma verimliliği düşmekte • Dışünitelerdenbirinin arızalanması durumunda, diğerleri de etkilenmekte • İçünitelerarasındakihaberleşme kablolarından biri koptuğunda tüm sistem etkilenmekte • Bakırborutesisatızorvepahalı • Soğutucugazbinaiçinderiskli • Sürekliservisgereksinimi • Soğukhavalardaverimdüşmesi • Döşemedenısıtmayapılamıyor • Sıcaksuüretimizor • Isıgerikazanımıkarmaşık • Depremvesarsıntılarahassas • Yangındaölümcülzehirlenmeriski VRF sistemlerinin dış üniteleri, çevre havasından aldıkları enerjiyi R410A gazına aktaran hava kaynaklı ısı pompalarıdır. Dış üniteler otopark, çatı ve teras gibi atmosfere açık bir yere yerleştirilmekte ve binanın içindeki ünitelere yüksek basınca dayanıklı bakır borular ve lehimli tip bağlantı elemanları kullanılarak bağlanmaktadır. Dış ünitelerle iç üniteler ve iç ünitelerle iç üniteler arasında, basıncı 35 bar'a kadar yükselebilen R410A tipi soğutucu akışkan, kompresör yağı ile birlikte buhar ve sıvı fazında dolaşmaktadır. Dış ünitelerle iç üniteler ve iç ünitelerle iç üniteler arasında, elektrik taşıyan güç kabloları ve otomasyonu sağlayan iletişim kabloları dolaşmaktadır. Yaşadığımızmekanıniçinde; genellikle asma tavanın arkasına gizlenmiş bir şekilde, yüzlerce metre uzunluğunda bakır borular, bağlantı elemanları ve elektrik kablolarından oluşan bir tesisat ağı ve bunun içinde R410A gazı bulunmaktadır. Bakır boru ağı ve R410A gazından oluşan sistem depreme ve yangına karşı hassastır. Bu nedenle ASHRAE'nin 34-2010 ve 5-1994 numaralı standartlarında R410A gazının (%50 R32 + %50 R125) kullanımı bireysel uygulamalarda 0,4 kg/m3 ve hastane, okul, otel gibi uygulamalarda 0,2 kg/m3 olarak sınırlandırılmıştır. 9