Düşük Sıcaklıklı Isıtma Ve Isı Pompaları

Düşük Sıcaklıklı Isıtma, Yüksek Sıcaklıklı Soğutma Ve Isı Pompası Sistemleri
Dr. İbrahim ÇAKMANUS
Özet
Isı pompaları ve bunlara uygun bina içi dağıtım sistemleri yenilenebilir enerji teknolojilerine dayalı
sürdürülebilir geleceğin araçlardan birisidir. Burada uygun bina içi dağıtım sistemleri düşük sıcaklıklı
ısıtma ve yüksek sıcaklıklı soğutma sistemleridir (örneğin döşemeden ısıtma, tavandan veya duvardan
soğutma-ısıtma, betona gömülü termal aktif sistemleri-TABS). Bir başka ifade ile ısı pomapları yüksek
sıcaklıklı ısıtma (radyatör, fan coil) ve düşük sıcaklıklı soğutma (fan coil) sistemleri ile verimli
çalıştırılabilmeleri mümkün değildir. Bu bağlamda AB enerji direktifi EPBD’de, 2020’de %20
yenilenebilir enerji hedefini tutturmada ısı pompalarına önemli bir yer almaktadır. Bu bağlamda
AB komisyonu ısı pompalarını yenilenebilir enerji olarak tanımlamaktadır. Isı pompaları ve
2021’de “yaklaşık sıfır enerjili binalara” ulaşma ve benzer şekilde binaların renovasyonlarının da enerji
verimli hale getirme hedefinin de önemli araçlarından birisi olarak görülmektedir.
1.Giriş
Yukarıda belirtilen bina içi dağıtım sistemlerinin ısıl çıktıları 40-80 W/m2 civarındadır. Bunun anlamı,
geleneksel Türkiye bina yapım şekli (örneğin TS 825’e uygun binalar) ile bu sistemlerin verimli biçimde
kullanılamayacağıdır. Bu nedenle bu sistemlerin verimli biçimde kullanılabilmesinin ön şartı bina
kabuğunun ısıl performansının yükseltilmesidir. Bu ise mimari disiplinden başlamaktadır. Enerji
simulasyonu ile deneme yanılma yaparak ilk yatırım ve işletme maliyetleri açısından optimum bir
çözüm bulunabilir. Diğer yandan soğutmada verim her bir derece sıcaklık için değişir. Enerji verimliliği
ve konfor için tavandan soğutma sistemleri (chilled beam sistemleri de benzedir) gidwerek önem
kazanmaktadır. Bu sistemlerin avantajları aşağıdaki gibidir. Bu sistemlerin bazı yararları aşağıdaki
gibi özetlenebilir.
 Konvensiyal (sınırlı) enerji kaynakları tüketiminin minimuma indirilmesi
 CO2 ve diğer sera etkisi yaratan, küresel ısınmaya katkısı olan gaz oluşturmaması nedeniyle çevre
dostu olması
 Tamamen sessiz çalışma ve estetik dizayna sahip bulunuşu nedeniyle yerleştirileceği alan

konusunda seçenek sağlaması
Tek bir cihaz yatırımı ile ısıtma, soğutma ve sıcak su elde etme imkanı
Bina otomasyon zorunluluğu olmaması
Çok az mekanik oda ve şaft gereksinimi
Yüksek enerji ve ekserji verimi
Ekonomik bakım ve işletme maliyeti
İhtiyaca göre kolaylıkla cihaz ekleme ve kısmi açılış yapabilme.










Yüksek enerji verimliliğine sahiptir.
Basit kontrol teknolojisi söz konusudur.
Mahallerde fan coil, iç ünite, radyatör vb. yoktur.
Fan ve filtre olmadığı niçin işletme basit ve işletme maliyetleri düşüktür
Gürültü yoktur.
Kuru veya yaş uygulamalar yapılabilmektedir.
Mahalde hava akımları (cereyan) ve toz kalkması çok azdır.
Binanın termal özelliklerini artırır.
Sistemler genişlemeye müsaittir.
Fabrikasyon imalat ve çok hızlı montaj yapılabilir.





2. Tasarıma İlişkin Hususlar
Bu sistemler ısıtmada düşük (genellikle 45-30 C arasında), soğutmada yüksek sıcaklık (genellikle 16-21
C civarında) rejiminde çalışırlar. Bu sıcaklıklar bina içinde konfor sıcaklığı olan 20-26 C değerlerine çok
yakın olduğu için doğal ortamdan ısı pompaları veya doğrudan yer altı suları kullanılarak enerjinin
elde edilmesini kolaylaştırmaktadır. Radyatörler ve fan coiller 60 C üzerinde, soğutmada fan coiller 12
C civarında çalışmaktadır. Bu sıcaklık rejimlerinin doğal ortamdan elde edilmesinin ne kadar zor
olacağı görülebilir. Aşağıdaki şekilde de ısı pompalarının verimlerinin fan coil ve radyatör gibi
sistemlerle çalışma durumunda verimlerinin yarıya yakın düştüğü görülmektedir.
Şekil Isı pompalarının sezonluk performansı.
Şekilde görüldüğü üzere su/su ısı pompalarının verimi hava/su sistemlerine göre %100 daha fazladır.
Bu nedenle su soğutmalı sistemlerin seçilmesi ve düşük sıcaklık uygulamaları önemli olmaktadır.
Diğer yandan düşük enerjili binalar için ısı pompaları, güneş enerjisi desteği ve ısı geri kazanım
desteği sağlanırsa çok uygun sistemler olmaktadır. Ancak yukarıda açıklandığı üzere bu sistemlerin
uygulanabilmelerinin ön şartı; bina kabuğunun iyileştirilerek ısıtma ihtiyacınınb 40-80 W/m2 civarına
indirilmesidir. Bu ise iklim şartlarına bağlı olarak 15 cm üzerinde yalıtımı, cam alanlarının mümkün
olduğunca azaltılmasını, cam ısıl performansının artırılmasını gerektirmektedir.
Bu tasarımda enerji modelleme (simülasyon) çok önemli bir araçtır. Bina stoğunun yenilenmesinin
hedeflendiği bir ortamda bu hususların dikkate alınması ülkemizin enerjide dışa bağımlılığın
azaltılması için çok önemlidir. Öte yandan bu sistemler binalara, endüstriyel alanlara, toprak altı
ısıtma, tarımsal uygulamalara kadar çok çeşitli alanlarda kullanılabilmektedir.
3. Uygulama Şekilleri
Aşağıda bu sistemlerin uygulamalarına ilişkin örnekler görülmektedir.
Döşemden ısıtma ve betona gömülü sistemler.
İşletmede sağlanan tasarruflar.
KAYNAKLAR
[1] Wahlström, A, “Is it possible to achieve zero energy demand while rebuilding
multı-dwelling buildings?”, Rehve Journal, August 2011.
[2] Kremer, S., İntegral İngenieure.