Havalandırma ve Klima Sistemlerinde Enerji Verimliliği
Kısım 4: Soğutma Grupları ve Isı Pompaları
Dr. İbrahim ÇAKMANUS
Özet
Yeşil veya sürdürülebilir binalarda LEED, BREEAM vb. sürecinde ön şartlardan birisi termal konfor, iç hava
kalitesi ve enerji verimliliğinin bir arada sağlanmasıdır. Bu bağlamda önceki sayılarda klima santralları fanlar
gibi ekipmanlardaki enerji verimliliği incelenmiştyi. Bu yazıda ise en önemli enerji tüketen tesisat
ekipmanlarından olan soğutma grupları ve ısı pompalarında enerji verimliliği üzerinde durulmuştuır. Özetle;
 Soğutma grupları mümkün olan en yüksek Avrupa Mevsimsel Enerji Verimliliği Oranına (ESEER) göre
seçilmelidir. Fakat bu arada Enerji Verimliliği Oranı da (EER) unutulmamalıdır. Çünkü bu elektrik tepe yükünü
(pik yük) belirler.
 Eğer mümkün ise değişken hızlı kompresörlü soğutma grupları kullanılmalıdır.
 Elektronik genleşme vanalı ve yoğuşturucu basıncını değişken bir şekilde kontrol etme özelliğine sahip soğutma
grubu ve ısı pompaları seçilmelidir.
 Soğutucu akışkan olarak R410A kullanan soğutma gruplarının ESEER’i genellikle en yüksektir.
 Tasarımcılar, tasarlanan soğutma gruplarının ESEER değerlerini belirtmelidir. Dahası, önerilen soğutma
gruplarının veya ısı pompalarının, ESEER’lerinin Eurovent veya ARI sertifikalı olması gerektiği belirtilmelidir.
1. GİRİŞ
Soğutma grupları ve ısı pompaları, geleneksel olarak, tam yükte çalışması için tasarlanan, optimize edilen ve
seçilen HVAC sistemlerinin bileşenlerindendir. Fakat tasarım sürecinde baz alınan tam yükte çalışma durumu
gerçekte çalışma süresinin %1‘ini ancak oluşturur1. Bu yüzden bu cihazlar, kazanlar, pompalar, klima santralı
fanları vb. çoğu zaman kısmi yükte çalışırlar. Dahası, piyasa analizleri gösteriyor ki, ESEER değeri 2 ile 7 arasında
değişen pek çok soğutma grubu piyasada bulunmakta ve eğer şartnameler yetersiz ise ilk yatırım maliyetleri
nedeniyle Müteahhitler genel olarak düşük performanslı soğutma grupları ve ısı pompalarını
kullanabilmektedirler. Burada soğutma grubu ekipmanlarının değerlendirme kriterleri açıklanmış ve bir soğutma
grubu kurulduktan sonra beklenen verimin nasıl alınacağı incelenmiştir. Dahası, Avrupa birliğinde (AB) kullanılan
ortalama soğutma grubu kapasitesi 29 W/m2 iken ortalama kullanım kapasite 2.9 W/m2 civarındadır. Bu durum
göstermektedir ki, soğutma grupları çoğu zaman nominal kapasitelerinin çok altında kullanılmakla kalmıyor, ama
aynı zamanda gerekenden çok büyük boyutlular.
2. VERİMLİLİK VE PERFORMANS DEĞERLENDİRMESİ
Tasarım sırasında, soğutma grupları ve ısı pompalarının seçimini nominal performanslarına (EER veya COP) göre
seçmek genel bir uygulamadır. Bu performans parametreleri, ünitenin verimlilik değerlerini, tam yük altında ve
standart değerlendirme şartlarını baz alarak verir. Fakat, tipik bir havalandırma sisteminin, standart şartlar altında
tam yükte çalışması çok düşük bir olasılıktır (mesela hava soğutmalı soğutma grubular için dış hava sıcaklığının
35o C olması gibi). Şekil 1 de, soğutma ve ısıtma sezonlarında her sıcaklık seviyesinin toplamda kaç saat etkin
olduğu gösterilmektedir. EN 14511’e göre belirlenen EER ve COP değerlerinin denk geldiği değerler şekilde
gösterilmektedir.
Mevsimsel enerji göstergelerini hesaplamak için kullanılan veriler 626/2011 no’lu AB regülasyonunda
verilmiştir.
1
Şekil 1. Tipik Avrupa ikliminde (Paris, Londra, Berlin, Viyana) her santigrat derece seviyesinin toplam
olarak kaç saat etkin olduğu gösterilmektedir. COP ve EER noktaları, bu değerlerin EN 14511’e göre
hesaplanması ile belirlenmiştir. (Kaynak: AB kuralları No 626/2011)
Şekildeki yer için düşünüldüğünde, soğutma grubunun çalışma saatlerinin büyük çoğunluğunda sıcaklık, EER
noktası olarak belirlenen 35oC’den daha küçüktür. Soğutma grupların ve ısı pompalarının verimlilikleri, yoğuşma
ısısı ve buharlaşma ısısı arasındaki farkın azalması ile arttığı için sıcaklık değişimlerinin sonucu olarak ünitelerin
verimlilikleri yükselir. Fakat kısmi yük altında verimlilik değerleri, ünitelerin kısmi yük altında ne kadar verimli
çalıştıklarına bağlıdır. Nominal ve mevsimsel verimlilik arasındaki farklılıklar aşağıda listelenmiştir;
 Nominal verimlilik: Burada verimlilik değerini sadece bir durum için bilmekteyiz; soğutma için dış hava
sıcaklığı 35oC iken ve ısıtma için 7 oC iken (standart şartlar). Bu durum, kısmı kapasiteyi ve değişken hızlı sürücü
sistemini yansıtmaz, özellikle su soğutmalı soğutma gruplarında önemli olan ikincil gücü hesaba katmaz.
 Mevsimsel verimlilik: Tüm sezon boyunca toplanan soğutma ve ısıtma verileri gerçek performans değerlerini
gösterir. Çalışmayı tam kapasiteye göre değil, kısmi kapasiteye göre değerlendirir. İnvertör teknolojisinin
faydalarını gösterir. İkincil modda, bileşenlerin kullandığı tüm enerjiyi dahil eder.
2.1. Mevsimsel Enerji Göstergeleri
Soğutma grubuların kısmi yük altındaki verimliliklerinin göstergesi, Avrupa performans göstergesi yani
ESEER’dir. Bu ABD’de soğutma grupları için kullanılan mevsimsel gösterge olan Entegre Kısmi Yük Değeri’ne
(IPLV) benzer bir değerdir. Fakat, bu, Avrupa çapında kullanılan soğutma gruplarının ortalamasını alabilmek
amacıyla pek çok parametreyi de hesaplamalara dahil etmiştir. Bunlar hava durumu verileri, bina yük
karakteristikleri, aktif kullanım saatleri gibi değerlerdir. Bu yüzden, iki soğutma grubu arasındaki ortalama
verimlilik değerleri karşılaştırılmak istendiğinde, sadece tam yükte çalışma durumunu ele alan EER değerine göre
ESEER değeri çok daha gerçekçi bir karşılaştırma sunar. Fakat şu da unutulmamalıdır ki, ESEER, belli bir coğrafik
pozisyondaki, belli bir kullanım alanı için gerekli olan enerji miktarını kesin olarak hesaplama amacıyla tam olarak
kullanılamaz. Bunun için EDSL TAS, HAP gibi enerji modelleme programları kullanılabilir.
Tablo 1. ESEER hesaplamalarında kullanılan çalışma sıcaklıkları ve ağırlıklandırma katsayıları ve sağ
kolonda örnek bir ESEER hesabı.
ESEER hesaplama metodu, SAVE programında olan Avrupa Komisyonu’nda tanımlanmıştır. ESEER aşağıdaki
şekilde hesaplanır.
ESEER=A x EER100 + B x EER75 + C x EER50 + D x EER25
ESEER’i yukarıdaki gibi hesaplamak için, EER değerini tam yükte ve %25, %50 ve %75 kısmi yük değerlerinde
almak gereklidir. A ve D arası ağırlıklandırma katsayıları Tablo 1’de verilmiştir.
Sonuç olarak ortaya çıkan bu son değer, Eurovent Rehberinde, onaylanmış ürünler bölümünde soğutma kapasitesi
ve standart şartlar altında tam yükte güç değeri ile birlikte verillmiştir. Avrupa için çalışma sıcaklıkları ve
ağırlıklandırma katsayıları Tablo 1’de verilmiştir. Ağırlıklandırma katsayıları gösteriyor ki, soğutma grubu %100
yükle çalışırken, çevre sıcaklığı 35oC ve ve su sıcaklığı 30oC iken verimlilik hesabına katkısı sadece %3’tür.
ESEER değerindeki en etkili yük sırası ile %50 ve %75 değerleridir.
ESEER dışında, iki ayrı mevsimsel verimlilik göstergesi daha vardır. Bunlar, 626/2011 nolu AB regülasyonunda
tanımlanmış ve 12 kW altı soğutma veya ısıtma kapasitesine sahip olan klimaları etiketleme amacıyla
kullanılmaktadır. Bunlar, ısıtma için mevsimsel performans katsayısı (SCOP) ve soğutma için mevsimsel enerji
verimliliği oranı (SEER) olarak adlandırılır.
Bu değerlerin her ikisinin de performans göstergelerinin hesaplanmasında ESEER’den farklı prosedürler kullanılır.
Gelecekte, SCOP ve SEER değerlerinin, 12 kW 2 değerinden daha yüksek kapasiteli soğutma grubu ve ısı
pompalarının mevsimsel performanslarının değerlendirilmesinde de kullanılması beklenmektedir.
Bununla birlikte, ESEER soğutma grubu seçiminde tek kriter olmamalıdır. Burada, tepe elektrik akımını etkileyen
bir değer olduğu için EER de hesaba katılmalıdır.
2.2. Eurovent Sertifikasyonu
Eurovent3 sertifikasyonu, ürünün kurulduktan sonra iddia edilen performans seviyesinde çalışmasını garanti eden,
katılımın zorunlu olmadığı bir programdır. Ürünlerin performans kâğıtlarında bulunan, sertifikasyon işaretini
kullanmak, mühendislerin, danışmanların, tasarım ofislerinin ve teknik uzmanların yararına olmaktadır.
SCOP ve SEER, 12 kW’tan daha yüksek kapasiteli soğutma grubu ve ısı pompaları için kullanılmadığı
için, burada detaylı olarak anlatılmamışlardır. Fakat, bunlarla ilgili detaylı tanım ve hesaplamalar, http://eurlex.europa.eu adresinde bulunan, 626/2011 nolu AB regülasyonunda bulunabilir.
3
Avrupa Havalandırma ve Soğutma Ekipmanları Üreticileri Birliği (European Association of Air
Handling and Refrigerating Equipment Manufacturers)
2
Şekil 2. Eurovent sertifikasyon etiketi
Soğutma gruplarının ve ısı pompalarının Eurovent sertifikasyonu4, bir ünitenin aşağıdaki karakteristiklerini garanti
eder: soğutma kapasitesi, soğutma enerji verimliliği (EER), Avrupa Mevsimsel Enerji Verimliliği Oranı (ESEER),
su basıncı düşümü veya buharlaştırıcıdaki kullanılabilir basınç ve soğutma ve ısıtma yoğuşturucusu, ters çevrim
üniteleri için ısıtma kapasitesi, ısıtma enerji verimliliği (COP) ve hava soğutmalı üniteler için ses ağırlıklandırmalı
(A-Weighting) ses düzeyidir. Soğutma grupları, A (en verimli)’dan G (en verimsiz)’ye kadar verimlilik değerlerine
göre sınıflandırılmışlardır. Sınıflandırma EER ve COP değerlerine göre yapılmaktadır 5.
Eurovent sertifikası, programlarına katılan her üreticinin belirli alanlardaki her ürününün sertifika almasını
gerektirdiği için, Eurovent veritabanı, piyasadaki soğutma gruplarının performansları hakkında genel olarak
faydalı bilgiler sağlar. Şekil 3, 2010 yılında satılan hava soğutmalı soğutma gruplarının EER dağılımını
göstermektedir. Şekilde görülmektedir ki, piyasadaki hava soğutmalı soğutma grubuların en yüksek EER değeri
3.5 civarındadır. Aynı zamanda, piyasada çok daha düşük EER değerine sahip soğutma gruplarının da olduğu
açıkça görülmektedir. Yetersiz bir şartname, yüklenicilerin bundan istifade ederek gerekenden çok daha az verimli
bir soğutma grubu kullanmalarına imkan verebilir.
Şekil 4 aynı durumu ESEER değerleri açısından göstermektedir. Maksimum ESEER değerlerinin daha çok
soğutma grubunun nominal kapasitesine bağlı olduğu görülebilir. Aynı şekilde, binalara kurulan yeni soğutma
gruplarının ESEER değerlerinin 5 ila 6 arasında olması gerektiği de burada görülebilir. EER’de olduğu gibi, çok
düşük ESEER değerine sahip soğutma grubular da bulunmaktadır. Şartnameler, bir danışman veya tasarım
mühendisi tarafından, minimum ESEER değeri de dâhil olmak üzere uygun olmayan soğutma grubuların
kullanılmasını engellemek amacıyla gerekli şekillerde detaylandırılmalıdır.
Şekil 3. Hava soğutmalı Soğutma grupları – Eurovent veritabanına göre 2010 yılına dair EER dağılımı
(Riviere, 2011).
EC ve Eurovent “soğutucu” terimi yerine “sıvı soğutma paketi” terimini kullanmaktadır.
Eurovent sıvı soğutma paket programı hakkında, A sınıfından G sınıfına kadar olan EER limitleri dahil
olmak üzere daha fazla bilgiyi http://www.eurovent-certification.com da bulabilirsiniz.
4
5
Şekil 4. Hava soğutmalı Soğutma grubular – Eurovent veritabanına göre 2010 yılına dair ESEER dağılımı
(Riviere, 2011).
3. MEKANİK BİLEŞENLER
Bu konudaki araştırma ve geliştirme faaliyetleri, hâlihazırda piyasada bulunan soğutma grubu ve ısı pompalarının
yüksek performans ve verimlilikle çalışmalarını sağlamıştır. Örnek olarak, 1970’lerde %50 verim ile çalışan
isentropik kompresörlerin verimleri artık %75 civarına kadar gelmiştir. Aşağıdaki paragraflarda, günümüzde
mevcut olan en gelişmiş soğutma grubu ve ısı pompası teknolojilerine dair bilgiler bulunmaktadır.
3.1. Elektrik Motorları
Soğutma gruplarında elektrik motorları en çok kompresörlerde, fanlarda ve pompa tahriki olarak kullanılır. En iyi
motorlar, fırçasız doğru akım (DC) motorlardır. Bu motorların diğer bir isimleri de elektronik olarak kontrol
edilebildiklerinden dolayı elektronik kontrollü (EC) motorlardır. Yüksek kapasitelerde, motorların maliyetinin çok
artması sebebiyle şimdilik sadece düşük kapasiteli kompresörlerde kullanılmaktadırlar. Fakat eğer bulunabilirse,
EC motorlu soğutma grupları ve ısı pompaları en iyi çözümlerdir. EC motorların mevcut olmadığı daha yüksek
güç gerektiren kullanım alanlarında IE3 tipi motorlar en iyi çözümlerdir.
3.2. Kompresörler
Soğutma gruplarında ve ısı pompalarında, 5 ana kompresör tipi kullanılır; döner kanallı, pistonlu, helezonik
(scroll), vidalı ve santrifüj. Toplam kurulu kapasite açısından, soğutma grubu piyasasında en büyük pay son üç tip
kompresöre aittir. Hâlihazırdaki kompresör tasarımlarında tam yükte verimliliğin arttırılma potansiyelinin çok az
olduğu söylenebilir. Fakat, kısmi yükte çalışan kompresörlerde büyük bir geliştirme potansiyeli vardır.
Değişken Hız
Kısmi yük altında çalışan kompresörler için en uygun çözüm değişken hız regülasyonudur. Son model soğutma
grubu ve ısı pompalarında bu, kompresörlerde EC motorlar kullanılarak gerçekleştirilir. Halihazırda, bu çözüm
soğutma grubu sıvı akış sistemlerinde (VRF), düşük kapasiteli scroll kompresörlü soğutma gruplarında, vidalı
kompresörlü soğutma gruplarında ve santrifüj kompresörlü soğutma grubularda kullanılmaktadır (Şekil 5).
Değişken hız teknolojisinin asıl faydası, kompresörün sürekli olarak durup kalkmasına gerek olmamasıdır.
Kompresör gerekli olan basınca göre kendini adapte ederek sürekli olarak çalışabilir. Helezonik (scroll) soğutma
gruplarında genel olarak kullanılan etkili bir diğer çözüm de, aynı devrede bir değişken hızlı kompresör ile sabit
hızlı bir veya daha fazla kompresörü beraber kullanmaktır. Bu sayede, sabit hızlı kompresör(ler) temel yükü
karşılarken, değişken hızlı kompresör ise yükte olabilecek dalgalanmalara karşı sistemi dengede tutar.
Bir Devrede İki veya Daha Fazla Kompresör
Helezonik soğutma grupları için en çok kullanılan kısmi yük kapasite kontrol çözümü, bir devrede iki veya üç
kompresör kullanıp devrelerin sayısını arttırmaktır. Bu şekildeki bir konfigürasyon sayesinde, tek kompresörlü bir
sisteme göre daha az açıp-kapatma işlemi yapılır ki bu da daha yüksek bir kısmi yük verimi sağlar (Şekil 6).
Şekil 5. Şekilde, sabit hızlı bir kompresör yerine değişken hızlı bir kompresör kullanılması halinde elde edilecek
yıllık kazanç miktarı gösterilmektedir. Eğer kompresörün yıllık ortalama kapasitesi %60 ise, VSD kullanılarak
%15 kadar elektrik tasarruf edilebilir.
Şekil 6. Kompresör tipi ve konfigürasyonunun, EER oranına olan etkisi (gerçek performans değerleri kurulu olan
sisteme göre değişir.).
Bir başka çözüm de, aralarından biri değişken hızlı olan iki veya üç kompresörü kombine olarak kullanmaktır.
Böyle bir konfigürasyon sayesinde, sabit hızlı kompresörler temel yükü karşılarken, değişken hızlı kompresör ise
yükte olabilecek dalgalanmalara karşı sistemi dengede tutar. Bu şekilde, soğutma grubu, yüksek kapasiteli soğutma
grupları da dahil olmak üzere tüm kullanım aralığında kendini adapte etme yeteneğine kavuşur.
Başka bir kapasite kontrol yöntemi de, tek helezonik kompresör kullanan sistemlerde, kompresör içerisindeki
helezonları bypass yaparak, kompresörün çalışma hacmi değiştirilebilir. Fakat bu yöntem pek verimli değildir ve
mümkün ise daha verimli başka bir yöntem ile değiştirilmelidir.
Dijital Helezon
Dijital helezonik kompresörler, kompresör içerisindeki helezonların eksenine müdahale ederek soğutma grubu
sıvının basınçlandırılmasını kompresörü durdurmadan engelleyebilen bir sisteme sahiptirler. Burada, yüksüz
durumda, kompresörün çıkış basıncı sıfıra düşer. Helezonlar tekrar çalışma durumuna geldiğinde ise %100
kapasite ile çalışmaya devam eder. Helezonlar, periyodik olarak durdurularak, kompresörün ortalama kapasitesi
düşürülür. Kapasitenin ne kadar düşürüleceği helezonların çalışma-durma sürelerine göre ayarlanır. Bu da,
kompresörün %10 ile %100 arasında sınırsız kapasite modülasyonu yapmasını sağlar. Bu tip bir modülasyon,
değişken hızlı kompresör hassasiyetinde bir çalışma sağlar. Fakat, basınç sağlanmadığı durumlarda da kompresör
sürekli çalıştığı için, değişken hızlı kompresörlere göre elektrik tüketimi daha fazladır.
Kaydırma ve Kaldırma Vanaları
Kaydırma vanası tekniği, vidalı kompresörlerde kullanılmaktadır. Kapasite kontrolü, rotor boyunda bir vananın
kaydırılması ile sağlanır. Kısmi yük çıkışının yeri toplam gaz akış miktarını belirler. Bu yöntem özellikle kısmi
yük durumlarında oldukça verimsiz bir yöntemdir. Bu yetersizlikler, daha yüksek yüklerde, düşük sıkıştırma
oranlarına bağlı olarak çevrim hızlarının artması ile telafi edilebilse de, %66 yük seviyesinin altında tam yük
durumuna göre daha düşük kısmi yük performansı görülür. Vidalı kompresörlerde kullanılan bir başka teknik de,
aks boyunca kullanılan kaldırma vanalarıdır. Bu teknik kaldırma vanası tekniğinden bile daha verimsiz bir
tekniktir. Mümkün olan durumlarda, vidalı soğutma grubuların kontrolü değişken hız ile yapılmalıdır.
Şekil 7. İki ayrı kısmi yük kontrol tekniğine göre kompresörün tükettiği güç miktarı. Grafikten de açıkça
görülmektedir ki düşük yüklerde inverter teknolojisi daha avantajlıdır (gerçek performans değerleri kurulu olan
sisteme göre değişir.).
Kısmi yük kapasite kontrolü için en verimli yöntem değişken hız yöntemidir. Diğer bütün tekniklerin ya enerji
kullanımı fazla yada verimi daha düşüktür.
3.3. Fanlar
Doğrudan buharlaşma sistemlerinde, yoğuşturucu ısı transferi için, dışarı konumlanmış yoğuşturucu (kondenser)
ünitelerinde aksiyal fanlar ve içeride konumlandırılmış yoğuşturucu ünitelerinde ise santrifüj fanlar kullanılır.
Kısmi yük durumlarında ve dış havanın soğuk olduğu durumlarda maksimum hava akşına gerek olmadığı için
enerji kullanımı azaltılabilir. Değişken hız kontrollü, özellikle fırçasız EC fanlar, bütün elektrik motorları
içerisinde ve her türlü yük için en verimli olan fanlardır. Değişken fan hızı aynı zamanda tasarım konusunda da
ısıtma/soğutma modları için farklı miktarlarda hava akışı sağlayarak esneklik sağlar. Diğer bir önemli konu ise
fanların ürettiği gürültü ile ilgilidir. Daha düşük gürültü seviyelerinde çalışan optimize edilmiş 3 boyutlu fanlar
veya hibrid kanatlı fanlar tercih edilmelidir.
3.4. Genleşme Vanaları
Genleşme vanası, soğutma sistemine giden soğutma sıvı akışını, talebi karşılama ve soğutma sıvısının aşırı
ısınmasını kontrol etmek için kullanılır. Geleneksel soğutma grubularda, termostatik genleşme vanaları (TEV)
kullanılır. Bu vanalar, çalışma koşullarında buharlaştırıcının sonunda aynı aşırı ısınma miktarını sürdürecek
şekilde ayarlanır.
Elektronik genleşme vanaları (EEV) kullanan soğutma grubu ve ısı pompalarının, buharlaştırıcının aşırı ısınmasını
önleme özelliği olduğu için TEV kullanan soğutma grubulara göre performansları daha iyidir. EEV kullanımı, bir
soğutma grubunun yoğuşturucu basıncını değiştirebilmesini sağlar. Mesela ortam ısısı düşük olduğu zamanlar
basıncı düşürerek yoğuşma ısısını da düşürebilir. EEV kullanımı özellikle yük ve ortam koşullarının değişken
olabildiği durumlarda faydalıdır ve bu durumu TEV kullanan soğutma gruplarına göre ESEER değerinin daha
yüksek olmasını sağlar (yaklaşık %15 performans artışı).
3.5. Kontrol
Günümüzün modern soğutma grupları, soğutma sıvısı devresindeki (kompresör, fanlar, elektronik genleşme vanası
vs.) diğer elektronik kontrolleri destekleyebilecek dijital kontrollerle donatılmışlardır. Bu kontroller, dinamik
olarak yoğuşma ve buharlaşma ısılarını uyumlu hale getirebilecek yapıdadır. Soğutma modunda, yoğuşma ısısını
düşürmek ve böylece yoğuşturucu içerisindeki basıncı düşürmek, ortam sıcaklığı düşük olduğunda sıkıştırma
oranını düşürme imkânı verir ve böylece enerji tüketimi azalır (Şekil 8). Bu yöntem, buharlaşma sıcaklığı
yükseldiğinde, ısıtma modunda da aynı şekilde uygulanabilir. Ayrıca, mümkün olduğunca yüksek derecede bir
soğutulmuş su sistemi de tasarlamak oldukça önemlidir, çünkü buharlaşma ısısını her 1 oC yükseldiğinde, soğutma
grubunun verimi %3 artar. Aynı durum, yoğuşma sıcaklığının mümkün olduğunca düşük olması gereken ısı
pompaları için de geçerlidir.
4. Soğutma Sıvıları
Günümüzde en çok kullanılan soğutma sıvıları HFC’ler R134a, R410A ve r407C’dir. Bu soğutma sıvıları, ozon
tabakası delen maddelerin yasaklanmasından önce kullanılan HCFC R12 ve R22’nin yerine kullanılmaya
başlanmıştır. Fakat eski soğutma sıvılarının yenileri ile değiştirilmesinden kısa bir süre sonra R410A, üstün
hacimsel kapasitesi ve daha kolay taşınma özelliklerinden dolayı havalandırma piyasasını domine etmiştir.
Eurovent veritabanına göre günümüzde kullanılan yüksek performanslı soğutma grubuların çoğu soğutma grubu
sıvı olarak R410A kullanmaktadır (Şekil 9).
Şekil 8. En yüksek ısı pompası verimliliğine (solda – yoğuşma sıcaklığı 40oC) ve soğutma grubu verimliliğine
(sağda – buharlaşma sıcaklığı), en düşük yoğuşma ısısı ve en yüksek buharlaşma sıcaklığı elde ederek ulaşılabilir
(Gerçek performans verileri sistemlere göre değişir).
Şekil 9. Eurovent veritabanına göre soğutma gruplarının ve tersine çevrilebilir soğutma grubu/ısı pompalarının
minimum, makimums ve ortalama ESEER değerleri (Ocak 2012).
Kompresör üreticileri, vidalı kompresörler ile çalışan soğutma grubularda hala kullanılan R134a soğutma grubu
sıvısı yerine, R410A sıvısı ile çalışabilecek kompresörler geliştiriyorlar. Teknik açıdan bakıldığında, yasaklanan
HCFC’leri de düşündüğümüzde şu an için kullanılabilecek en uygun soğutma sıvısı R410A’dır. Geleneksel
HFC’ler ile karşılaştırıldıklarında doğal soğutma sıvılarının ozon tabakasını zarar verme potansiyelleri daha
düşüktür. Fakat bunlar ya yanıcıdırlar (hidrokarbonlar, HFO, R32), ya zehirli (amonyak), ya da havalandırma için
yeterli performans düzeyinde değillerdir (CO2). Öyle görünüyor ki, HFC den daha düşük küresel ısınma
potansiyeli olan, havalandırma uygulamalarında kullanılabilecek başka bir soğutma sıvısı şu an için yok (Tablo
2). Bu yüzden yakın zamanda alternatif bir soğutma sıvısının HFC’lerin yerini alması beklenmiyor.
Tablo 2. Soğutma sıvılarının ozon tabakasına zarar verme ve küresel ısınma potansiyelleri.
Amonyak (HN3)
Karbon dioksit (CO2)
Hidrokarbonlar (HFO)
Kısmi halojenleşmiş kloro floro hidrokarbonlar
(HCFC)
Kısmi halojenleşmiş florohidrokarbon (HFC)
Klorofloro hidrokarbonlar (CFC)
Ozon tabakasına zarar verme
potansiyeli
0
0
0
Küresel ısınma
0
1
3
0.02 – 0.06
76-12100
0
1
122-14310
4680-10720
Kaynaklar:
1 Brelih, N., Seppanen O., vd.,2013, “Design of energy efficient ventilation and air conditioning
system”, Romania.
[2] EN 15603; 2008 Energy performance of the buildings - ovarall energy use and definition of energy
ratings.
[3] Kurnutski vd, “How to define nearly net zero energy buildings”, Rehva Journal, May 2011.
[4] Handel C, “ Ventilation with heat recovery is a necessaty in nearly zero energy buildings”, Rehva
Journal, May 2011.
Download

Soğutma Grupları ve Isı Pompaları