Isı pompası ile chiller aynı soğutma çevrimini kullanır; fark, çevrimin hangi ucundan yararlanıldığındadır. Chiller'ın ürünü soğuk sudur: sudan çektiği ısıyı kondenserden dışarı atar. Isı pompasının ana ürünü ısıdır: dış havadan aldığı enerjiyi binaya sıcak su olarak verir ve çoğu model çevrimi tersine çevirerek yazın soğutma da yapar. Hem ısıtma hem soğutma isteyen bir bina için genellikle ısı pompası, yıl boyu soğuk su isteyen bir üretim hattı ya da çok büyük bir soğutma yükü için chiller doğru başlangıç noktasıdır.
Chiller'ın parçalarını ve çalışmasını ayrıntılı merak ediyorsanız kardeş şirketimizin chiller ne demek yazısına bakabilirsiniz; burada seçimi etkileyen farklara odaklanıyoruz.
Aynı çevrim, farklı görev
İki cihazda da dört temel parça vardır: evaporatör, kompresör, kondenser ve genleşme vanası. Evaporatörde akışkan buharlaşarak ısı çeker, kondenserde yoğuşarak ısı verir. Çevrimi adım adım ısı pompası nedir yazımızda anlattık. Aradaki fark, hangi parçanın "işe yarayan" taraf olduğudur:
- Chiller'da işe yarayan taraf evaporatördür. Grup, bina ya da proses için genellikle 5–15 °C arasında soğuk su üretir; kondenserdeki ısı havaya ya da kule suyuna atılır.
- Isı pompasında işe yarayan taraf kondenserdir. Yerden ısıtma, radyatör ve sıcak kullanım suyu için 35–75 °C arasında su üretilir; evaporatör ısıyı dış havadan toplar.
Verim de bu yüzden farklı adlarla ölçülür. Chiller için soğutma verimi EER, ısı pompası için ısıtma verimi COP kullanılır; mevsimlik karşılıkları SEER ve SCOP'tur. İkisi arasında basit bir bağ vardır: kondenserden çıkan ısı, evaporatörde çekilen ısı ile kompresöre verilen elektriğin toplamıdır. Aynı çevrim aynı koşullarda çalışırken, kayıplar ihmal edilirse, ısıtma COP'u soğutma EER'sinden tam bir fazladır. Örnek: aynı koşulda 1 kW elektrikle 3 kW soğutma yapan bir çevrim, kondenserinden yaklaşık 4 kW ısı verir.
Tasarımı ayıran şey: hangi sıcaklıklar için yapıldığı
Aynı çevrimi kullanmaları, cihazların birbirinin yerine geçebileceği anlamına gelmez. Chiller, sıcak yaz havasına ısı atmak ve soğuk suyu dar bir bantta tutmak için tasarlanır. Sunduğumuz ticari chiller grupları kış kitiyle −12 °C ile +46 °C arasındaki dış havada çalışır. Endüstriyel gruplarda proses versiyonu çıkış suyunu ±0,5 °C hassasiyetle sabit tutar; glikollü devrede −10 °C standarttır, düşük sıcaklık versiyonu −30 °C'ye kadar iner.
Isı pompası ise tersi bir zorlukla uğraşır: kışın soğuk havadan ısı çekip suyu yüksek sıcaklığa çıkarmak. Bunun için buhar enjeksiyonlu kompresör, ekonomizer, kaskad devre ve defrost kontrolü gibi çözümler kullanılır. AD serilerinde tasarım noktası iklime göre değişir:
- Poyraz: −7 °C dış havada 55 °C su, R290
- Boran: −25 °C dış havada 65 °C su, R290 ve buhar enjeksiyonu
- Vaha: +2 °C dış havada 55 °C su, soğutmaya göre ayarlı, R32
- Ayaz: −30 °C dış havada 75 °C su, R290 + R134a kaskad
Isı pompası soğutma modunda fancoil ve yerden soğutma devreleri için soğuk su üretir. Ancak ±0,5 °C hassasiyet, glikollü düşük sıcaklık ya da yılın her saati süren proses yükü gibi istekler chiller'ın alanıdır. Chiller da ısı pompası versiyonu seçilmedikçe kışın ısıtma yapmaz.
Binanın su tesisatı da bu karşılaştırmanın parçasıdır. Soğuk suyla soğutma yapmak için fancoil ya da yerden soğutma devresi ve yoğuşmaya karşı iyi yalıtılmış borular gerekir; mevcut binaların çoğunda bu altyapı bulunmaz. Böyle bir binada tersinir ısı pompasıyla yazın soğutma yapılacaksa ya bu tesisat kurulur ya da soğutmayı klima iç üniteleriyle yapan gazlı soğutmalı bir iç ünite seçilir.
Tersinir ısı pompası mı, ısı geri kazanımlı chiller mı?
İki cihaz, ısıtma ile soğutmanın aynı projede buluştuğu yerde birbirine en çok yaklaşır. Burada iki farklı yaklaşım vardır.
Tersinir ısı pompası
Tek cihaz kışın ısıtır, yazın soğutur, yıl boyu sıcak kullanım suyu hazırlar. Konutlarda, villalarda ve ısıtma yükü belirgin ticari binalarda en sade çözümdür: kazan, yakıt bağlantısı ve baca gerekmez. Ticari ölçekte W serisi dış üniteler 28–56 kW arasında altı kapasitede üretilir, daha büyük ihtiyaçlarda kombinasyonla büyür; sera, toplu konut ve oteller için Mega merkezi sistem tek üniteden 200–1.200 kW ısıtma ve soğutma verir.
Yazın soğutmanın ısısını boşa atmamak da mümkündür. HİDREM iç ünite, soğutma sırasında odalardan çektiği ısıyı tanktaki suya aktarır; soğutma devredeyken sıcak kullanım suyu ek enerji harcanmadan ısınır.
Isı geri kazanımlı chiller
Soğutma yükünün baskın olduğu ama aynı anda sıcak suyun da gerektiği binalarda chiller'ın kondenser ısısı geri kazanılır. Ticari chiller gruplarının ısı geri kazanımı ya da ısı pompası versiyonu 55 °C sıcak su üretir. Oteller, hastaneler ve yıkama suyu kullanan gıda tesisleri bunun tipik örnekleridir. Sınırı da açıktır: geri kazanılan ısı, soğutma çalıştığı sürece vardır; soğutma ihtiyacı olmayan bir kış gününde sıcak su başka bir kaynaktan gelmelidir.
Atık ısı her zaman bir chiller'dan gelmez. Çetin Civata'da civata üretim fırınlarından çıkan atık ısıyı geri kazanarak fabrikanın sosyal alanlarını ısıtan sistem tamamlanıp teslim edildi. Bir tesiste hangi ısının boşa gittiğini bulmak, cihaz seçiminden önce gelen sorudur.
Hangisini ne zaman seçmeli?
- Konut, villa ve apartman: ısıtma ağırlıklı, yazın soğutma ve yıl boyu sıcak su isteniyor; iklime uygun seri seçilmiş bir ısı pompası. Seri ve kapasite seçimini ısı pompası seçimi yazımızda anlattık.
- Otel, okul, ofis, site ve sera: iki mevsim de yüklü; ısıtma payı büyükse W serisi ya da Mega gibi tersinir bir ısı pompası, ısıtma başka bir kaynaktan geliyor ve soğutma baskınsa chiller.
- Üretim hattı, laboratuvar ve veri merkezi: yıl boyu soğuk su, dar sıcaklık bandı, yedeklilik; chiller. Kapasite hesabını chiller seçimi yazımızda örnekledik.
- Soğutma ve sıcak su aynı anda: ısı geri kazanımlı chiller ya da HİDREM gibi soğutmanın ısısını kullanan bir iç ünite.
İklim de kararı etkiler. Akdeniz ve Ege kıyısında soğutma ağır basar, ama kışın ısıtma da gerekir. Böyle bir yerde chiller ile kazanı yan yana kurmak yerine, soğutmaya göre ayarlanmış bir ısı pompası iki işi tek cihazla görebilir; Vaha serisi bu iklim için tasarlandı.
Ölçek ve işletme
Kapasite aralıkları da seçimi daraltır. AD ısı pompaları konutta 12–16 kW, ticari dış ünitelerde 20–56 kW, Mega ile 1.200 kW'a kadar çıkar. Chiller tarafında ise tek bir makineyi besleyen 5 kW'lık gruptan 2.000 kW'lık endüstriyel gruplara kadar geniş bir ölçek vardır; megavat düzeyindeki soğutma yükleri chiller'ın alanıdır.
İşletme tarafında doğru karşılaştırma, aynı işin iki yoldan nasıl yapıldığına bakmaktır. Isıtmayı ve soğutmayı tek bir ısı pompasıyla yapmak, chiller ile kazanı ayrı ayrı kurmaya göre tek tesisat ve yerinde yakıt yakmayan bir bina demektir. Isıtmanın elektrik gideri ise COP'a, dış havaya ve su sıcaklığına bağlıdır; bunu ısı pompası elektrik tüketimi yazımızda örnekle hesapladık.
Projeniz için
Projenizin ısıtma ve soğutma yüklerini, su sıcaklıklarını ve kullanım düzenini teklif formumuzdan paylaşın; ısı pompasının mı, chiller'ın mı, yoksa ikisinin birlikte mi kullanılacağını birlikte değerlendirelim. Kurulumdan sonraki bakım ve servis için kardeş şirketimiz Aktek Elektromekanik ile çalışıyoruz.
