Bir ısı pompasının çevreye etkisini üç şey belirler: kullandığı elektriğin nasıl üretildiği, cihazın verimi ve içinde dolaşan soğutucu akışkan. Isı pompası yakıt yakmaz; dış havadaki ısıyı toplayıp binaya taşır ve harcadığı her birim elektrik için genellikle üç ila dört birim ısı verir. Bu yüzden aynı ısıyı doğalgaz ya da kömür kazanına göre çoğu durumda daha az CO₂ ile üretir ve binada baca gazı oluşmaz. Akışkan tarafında belirleyici değer küresel ısınma potansiyelidir (GWP); R290 gibi doğal akışkanlar bu etkiyi neredeyse sıfıra indirir.
Kazanla karşılaştırma: örnek bir hesap
Farkı görmenin en kolay yolu basit bir hesaptır. Aşağıdaki değerler örnek amaçlı varsayımlardır; kendi binanızın ve bölgenizin rakamları farklı olacaktır.
- Binanın yıllık ısı ihtiyacı 10.000 kWh olsun.
- Doğalgaz yandığında ürettiği her kWh ısı için yaklaşık 0,20 kg CO₂ açığa çıkar; bu değer yakıtın kimyasından gelir. Kazan verimini %90 kabul edersek binaya ulaşan her kWh ısının payı 0,22 kg CO₂ olur. Yıllık toplam: yaklaşık 2.220 kg.
- Isı pompasının mevsimlik verimini (SCOP) 3,5 alalım. 10.000 kWh ısı için yaklaşık 2.860 kWh elektrik gerekir.
- Şebekede her kWh elektriğin üretiminde 0,45 kg CO₂ açığa çıktığını varsayalım. Isı pompasının yıllık payı yaklaşık 1.290 kg olur.
Aynı ısı için kazan tarafında yaklaşık 2.220 kg, ısı pompası tarafında yaklaşık 1.290 kg CO₂ çıkıyor. Bu varsayımlarla iki sistemin eşitlendiği nokta, her kWh elektriğin yaklaşık 0,78 kg CO₂ ile üretildiği bir şebekedir; yani elektriğin neredeyse tamamı kömür santrallerinden gelmedikçe ısı pompası öndedir. Kömür kazanıyla karşılaştırıldığında fark daha da büyür: kömür aynı ısı için doğalgazdan belirgin biçimde fazla CO₂ çıkarır.
CO₂ hesabının dışında kalan bir kazanç daha var: yerel hava kalitesi. Kazan, bacasından CO₂'nin yanında azot oksitler ve kömürde ayrıca kükürt dioksit ile partikül madde çıkarır; bunlar doğrudan binanın çevresindeki havaya karışır. Isı pompasında yanma olmadığı için binanın bulunduğu sokakta baca gazı da olmaz. Yoğun yapılaşmış kentlerde bu fark, kış aylarında solunan havaya doğrudan yansır.
Elektrik nereden geliyor?
Bir kazan ömrü boyunca aynı yakıtı yakar; on beş yıl sonra da ilk günkü emisyonla çalışır. Isı pompasının emisyonu ise şebekeyle birlikte değişir. Elektrik üretiminde rüzgâr, güneş ve hidroelektriğin payı arttıkça, aynı cihaz hiçbir değişiklik yapılmadan her yıl biraz daha az CO₂'ye yol açar.
Binanın çatısında güneş paneli varsa etki doğrudan görülür: gündüz üretilen elektrik ısı pompasını besler. Bu düzenin nasıl kurulduğunu ve elektriğin hangi saatlerde kullanılmasının işe yaradığını güneş enerjisi ile ısı pompası yazımızda ele aldık.
Cihazın verimi de en az elektriğin kaynağı kadar önemlidir. Çıkış suyu sıcaklığı düştükçe ve inverter kompresör yalnızca ihtiyaç kadar çalıştıkça tüketim azalır; örnekteki bina için SCOP 3 yerine 4 olduğunda, gereken elektrik yılda yaklaşık 3.330 kWh'ten 2.500 kWh'e iner ve emisyon da aynı oranda düşer. Bu kaldıraçları ısı pompası elektrik tüketimi yazımızda ayrıntılı anlattık.
Soğutucu akışkan ve GWP
Isı pompasının içindeki akışkan, kapalı devrede kaldığı sürece çevreye zarar vermez. Etkisi; dolum sırasında, cihazın ömrü boyunca oluşabilecek bir kaçakta ya da ömrünün sonunda doğru toplanmadığında ortaya çıkar.
Bu etkinin ölçüsü küresel ısınma potansiyelidir (GWP): 1 kg akışkanın atmosferde 100 yıl boyunca yarattığı ısınmanın, 1 kg CO₂'nin yarattığına oranı. IPCC'nin dördüncü değerlendirme raporundaki 100 yıllık değerlerle:
- R410A: 2.088
- R134a: 1.430
- R32: 675
- R290 (propan): 3
Rakamları bir örnekle okuyalım: 1 kg R410A'nın atmosfere karışması, yaklaşık 2 ton CO₂ salımına eşdeğerdir. Bu, yukarıdaki örnek hesapta ısı pompasının elektrik kaynaklı bir buçuk yıllık emisyonundan fazladır. Aynı miktar R32 için eşdeğer 675 kg, R290 için yalnızca 3 kg'dır.
Kaçak riskini akışkanın türü kadar devrenin kendisi de belirler. Monoblok cihazlarda soğutucu devre fabrikada kapatılır ve sahada akışkan bağlantısı yapılmaz; split sistemlerde ise iç ve dış ünite arasındaki boru bağlantılarının işçiliği kaçak riskini doğrudan etkiler. Bu yüzden split bir sistemde kurulumun ardından yapılan sızdırmazlık testi, en az akışkan seçimi kadar önemlidir.
Ozon tabakası ayrı bir konudur. Ozona zarar veren CFC ve HCFC'ler (R22 bunlardandır) Montreal Protokolü kapsamında aşamalı olarak kaldırıldı. R410A, R32 ve R290'ın ozona etkisi yoktur; aralarındaki fark iklim etkisindedir. Yüksek GWP'li HFC'ler de 2016'daki Kigali Değişikliği ve Avrupa Birliği'nin F-gaz düzenlemesiyle adım adım azaltılıyor. Bu dönüşümün geçmişini ısı pompasının tarihi yazımızda özetledik.
AD serilerinde akışkan seçimi
Akışkanı her seride iklime ve istenen su sıcaklığına göre seçtik:
- Poyraz ve Boran serileri R290 ile çalışır.
- Ayaz serisinde iki devre art arda çalışır: dış havadan ısıyı alan ilk kademede R290, suyu 75 °C'ye çıkaran ikinci kademede R134a vardır.
- Kıyı iklimleri için tasarlanan Vaha serisinde, sıcak havada soğutma verimini koruyan R32 kullanılır.
- Ticari V ve W serisi dış ünitelerde akışkan R410A'dır.
R290'ı konut serilerimizin temeline koymamızın iki nedeni var. Birincisi iklim: GWP değeri 3'tür ve ozona etkisi yoktur. İkincisi termodinamik: propanın kritik sıcaklığı yaklaşık 97 °C'dir; bu değer R32'de yaklaşık 78 °C, R410A'da yaklaşık 71 °C'dir. Kritik sıcaklığı yüksek bir akışkan, yüksek su sıcaklığında verimini daha iyi korur. Boran'ın −25 °C dış havada 65 °C su üretebilmesinde, buhar enjeksiyonlu kompresör devresinin yanında bu özelliğin de payı vardır.
R290'ın bir bedeli de vardır: yanıcıdır ve güvenlik sınıfı A3'tür. Bu yüzden devredeki akışkan miktarı, cihazın tasarımı ve kurulum yeri ilgili standartların kurallarına göre belirlenir. Karşılaştırma için R32 hafif yanıcı (A2L), R410A yanıcı olmayan (A1) sınıftadır. Sızdırmaz bir devre ve kurallara uygun yerleşim, R290'ı güvenle kullanmanın koşuludur.
Üretimden geri dönüşüme
Bir cihazın çevresel ayak izi kullanımla bitmez. Isı pompasının gövdesinin büyük kısmı çelik, bakır ve alüminyumdur; bunlar geri dönüştürülebilen metallerdir. Elektronik kartlar ve kompresör yağı ayrıca toplanır. Ömrünü dolduran bir cihazda en önemli adım, akışkanın atmosfere bırakılmadan geri alınmasıdır. GWP değeri yüksek akışkanlarda bu tek adım, cihazın yaşam boyu iklim etkisini belirgin biçimde değiştirir.
Uzun ömür de bir çevre kazancıdır; değiştirilmeyen her cihaz, yeniden üretilmeyen bir cihaz demektir. V ve W serisi dış ünitelerde kondanser, epoksi kaplı bakır borulardan yapılır; deniz kenarında ve sanayi bölgelerinde tuzun, nemin ve tozun yol açtığı korozyona karşı dayanıklıdır. Isı pompalarımızı Avrupa Birliği'nin ErP (Eko Tasarım) ve enerji etiketleme direktiflerine göre tasarlıyoruz.
Kısacası
- Emisyonu, elektriğin kaynağı ve cihazın mevsimlik verimi belirler; şebeke temizlendikçe ısı pompasının avantajı büyür.
- Akışkanın GWP değeri, olası bir kaçağın ne kadar zarar vereceğini gösterir; R290 bu açıdan en düşük riskli seçeneklerdendir.
- Doğru kapasite, düşük çıkış suyu sıcaklığı ve sızdırmaz bir devre, kâğıt üzerindeki çevre kazancını gerçeğe dönüştürür.
Yaklaşımımızın tamamını sürdürülebilirlik sayfamızda bulabilirsiniz. Binanız ve iklim bölgeniz için hangi serinin uygun olduğunu öğrenmek isterseniz teklif formundan bize yazın.
