Bir ısı pompasının harcadığı elektrik, binaya verdiği ısının cihazın verim katsayısına bölünmesiyle bulunur. Anlık verim COP, bir ısıtma sezonunun ortalaması SCOP'tur. Örneğin bir kışta 12.000 kWh ısıya ihtiyaç duyan bir evde, SCOP'u 4 olan bir sistem yaklaşık 3.000 kWh, SCOP'u 3 olan bir sistem yaklaşık 4.000 kWh elektrik harcar. Bu oranı cihazın etiketindeki güç değil; binanın ısı ihtiyacı, dış hava sıcaklığı ve tesisata giden suyun sıcaklığı belirler.
Tüketimi ne belirler?
Hesabın iki tarafı vardır. Birincisi binanın ihtiyacıdır: yalıtım, pencereler, iklim ve evdeki alışkanlıklar, bir sezonda kaç kilovatsaat ısı gerektiğini belirler. Bu sayı cihazdan bağımsızdır; aynı ev kazanla da ısı pompasıyla da aynı ısıyı ister. İkincisi cihazın bu ısıyı ne kadar elektrikle ürettiğidir ve o da çalıştığı koşullara bağlıdır. Isının nereden geldiğini ve neden harcanan elektrikten fazla olduğunu ısı pompası nedir yazısında anlattık.
Teknik tablodaki güç değerleri sık sık yanlış okunur. Örneğin Poyraz serisi 12 kW modelin tablosunda maksimum güç girişi 3,7 kW yazar. Bu, cihazın en zor koşulda çekebileceği üst sınırdır ve elektrik bağlantısının boyutlandırılmasında kullanılır; ortalama tüketim değildir. Isıtma sezonunun çoğu saatinde dış hava tasarım sıcaklığından ılıktır ve cihaz kısmi yükte, bu değerin altında çalışır.
COP ve SCOP
COP: tek bir çalışma noktası
COP (Coefficient of Performance), belirli bir anda verilen ısının çekilen elektriğe oranıdır ve her zaman bir koşulla birlikte okunmalıdır. Kataloglardaki A7 / W35 gibi gösterimlerde A dış havanın (air), W çıkış suyunun (water) sıcaklığıdır: dış hava +7 °C, su 35 °C. AD serilerinin tasarım noktaları da bu dille yazılır; Poyraz için A −7 / W 55, yani −7 °C dış hava ve 55 °C su. Aynı cihazın A7 / W35'teki COP'si, A −7 / W 55'tekinden belirgin biçimde yüksektir; farklı koşullarda ölçülmüş iki COP'yi yan yana koymak yanıltır.
SCOP: bütün bir sezon
SCOP (sezonsal COP), cihazın bir ısıtma sezonu boyunca karşılaştığı farklı dış sıcaklıkları, kısmi yükte çalışmayı ve defrost sürelerini hesaba katar. Avrupa'da EN 14825 standardına göre hesaplanır. Standart ortalama, soğuk ve ılık olmak üzere üç referans iklim tanımlar; değerler genellikle 35 °C ve 55 °C su için ayrı ayrı verilir. Yıllık tüketimi tahmin etmek için kullanılacak sayı COP değil, SCOP'tur. Kars ya da Erzurum gibi bir ilde, ortalama iklim için verilmiş bir SCOP'tan daha düşük bir değer beklemek gerekir.
Dış hava sıcaklığı
Isı pompası ısıyı dış havadan alıp suya taşır. Dış hava ile su arasındaki sıcaklık farkı ne kadar büyükse kompresör o kadar çok iş yapar. Fiziğin koyduğu üst sınır bunu açıkça gösterir: ideal bir ısı pompasının COP'si, sıcak tarafın mutlak sıcaklığının iki taraf arasındaki sıcaklık farkına bölünmesine eşittir (Carnot sınırı). Gerçek cihazlar bu sınırın ancak bir bölümüne ulaşır, ama verim aynı yönde değişir.
Soğuk havada kapasite de düşer, dış serpantinde biriken buzu çözmek için ayrıca enerji harcanır. Bu yüzden cihaz iklime göre seçilmelidir. Boran serisi buhar enjeksiyonlu (EVI) kompresörü ve ekonomizeriyle −25 °C'de kapasitesini korumak için, Ayaz iki kademeli kaskad devresiyle −30 °C'de 75 °C su üretmek için tasarlandı. Marmara'nın ılık kışına göre seçilmiş bir cihazı Erzurum'a kurmak, en soğuk günlerde hem kapasite hem verim kaybı demektir.
Çıkış suyu sıcaklığı: en büyük kaldıraç
Kullanıcının en çok etkileyebildiği değişken, tesisata gönderilen suyun sıcaklığıdır. Carnot sınırıyla kaba bir karşılaştırma yapalım: dış hava 0 °C'deyken 35 °C su üreten ideal bir ısı pompasının COP sınırı yaklaşık 8,8, 55 °C su üretenin ise yaklaşık 6,0'dır. Gerçek cihazlarda sayılar daha düşüktür, ama yön değişmez: su ne kadar ılıksa aynı ısı o kadar az elektrikle elde edilir.
Yerden ısıtmanın ısı pompası için en verimli tesisat olmasının nedeni budur; 30–40 °C su yeter. Radyatörlü binalarda radyatör yüzeyi büyüdükçe ya da yalıtım iyileştikçe gereken su sıcaklığı düşer. Kontrolün suyu dış havaya göre ayarlaması, yani ısıtma eğrisi, aynı işi kendiliğinden yapar: ılık günlerde su da ılınır. Sıcak kullanım suyu ise 45–55 °C'de hazırlandığı için ısıtmaya göre daha düşük bir COP'yle üretilir.
Örnek hesap
Yöntemi sayılarla görmek için bir örnek kuralım. Aşağıdaki değerler varsayımdır; belirli bir cihazın ölçülmüş verisi değildir.
Örnek: Marmara'da, bugün doğalgaz kazanıyla ısınan müstakil bir ev varsayalım. Kazan bir kışta 1.300 m³ doğalgaz yakıyor olsun. 1 m³ doğalgaz yaklaşık 10 kWh enerji taşır; kazan verimini %90 kabul edersek ev bir sezonda yaklaşık 11.700 kWh ısı kullanıyor demektir. Bu ihtiyaç ısı pompasına geçince değişmez.
- Yerden ısıtma, 35 °C su: sezonluk SCOP'u 4,0 varsayarsak 11.700 / 4,0 ≈ 2.900 kWh elektrik.
- Radyatör, 55 °C su: SCOP'u 3,0 varsayarsak 11.700 / 3,0 = 3.900 kWh elektrik.
Aynı evde, aynı ısı için aradaki yaklaşık 1.000 kWh'lık farkı yalnızca su sıcaklığı yaratır. Sıcak kullanım suyunu da ekleyelim: dört kişilik bir hanede kişi başı günde 40 litre 45 °C su ve 15 °C şebeke suyu varsayalım. Q = m·c·ΔT ile günde 160 L × 30 K × 1,163 Wh/(L·K) ≈ 5,6 kWh, yılda yaklaşık 2.000 kWh ısı eder. Sıcak su için COP'yi 2,5 kabul edersek bu yılda yaklaşık 800 kWh elektrik demektir. Toplamı faturaya çevirmek için kilovatsaati kendi tarifenizle çarpmanız yeterlidir.
En soğuk saatlere de bakalım. Evin ısı kaybı −7 °C'de 9 kW olsun ve o koşulda COP'nin 2,8'e indiğini varsayalım: cihaz o saatte yaklaşık 3,2 kW çeker. Bu değer elektrik bağlantısının boyutlandırılmasında işe yarar; yıllık tüketimi ise yukarıdaki sezon hesabı belirler.
Tüketimi düşüren iki kaldıraç: inverter ve su sıcaklığı
İnverter kompresör: Sabit devirli bir kompresör ihtiyaç ne olursa olsun tam güçle çalışır ve sık sık durup kalkar; her kalkışta bir miktar enerji boşa gider. DC inverter kompresör ise devrini o anki yüke göre ayarlar. Sezonun çoğunda yük tasarım değerinin altında olduğu için cihaz uzun süre düşük devirde çalışır; eşanjörler bu küçük yüke göre geniş kaldığından verim de yükselir. Poyraz, Boran ve Vaha'da kompresör DC inverter, fan BLDC'dir; Mega merkezi sistem kapasitesini %10 ile %100 arasında kademesiz ayarlar.
Su sıcaklığı: Konforu bozmayan en düşük çıkış suyu sıcaklığı seçilmelidir. Isıtma eğrisi doğru kurulduğunda ılık günlerde su kendiliğinden ılınır. Yerden ısıtmalı evlerde büyük gece düşüşleri çoğu zaman kazanç getirmez; sabah kaybedilen ısıyı geri kazanmak için cihaz daha sıcak suyla ve tam güçle çalışmak zorunda kalır. Doğru kapasite de bu listeye girer: küçük seçilmiş bir cihaz soğuk günlerde ek ısıtıcıya yaslanır ve sezonluk verim düşer.
Bunlara iki ekleme yapılabilir. Yazın HİDREM iç ünite, soğutmada odalardan çektiği ısıyı tanktaki suya aktarır; sıcak kullanım suyu için ayrıca enerji harcanmaz. HİDRA ve HİDREM'in panelinde enerji tüketimi günlük, aylık ve yıllık izlenir; bir ayarın etkisi faturayı beklemeden görülür. Çatıda fotovoltaik panel varsa cihazın çalışmasını güneşli saatlere kaydırmak şebekeden çekilen elektriği azaltır; bunu güneş enerjisi ile ısı pompası yazısında ele aldık.
Kendi binanız için hesap
Yıllık tüketimi doğru tahmin etmenin yolu, binanın ısı ihtiyacını bilmek ve cihazı iklime ve tesisata göre seçmektir. Hangi serinin hangi iklim için olduğunu ısı pompası seçimi rehberinde, modellerin teknik tablolarını ısı pompası ürünleri sayfasında bulabilirsiniz. Kazanınızın son kışlardaki tüketimini ve tesisat tipinizi teklif formu ile gönderirseniz, önerdiğimiz model için bu hesabı sizinle birlikte yaparız.
