Yenilenebilir Enerji Sistemleri ISI POMPALARI. Hoşgeldiniz

Transkript

1 Yenilenebilir Enerji Sistemleri ISI POMPALARI Hoşgeldiniz

2 Isı Pompaları Program içeriği : Isı pompasının çalışma prensibi ve temel kavramlar Isı pompaları hangi şartlarda verimli çalışır? Hangi tip ısı pompasını seçmeliyim? Toprak kaynaklı ısı pompalarında toprağa yatay serme ve dikey sondaj boru uygulamaları Boyutlandırma ve uygulamada dikkat edilmesi gereken noktalar Hava ve su kaynaklı ısı pompalarının uygulamasında dikkat edilmesi gereken noktalar İç tesisat örnekleri, ısı pompaları için özel boylerler ve ısıtma suyu depolama tankları Isı pompası ile soğutma Isı pompasının düşük işletme maliyetleri

3 Isı Pompası Su Toprak Hava

4 Isı Pompası Tarihçesi İlk ısı pompası 1857 yılında Avusturya da Rittinger tarafından tuz endüstrisinde mekanik kompresyon ile sıcaklığın artırılarak primer enerji kullanımının azaltılması şeklinde sağlanmıştır. İlk toprak kaynaklı ısı pompası 1945 yılında Indianapolis (USA) Crandall tarafından uygulanmıştır.

5 Isı Pompasının en çok satıldığı 8 Avrupa ülkesindeki değişim Avusturya Finlandiya Fransa Almanya İtalya Norveç İsveç İsviçre Bu ülkelerde 2008 yılında toplam adet ısı pompası kurulmuştur. 2007( adet) yılına göre kurulan toplam ısı pompası yaklaşık % 46,8 artış göstermiştir. Kaynak:

6 Isı pompasında kullanılan ısı kaynaklarının 8 Avrupa ülkesindeki değişimi Hava/Su Su/Su Toprak/Su Kaynak:

7 Isı Pompasının Özellikleri Yenilenebilir enerji Kaynakları koruma ve zararlı madde emisyonların oluşumunu önleme. Mekan sınırlandırmasını önleme / Az yer ihtiyacı Yakıt tankı gerektirmez (LPG / motorin tankı) Baca gerektirmez Avrupa da kullanıcılara teşvik verilmektedir. Düşük ısı ihtiyacı ve düşük sistem sıcaklığı uygulamalarına elverişli Diğer sistemlere göre yaklaşık % daha az işletme maliyeti Düşük ses seviyesi Doğal soğutma özelliği ile çok düşük maliyetli soğutma imkanı.

8 Isı Pompası Prensibi Isı pompalı sistemlerde gerekli enerjinin ¾ ünü doğadaki ısı kaynaklarından (toprak,hava ve su) ¼ ü ise elektrik enerjisinden karşılanır. Isı pompasının çalışabilmesi için elektrik ile çalışan kompresörün devreye girmesi gerekiyor. Elde edilen ısı miktarı, ısı pompası, ısı kaynağı v.b. çeşitli parametreler ile değişmektedir.

9 Isı Pompasının Fonksiyon Şeması Isı kaynağı - Giriş + 10 o C Fan Buhar Devirdaim pompası Kompresör Buhar Gidiş suyu + 50 o C Isıtma sistemi - Radyatör Buharlaştırıcı Yoğuşturucu Çıkış + 5 o C Yaş- Genleşme valfi Buhar Sıvı Isı pompası Dönüş suyu + 35 o C Çevrim 1 (Primer devre) Dış hava bir fan yardımıyla buharlaştırıcıdan geçiriliyor. Çevrim 2 Soğutma çevrimi; kompresör, yoğuşturucu, genleşme valfi ve buharlaştırıcıdan soğutucu bir akışkan kapalı bir devrede devir daim oluyor. Çevrim 3 (Sekonder devre) Tesisat suyu kapalı bir devrede devir daim pompası sayesinde radyatörlerin içinden akıyor ve mahali ısıtıyor.

10 Isı Pompasının Fonksiyon Şeması Isı kaynağı o C Fan Devirdaim pompası Kompresör Tesisat suyu + 50 o C Isıtma sistemi - Radyatör Buharlaştırıcı Yoğuşturucu + 5 o C Genleşme valfi Isı pompası Tesisat suyu + 35 o C Isı kaynağı ğından ısı alınması : Buharlaştırıcıda bulunan akışkanın sıcaklığı ve basıncı düşüktür. Isı kaynağından alınan ısı enerjisi ile oluşan sıcaklık farkı, soğutucu akışkanın sıcaklığının artırılmasını sağlar. Soğutucu akışkan kaynar ve buharlaşır. Kompresör : Buhar fazındaki akışkanı sıkıştırarak sıcaklığını ve basıncını artırır. Isıtma sistemine ısı aktarımı: Buhar fazındaki soğutucu akışkan yoğuşturucuya (kondenser) ulaşır. Yoğuşturucudaki ısıtma suyunun (mahal ve sıcak su için) sıcaklığı buhar fazındaki akışkanın yoğuşma sıcaklığından daha düşük olduğundan, akışkanın ısısını ısıtma suyuna aktararak tekrar sıvı faza geçer. Genleşme valfinde kısma: Soğutucu akışkanın kompresörden aldığı yüksek basınç, genleşme valfinde düşürülür. Akışkan buharlaştırıcıya tekrar düşük sıcaklık ve basınçta ulaşır kapalı çevrim tamamlanır.

11 Tesir Katsayısı (COP) ve Yıllık Çalışma Sayısı Bir ısı pompası sisteminin verimliliği veya etkinlik katsayısı EN e göre tayin edilir. Tesir katsayısı ısıtma kapasitesi ile harcanan enerji arasındaki ilişki olarak tanımlanır. Tesir katsayısı 4 ifadesi, üretilen ısı enerjisi, ısı pompasında tüketilen elektrik enerjisinin 4 katı dır anlamına gelir. Tesir katsayısı ısı pompasının belirli işletme ve uygulama şartlarında ölçülmüş laboratuar değeridir. sisteme verilen ısı enerjisi 4 kw Tesir Katsayısı = = = 4 kullanılan elektrik gücü 1 kw Yıllık Çalış ışma Sayısı (JAZ) = Isı pompası sisteminden alınan yıllık faydalı ısının, ısı pompası tarafından tüketilen toplam elektriksel yıllık işe oranı. Yıllık çalışma sayısı sadece kompresörde tüketilen enerjiyi değil sistemde elektrik tüketen tüm enerjileri (primer ve sekonder pompalar) dahil eder. Yıllık çalışma sayısı 4 ifadesi, üretilen ısı enerjisi, ısı pompası sisteminde (devridaim pompaları ve kompresör dahil) tüketilen elektrik enerjisinin 4 katı dır anlamına gelir. Yıllık çalışma sayısı her zaman COP den küçüktür fakat laboratuarda ölçülemez ve her sistemde farklıdır.

12 Tesir Katsayısı (COP) İdeal Tesir Katsayıları Isı pompalarının Carnot çevrimine göre yüksek tesir katsayıları (COP) sağlamaları mümkündür. T Teorik ideal tesir katsayısı ε= GIDIS T GIDIS T ORTAM 0 o C ortam (toprak) sıcaklığında ve 50 o C gidiş suyu sıcaklığında ( t = 50 K) Teorik ideal tesir katsayısı ε= 323 K 323 K 273 K = 6,46

13 Tesir Katsayısı (COP) ve Yıllık Çalışma Sayısı Pratikte sağlanan tesir katsayıları Teorik olarak mümkün olan yüksek tesir katsayıları pratikte % daha düşük değerlerde olmaktadır. Bunun nedeni ; -Termik kayıplar, - Mekanik kayıplar, - Elektriksek kayıplar Sonuç ; t = 50 K için pratikte tesir katsayısı ε = 3,25 olabilmektedir. t = 35 K için pratikte tesir katsayısı ε = 4,6 olabilmektedir

14 Tesir Katsayısı Norm Şartlar Tesir katsayısı, belirli işletim ve uygulama şartlarında ölçülmüş değerdir. Antifriz / Su ısı pompaları için örneğin, B0/W35: antifriz giriş sıcaklığı 0 C, ısıtma suyu çıkış sıcaklığı 35 C demektir. Isı kaynağı toprak: B0 / W35 B 0 / W 35 Isı kaynağı sıcaklığı: 0 C Isı kaynağı akışkanı (brine = antifriz) Gidiş suyu sıcaklığı 35 C Isıyı alan akışkan su Isı kaynağı su: Isı kaynağı hava: W10 / W35 A2 / W35

15 Tesir Katsayısı (COP ve sıcaklık farkı t ) Tesir Katsayısı Sıcaklık Farkı Isıtma suyu ile enerji kaynağı arasındaki sıcaklık farkı ne kadar düşük olursa, tesir katsayısı ve dolayısıyla verim o kadar yüksek olur. Bu yüzden yerden ısıtma gibi düşük sistem sıcaklıklarının kullanıldığı ısıtma sistemleri ısı pompası için daha uygundur. Seçilen enerji kaynağı ve sistem sıcaklıklarına göre modern elektrikli ısı pompalarının tesir katsayıları 3,5-5,5 arasında değişmektedir.

16 Tesir Katsayısı ve Isıtma Sıcaklığı Genel olarak Ortam sıcaklığı ile ısıtma sistemi sıcaklığı arasındaki fark azaldıkça tesir katsayısı artar. Sonuçlar: üst sınır": Isı Pompaları düşük sıcaklık sistemleri için ideal "alt sınır" Toprak ve yer altı suyu kaynaklı ısı pompaları yıl boyunca monovalent (tekli) işletilebilir. Hava kaynaklı ısı pompaları soğuk dış hava sıcaklıklarında ikinci bir ısı üreticisine ihtiyaç duyabilir.

17 Isı pompası verimlilik ve bulanabilirlik Verim Bulunabilirlik Bulunabilirlik Atık Isı Yer Altı Suyu Toprak Hava Binalarda kullanımı çok az Atık ısı genellikle yüksek sıcaklık seviyelerinde olduğundan ısı pompası en verimli bu enerji kaynağında çalışır fakat atık ısıya genellikle sanayi tesislerinde rastlanmaktadır ve evsel kullanımı çok azdır. Örneğin sürekli yıkama yapılan bir sanayi tesisinde kanalizasyona atılan su bir atık ısı enerji kaynağıdır. Yeraltı suyu yaklaşık 10 o C sıcaklıkta sabittir ve ısı pompası için son derece elverişli bir enerji kaynağıdır. Toprak sıcaklığı coğrafik konumuna göre 0 20 o C arasında değişmektedir.. Çevre havası sıcaklığı ise çok değişkendir ve kimi bölgelerde 20 o C ye kadar düşebilmektedir.

18 Isı pompası işletme türleri Isı pompaları işletme türlerine göre üçe ayrılır: - monovalent (tekli), - monoenerjik (tek enerjili) ve - bivalent (ikili) işletme.

19 Monovalent (Tekli) İşletme Monovalent (Tekli) İşletme Monovalent işletmede, ısı pompası binanın ısıtma yükünü tek başına karşılayan ısı üreticisi olarak kullanılır. Binada kurulacak ısıtma sistemi ısı pompasının ulaşabileceği maksimum gidiş suyu sıcaklığına göre (55 65 o C) tasarlanmalıdır. 3 yollu vana sayesinde ısı pompası ya sıcak kullanım suyu hazırlar ya da ısıtma suyu deposunu ısıtarak binayı ısıtır. Monovalent işletmede ısıtma suyu deposu kullanımının 2 avantajı vardır. 1- Isı pompasının kompresörünün çalışma süresini optimize eder. Kompresör belirli bir hacimde antifrize ısısını aktarır ve böylece dur-kalk sayısı düşer. Isıtma devrelerinin tüketmediği ısı enerjisi ısıtma suyu deposunda depolanır. Isıtma suyu deposu istenen sıcaklık değerine ulaşınca ısı pompası kapanır. Bu durumda ısıtma devresi ısıtma suyu deposu tarafından beslenir. 2- Elektriğin ucuz olduğu zamanlarda (örneğin gece) daha uygun maliyet ile üretilebilecek ısı enerjisinin depolanmasına imkan sunar.

20 Monoenerjik (Tek Enerjili) İşletim Türü Monoenerjik (Tek Enerjili) İşletim Türü Isı pompasının yanında aynı enerji tipi (elektrik akımı) ile çalışan ilave bir ısı üreticisinin bulunduğu sistemlere monoenerjik (tek enerjili) işletim denir. Burada tesisat gidişinde elektrikli bir ısıtma suyu eşanjörü veya boylerde ve/veya ısıtma suyu depo boylerinde bir elektrikli ısıtıcı seti kullanılabilir. Enerji verimliliği ve yatırım için Monoenerjik işletim türü iyi bir kombinasyondur. Yerden ısıtma sisteminin kullanıldığı, çoğunlukla müstakil yada iki ailenin yaşadığı benzer kullanım karakteristiklerinin olduğu uygulamalarda tercih edilmektedir.

21 Bivalent (İkili) İşletme Türü Bivalent (İkili) İşletim Bivalent işletim bir ısı pompasının, farklı bir enerji kaynağı kullanan (katı, sıvı veya gaz) başka bir ısıtma sistemi ile birlikte kullanıldığı işletim türüdür. Bivalent işletim paralel olarak veya alternatifli çalıştırılabilir. 1- Alternatifli işletimde, belirli bir değerin üzerindeki dış hava sıcaklıklarında ısı pompası tüm ısıtmayı karşılar. Daha düşük sıcaklıklarda ısı pompası kapasitesi yetmeyecektir. Bu durumda sistem ikinci ısı kaynağına yönelecek ve sistemin ihtiyaç duyduğu ısının tamamı bu kaynaktan sağlanacak, ısı pompası devre dışı bırakılacaktır. 2- Paralel işletmede ise, belirli bir değerin üzerindeki dış hava sıcaklıklarında ısı pompası yine tüm ısıtmayı karşılar. Daha düşük sıcaklıklarda ise sistem ikinci ısı kaynağını da devreye alacak ve böylece sistemin ihtiyaç duyduğu ısı enerjisi ısı pompası ve ikinci ısı kaynağıyla birlikte sağlanacaktır.

22 Toprak kaynaklı ısı pompası Toprak kaynaklı ısı pompası uygulaması iki şekilde mümkündür. 1- Toprağın yaklaşık 1-2 metre derinine plastik polietilen boruları yatay sermek 2- Toprağa sondaj uygulaması Yatay toprak kollektörleri veya dikey sondajlar toprakta depolanan enerjiyi glikol-su (antifriz) karışımı ile ısı pompasının buharlaştırıcısına getirirler. Buharlaştırıcıda ısısı çekilen antifriz tekrar toprağa geri gönderilir ve toprak tarafından ısıtılır. Böylece toprağı soğutmuş oluyoruz ve topraktan ısı çekmiş oluyoruz. Toprak kütlesi çok büyük olduğundan çok fazla miktarda ısı depolar. Yağmur suyu ve güneş ışınımı da toprağa yeniden ısı enerjisi kazandırır.

23 Toprak kaynaklı ısı pompası Aylara göre belirli bir bölgedeki derinliğe bağlı olarak toprak sıcaklığı değişimi görülmektedir. Bu bölgede 15 m derinlikten sonra toprak sıcaklığı tüm mevsimlerde 10 o C sabit kalmaktadır. 2 metrelik bir derinlikte toprak tüm yıl boyunca dış hava sıcaklığından daha yüksek bir sıcaklık seviyesine sahiptir. Yaklaşık 15 metre derinlikten sonra toprak sıcaklığı daha da artar ve tüm mevsimlerde sabit kalmaktadır. Sıcaklık değerleri bölge ve toprak özelliklerine göre değişmektedir.

24 Toprağa yatay serme yöntemi Toprağa yatay serme Toprak yüzeyinden 5 metre derine kadar olan tabaka ısı kaynağı olarak kabul edilir. Polietilen borular ısıtılacak olan bina yakınındaki bir alana ve zeminin donma seviyesinin altında bir derinliğe döşenir (örneğin 2 metre). Toprak altındaki boruların içinden antifriz akışkan bir devir daim pompası ile dolaştırılır ve toprağın depoladığı ısı enerjisi böylece çekilir. Böylece topraktan antifrize enerji transfer edilmiş olmaktadır. Yatay serme uygulamasında toprak ise yüzeyindeki yağmur, güneş ışığı gibi kaynaklardan sisteme verdiği ısısını yeniden kazanır.

25 Toprağa yatay sermede dikkat edilecek hususlar Toprağa yatay serme 1 Boru uzunlukları mümkün mertebe 100 metreyi geçmemelidir. Çünkü daha uzun borulamalarda hidrolik direnç çok yükseleceği için daha yüksek kapasiteli devir daim pompası seçilmesi gerekir. 2 Tüm boru döngüleri aynı mesafede olmalıdır. Böylece her boru döngüsünde aynı direnç oluşur ve aynı debi elde edilir. Bu da topraktan eşit olarak ısı çekilmesini sağlar. 3 Boruların yakınına derin köklü bitkilerin dikilmemesi ve boruların üzerine beton dökülmemesi tavsiye edilir. Isısı alınan toprağın rejenerasyonu için boruların serildiği alanın üstü kapatılmamalıdır. 4 Yeni binalarda ısı pompasının kurulması için gerekli toprak kazma ve taşıma işlemleri pek masraflı değildir. Mevcut binalar için aynı işlemlerin maliyeti daha fazladır.

26 Toprağa yüzeyinde ısı depolanması Toprak kollektörleri boyutlandırması için tecrübe değerleri Zemin (Toprak) kalitesi Kuru, kumlu zemin Nemli, kumlu zemin Kuru, balçıklı zemin Nemli, balçıklı zemin Yer altı suyu bulunan zemin Spesifik ısı çekme kapasitesi W/m² W/m² W/m² W/m² W/m² Tecrübelere dayanılarak gerçekleştirilen ısı çekme kapasitesi (soğutma kapasitesi) her m 2 toprak alanı için 10 ile 35 Watt arasındadır.

27 Toprağa yüzeyinde ısı depolanması Gerekli alan hesap örneği Toprağa yatay serme yöntemi için büyük miktarlarda toprak kazılması gerekmektedir. Maksimum ısıtma kapasitesi ihtiyacı 12 kw ve nemli, balçıklı yapıdaki toprakta yapılan bir uygulama için gerekli toprak alanın hesaplanması; Bu uygulamada ısıtma kapasitesi 12 kw olan bir ısı pompası seçilmelidir. Isı pompası COP: 4 kabul edilsin. 12 kw /4 = 3 kw Isı pompasının kompresörü için gerekli enerji 12 kw 3 kw = 9 kw Isı pompasının 12 kw kapasiteye ulaşmak için topraktan aldığı enerji miktarı 9000 W / 30 W/m 2 = 300 m 2 lik bir toprak alanı gerekmektedir.

28 Toprağa sondaj uygulaması Oturma odası Banyo Sondaj yönteminde kuyu derinliklerinin belirlenmesi çok önemlidir. Ne kadar ısı enerjisini hangi derinliklerde çekebileceğimizin belirlenebilmesi için toprak ısıl duyarlılık testi yapılması gereklidir. Kuyu Bodrum Isı pompası Çekilebilecek ısı miktarı konusunda tecrübe değerleri olsa da bu işlem konusunda bilgiye sahip jeologlar ve sondaj firmalarının tecrübelerinden faydalanılmalıdır. Özellikle yüksek kapasiteli binalarda (apartman, otel vb.) bu hizmeti mutlaka almak gerekir. Sözleşme sondaj firması ve son kullanıcı arasında yapılır

29 Toprağa sondaj uygulaması Sondaj kollektörleri boyutlandırması için tecrübe değerleri Zemin (Toprak) kalitesi Kuru, kumlu zemin Nemli, kumlu zemin Yer altı suyu bulunan zemin tabakaları Spesifik ısı çekme kapasitesi W/m W/m W/m 12 kw ısı ihtiyacı için kaç metre ve kaç adet sondaj yapılmalıdır? Yine ısı pompası COP = 4 kabul edilsin. Nemli, kumlu zemin. Isı pompasının topraktan aldığı 9 kw enerji için 9000 W / 50 W/m = 180 m kuyu açılmaldır. Birbirine mesafesi minimum 6 metre olan 2 adet 90 metre derinlikte sondaj yapılmalıdır.

30 Isı pompası uygulamaları Sondaj kuyusunun açılması ve boruların yerleştirilmesi

31 Isı pompası uygulamaları Sondaj kuyusuna yerleştirilen kılavuz boru sayesinde sondaj borularının yerleştirilmesi Sondaj borularıyla kuyuları arasında kalan boşluk sıkıştırılmış dolgu maddesi ile doldurulur. Genelde 4 boru paralel olarak yerleştirilir

32 Toprağa sondaj uygulaması Yer altı sondajı, Çift U-boru yerleşimi Kuyular açıldıktan sonra hazır sarmal halinde teslim edilen Çift-U-borular kuyu içerisine yerleştirilir. Yerleştirmenin rahat olabilmesi için Çift-U boruların ucuna ağırlık takılır. Çift-U borular yerleştirildikten sonra bir enjeksiyon borusu ve özel basma pompası vasıtasıyla toprak ile borular arasındaki tüm boşluklar Bentonit-Çimento-Su karışımı ile yukarı doğru doldurulur. Bu karışımın donma noktası düşük olduğundan boruların donmasını önlemektedir. Kuyuya pompa ile gönderilen antifrizin sıcaklığı toprak tarafından yükseltilir. Böylece yine topraktan ısı enerjisi çekmiş oluyoruz. Isı pompası yine çekilen enerjiyi uygun bir sıcaklık seviyesinde binaya aktarır. Antifriz U-boruların içinden kollektörden iki boru ile aşağıya doğru akar ve diğer iki borudan tekrar yukarıya kollektöre geri döner. Kuyu çapının cm arasında olması yeterlidir. Ortasında enjeksiyon borusu mesnet ile tutturulmuş olan 4 adet 32 mm (veya bir başka tabirle 2 adet Çift-U boru) kuyuya yerleştirilir. 2 toprak sondası arasında önerilen mesafe: 50 m derinliğe kadar: min. 5 m 100 m derinliğe kadar: min. 6 m

33 Toprağa sondaj uygulaması Yer altı sondajı, Çift U-boru yerleşimi

34 Su kaynaklı ısı pompası Yer altı suyunun sıcaklığı bütün yıl boyunca hemen hemen sabittir ve 7 ile 12 C arasında değişmektedir. Bu nedenle yeraltı suyunun sıcaklık seviyesi, ısıtma amacıyla kullanılmak için, diğer ısı kaynaklarına nazaran daha az miktarda yükseltilmelidir. Yeraltı suyu ısı pompası tarafından 5 K kadar soğutulur, fakat özellikleri bozulmaz. Yeraltı suyu bir kaynaktan emme tarafındaki pompa ile alınır ve su kaynaklı ısı pompasının buharlaştırıcısına getirilir. Daha sonra suyun ısı enerjisi ısı pompasında çekilir ve su soğuyarak kaynağa geri döner. Ancak bu sistemin sağlıklı çalışabilmesi için önceden yeraltı suyunun debisi ve suyun niteliği mutlaka sorgulanmalıdır. Bu sayede yeterli miktarda ısı enerjisi çekilip çekilemeyeceği ve ara eşanjör uygulamasının zorunlu olup olmayacağı anlaşılabilir.

35 Su kaynaklı ısı pompası Uygulamada dikkat edilecek hususlar Ara eşanjör! Oturma Odası Kazan Dairesi Banyo /WC - Su çekme (emiş kuyusu) ile geri verme (basma kuyusu) arasındaki mesafe 5 metre olmalıdır. Akışta bir kısa devre oluşmasını önlemek için su çekme ve tekrar geri verme yeraltı suyunun akış yönünde olmalıdır. Basma kuyusu, çıkan su yeraltı suyu seviyesinin altında kalacak şekilde yapılmalıdır. -Pompalama tesisinin maliyetinden dolayı, bir veya iki ailelik müstakil evler için, yeraltı suyunun yaklaşık 15 metreden daha derinden pompalanması önerilmez. Ticari yerlerde veya büyük sistemlerde daha derinlerden su çekilmesi uygun olabilir. - Yeraltı suyunun ısı pompasına giriş ve çıkış hatları dona karşı korunmalı ve kuyuya doğru eğimli olarak döşenmelidir. -Su kuyusunun kapasitesi ısı pompasının anma debisine uygun olmalıdır. Su debisi cihazın çalışması için gerekli minimum değerde olmalıdır.

36 Su kaynaklı ısı pompası Ara devre eşanjörü Suyun kalitesi ısı pompası üreticisinin belirlediği sınırlar dahilinde kalmalıdır. Bu sınırların dışına çıkılması durumunda uygun bir ara eşanjör kullanılması tavsiye edilmektedir. Isı pompası içindeki eşanjörler suyun kalitesindeki düzensizliklere karşı son derece hassastır. Isı pompası üreticileri suyun niteliği ile ilgili genellikle parametreleri sorgulamaktadır. Toplam sertlik, ph, Hidrojensülfür (H 2 S), Sülfit (SO 2 ), Sülfat (SO 4 ) çözünmüş Nitrat Alüminyum Mangan Demir, serbest CO 2, Klorit (CI). Uygulama öncesi yeraltı suyunun kimyasal analizi mutlaka ısı pompası üreticisi ile paylaşılmalıdır.

37 VIESSMANN 2010 ÜRÜN PROGRAMI Vitocal toprak ve su kaynaklı 300 Excellence Vitocal 300 Tip WW Su/Su : ,8 kw Antifriz/Su :39,6 81,2 kw Vitocal 300-G Tip BW - WW Su/Su : 6,2 17,6 kw Antifriz/Su :8 21,6 kw Vitocal 300-G Tip BW WS Su/Su : 12,4 35,2 kw Antifriz/Su :16 43,2 kw

38 Vitocal 300 Tip WW Mahal ısıtması ve kullanma suyu ısıtması için İki kademeli Antifriz/su ve Su/Su ısı pompası 39,6 106,8 kw Yüksek C.O.P. değerleri: 5,6 Su/su ısı pompası olarak işletme (yeraltı suyu 10 C, gidiş sıcaklığı: 35 C) 4,3 Antifriz/su ısı pompası olarak işletme (antifriz 10 C, gidiş sıcaklığı: 35 C). Yerden ısıtma sistemi gibi düşük sıcaklık ısıtma sistemlerine özellikle uygundur. Yüksek işletme emniyeti, güvenilirlik ve iki adet tam hermetik, çift titreşim izolasyonlu Compliant Scroll kompresör sayesinde sessiz çalışma İki kademeli uygulama tipi ile kısmi yükte çalıştırılabilir. Dış hava kompanzasyonlu, dijital ısı pompası kontrol paneli CD 60 ve entegre edilmiş soğutma ve güneş enerjisi fonksiyonu üç adete kadar besleme grubu kontrol edilebilir. Maks. 3 adet ısı pompası ile bir kaskad sistem oluşturulabilir ve harici bir kazana (sıvı veya gaz yakıtlı) kumanda edilebilir. Açık metin destekli menülü kullanım ve entegre edilmiş arıza tespit sistemi.

39 VITOCAL 300-G, Tip BW, WW, BWC, WWC Tek kademeli ısı pompaları Tek kademeli tipler: - Antifriz/Su - Isı pompası 6,2-17,6 kw - Su/Su- Isı pompası 8,0-21,6 kw BWC ve WWC tipleri entegre primer ve sekonder devre pompaları, emniyet grubu ve 3-yollu dönüşüm vanası ile Elektronik çift akışlı genleşme valf (EEV) ile bağlantılı olarak RCD sistemi (Refrigerant Cycle Diagnostic) sayesinde her işletme noktasında tüm yıl boyunca yüksek verim (COP) sağlanır ve bu sayede işletme giderleri düşük olur. COP: 4,7 ye kadar (Antifriz 0 C/ Su 35 C) 65 C ye kadar gidiş suyu sıcaklıkları Doğal soğutma ve aktif soğutma kitleri (13 kw a kadar) WPR 300 kontrol paneline entegre kaskad kontrol (Harici H1 modülü gereklidir. Maks. 4 adet cihaza kadar kaskad kontrol imkanı)

40 VITOCAL 300-G, Tip BW, WW, BWC, WWC Tek kademeli ısı pompaları Emniyet grubu (Tip BWC ve WWC) WPR 300 dış hava kompanzasyonlu kontrol paneli Primer devre pompası (Tip BWC ve WWC) Verimli bir ısı transferi için büyük yüzeyli evaporatör Tam hermetik Compliant Scroll kompresör

41 VITOCAL 300-G, Tip BW, BWS Master / Slave ısı pompaları Hidrolik modül (Aksesuar) 2-kademeli (Master/Slave) işletme. 3 adet farklı hidrolik modül (aksesuar) mevcuttur: 1) Paralel mahal ısıtması ve kullanma suyu ısıtması 2) 1. kademe (Master cihaz) mahal ısıtması veya sıcak su öncelikli boyler ısıtması yaparken, 2. kademe (Slave cihaz) mahal ısıtmasına devam eder. BWS (Slave) BW (Master) 3) Paralel sadece mahal ısıtması Toplam maks. ısıtma gücü: - Antifriz/Su- Isı pompası 12,4-35,2 kw - Su/Su- Isı pompası 16,0-43,2 kw

42 VITOCAL 300-G, Tip BW, BWS Master / Slave ısı pompaları Hidrolik modül (Aksesuar) 2-kademeli (Master/Slave) işletme. Farklı kapasitelerdeki Master / Slave modüller birbirleri ile kombine edilebilir 65 C ye kadar gidiş suyu sıcaklıkları WPR 300 kontrol paneline entegre kaskad kontrol (Harici H1 modülü gereklidir. Maks. 4 adet Master/Slave takıma kadar kaskad kontrol imkanı) BWS (Slave) BW (Master)

43 VITOCAL 300-G, Tip BW, BWS Master / Slave ısı pompaları Hidrolik modüllerin avantajları: Hidrolik modül 1 - Kolay ve hızlı montaj - Komple ısı izolasyonu ile - Standart veya yüksek verimli pompalar (aksesuar) ile kullanılabilir Hidrolik modül 2 Hidrolik modül 3

44 VITOCAL 300-G, Tip BW, BWS Master / Slave ısı pompaları Hidrolik modül 1 Hidrolik modül 2 Hidrolik modül 3

45 VITOCAL 300 Toprak kaynaklı ısı pompaları Donma koruması Donma koruması Isı pompasının arızasız olarak çalışması için primer devrede glikol bazında antifriz kullanılmalıdır. Bu sayede min. -15 C'ye kadar korunma sağlanmalı ve karışımda uygun korozyon önleyiciler de bulunmalıdır. Hazır karışımlarla homojen bir konsantrasyon dağılımı sağlanır. Viessmann primer devrede etilen glikol bazında hazır karışım Tyfocor kullanılmasını önermektedir. Uyarı Antifriz seçiminde onay veren makam tarafından istenen koşullara mutlaka uyulmalıdır.

46 VITOCAL 300 Toprak kaynaklı ısı pompaları Donma koruması Tyfocor HTL Tyfocor G-LS Tyfocor LS Renk mavi-yeşil mor kırmızı Satış tarihi 2001'e kadar 05/ /2003'e kadar; 2008'den sonra Tyfocor HTL karıştırılabilir karıştırılamaz karıştırılamaz Tyfocor G-LS karıştırılamaz karıştırılabilir karıştırılabilir Tyfocor LS karıştırılamaz karıştırılabilir karıştırılabilir Tyfocor akışkanlar kısmen kendi aralarında karıştırılabilir. Tyfocor LS/-G-LS veya Tyfocor HTL hazır karışım olduklarından kesinlikle su ile karıştırılamaz.

47 Hava kaynaklı ısı pompası Hava kaynaklı ısı pompası uygulaması iki şekilde mümkündür. 1- Dış mekan 2- İç mekan Hava kaynaklı ısı pompası sisteminin ilk yatırım maliyeti, enerji kaynağını ısı pompasına bağlamak çok kolay olduğu için oldukça düşüktür. Düşük dış hava sıcaklıklarında elektrikli ısıtıcı takviyesi gerekli olabilir. Hava/su ısı pompalarında ortam havasında ısı alımı cihazın yapısına ve boyutuna bağlıdır. Gerekli hava miktarı cihaz içerisinde bulunan bir fan tarafından hava kanalları üzerinden buharlaştırıcıya ulaştırılır. Buharlaştırıcı da havada bulunan ısı enerjisini ısı pompasının devridaimine aktarır.

48 Hava kaynaklı ısı pompası Hava kaynaklı ısı pompası büyük hacimlerde hava ile çalışmaktadır ( m 3 /h). Cihazın içerisinde havayı emmek için fan bulunmaktadır. Fanın ses seviyesi mahal ısıtmasında dikkate alınmalıdır. İç mekan uygulamasında çevre havasından ısı enerjisi çekmek için evin dış duvarına bir kanal bağlanmaktadır. Bu kanaldan ısı pompası fanı ile hava emilmektedir. Hava ısı pompasında bulunan buharlaştırıcıdan geçirilerek çevre havasının ısısı çekilmektedir. Emilen çevre havasının sıcaklığı düşmektedir ve diğer atık hava kanalından yine çevreye atılmaktadır. Çekilen ısı enerjisi ısı pompasında bulunan yoğuşturucuda ısıtma sistemini besleyen tesisat suyuna aktarılarak mahal ısıtması yapılır.

49 Hava kaynaklı ısı pompası İç mekanlara yerleştirme ile ilgili uyarılar Aydınlatma şaftı Vitocal Isı Pompası Tahliye borusu donma korumalı olmalıdır. Havada oluşan yoğuşma suyu bir sifon üzerinden atık su bağlantısı veya yoğuşma üzerinden tahliye edilmelidir. Hava kanallarına su ve yoğuşma suyu girmesini önlemek için su tahliyesi yeterli boyutta olmalıdır. Duvar geçişleri dik ve birbirine dik açılı olmalıdır. Giriş ve tahliye havası menfezleri havanın doğrudan girip çıkarak kısa devre yapmasını, önleyecek şekilde yerleştirilmelidir. Giriş ve tahliye menfezlerinde koruyucu ızgaralar (böceklere karşı) olmalıdır.

50 Hava kaynaklı ısı pompası İç mekanlara yerleştirme ile ilgili uyarılar Gürültü emisyonlarını azaltma önlemleri: -Isı pompasının binanın zemin plakasına veya ayrı bir kaide üzerine (ses yalıtımlı) yerleştirilmesi önerilmektedir. Kazan dairesinin üzerindeki katlara ve/veya ahşap zeminlere yerleştirilmesi önerilmez. -Ses yankılayan mekanlara kurulduğunda, ayrıca ses yutucu bir altlık kullanılmalıdır (gerektiğinde ısı pompası kauçuk şilte üzerine kurulmuş bir zemin plakası üzerine yerleştirilmelidir). Sesin çok yankılandığı mekanlarda duvarlara ve tavana ayrıca ses yutucu malzemeler monte edilmelidir. -Hava kanallarının ve boru hatlarının tüm duvar bağlantıları gövde seslerini yutacak şekilde tasarlanmalıdır. Hava kanalı veya duvar bağlantısı ile bina yapısı arasında gövde titreşimi ayırımı için hava kanalı ya da duvar bağlantısının etrafına elastik malzeme (inşaat köpüğü değil!) kullanılmalıdır. -Isı pompası oturma ve yatak odalarının altına veya bu mekanlara bitişik olarak yerleştirilmemelidir.

51 Hava kaynaklı ısı pompası Dış mekan uygulamasında yerleştirme ile ilgili uyarılar Vitocal Isı Pompası

52 Hava kaynaklı ısı pompası Dış mekan uygulamasında yerleştirme ile ilgili uyarılar Cihaz duvar veya bina önlerine yerleştirilmemelidir. Refleksiyon alanları ne kadar fazla olursa, o kadar fazla ses oluşur. Komşu dikey yüzeylerin (örn. duvarlar) sayısı arttıkça ses şiddeti seviyesi de boş alanlara göre üstel olarak yükselir. Cihazın duvar veya bina önlerine yerleştirilmesinden dolayı hava kısa devresi oluşabilir. Komşuların seslerden rahatsız olmaması için cihaz arsa sınırına 5 metreden daha yakın olarak yerleştirilmemelir.

53 Hava kaynaklı ısı pompası Dış mekan uygulamasında yerleştirme ile ilgili uyarılar Pencere tarafı Pencere tarafı Tahliye tarafı binaya çok kısa mesafeden üflenmemelidir. Tahliye tarafı binaya doğru yerleştirilmelidir. Isı pompasının tahliye alanında havanın soğuması nedeniyle 10 C d ış hava sıcaklığından itibaren buzlanma oluşabileceği için, cihazın tahliye tarafı ile yollar arasındaki mesafe 3 metreden az olmamalıdır.

54 Hava kaynaklı ısı pompası Dış mekan uygulamasında yerleştirme ile ilgili uyarılar Isı pompası yatay olarak ve daimi sabit bir tabana monte edilmelidir. Isı pompası için beton kaide hazırlanması önerilmektedir. Alttan ısı pompasına giren borular aynı ısı izolasyonu içindeki ısıtma gidiş ve dönüş, elektrik kabloları ve yoğuşma suyu tahliyesi için kaidede uygun boyutta bir girinti öngörülmelidir. Kaide, yerleştirme yeri ve hat kanalları, ısı pompasına ve kanallara kemirgen hayvanlar giremeyecek şekilde yapılmalıdır.

55 VIESSMANN 2010 ÜRÜN PROGRAMI Vitocal hava kaynaklı Vitocal 350-A Tip AWH-I ve AWH-O Hava/Su : 10,6 18,5 kw 300 Excellence Vitocal 160 A Tip WWK ve WWKS Kullanma suyu ısıtması için hava kaynaklı ısı pompası 100 Plus Boyler hacmi: 285 litre Isıtma gücü: 1,52 kw

56 VITOCAL 350 A AWH-I/AWH-O AWH-I: iç mekanlar için, AWH-O: dış mekanlar için Isıtma gücü 10,6 14,5-18,5 kw (A2/W35) Tip AWH-O Elektronik çift akışlı genleşme valf (EEV) ile bağlantılı olarak RCD sistemi (Refrigerant Cycle Diagnostic) sayesinde her işletme noktasında tüm yıl boyunca yüksek verim (COP) sağlanır ve bu sayede işletme giderleri düşük olur. COP: 3,5 a kadar (A2/W35) Maks. gidiş suyu sıcaklığı 65 C Kullanma suyu sıcaklığı 55 C Tip AWH-I WPR 300 kontrol paneline entegre kaskad kontrol (Harici H1 modülü gereklidir. Maks. 4 adet cihaza kadar kaskad kontrol imkanı)

57 VITOCAL 350 A AWH-I/AWH-O Hava emişi Evaporatör Radyal plug fan Hava egzostu Tam hermetik Compliant Scroll Tip AWH-O kompresör

58 VITOCAL 160 A, Tip WWK ve WWKS Kullanma suyu ısıtması için hava kaynaklı ısı pompası Fabrikada montajı ve kablolaması yapılmış hazır paket ünite montajı ve devreye alması kolaydır. Sıcak/soğuk su ve drenaj bağlantıları ile 230 V elektrik bağlantısının yapılması yeterlidir. Her türlü mahal ısıtması amaçlı ısı üreticisi ile birlikte sıcak su ısıtması için bağımsız olarak kullanılabilir. Tip WWKS: Entegre solar serpantin ve solar kontrol paneli ile. Maksimum 6 m² güneş kollektörü bağlanabilir. 200 m² ye kadar konutlarda kontrollü mekanik havalandırma için de kullanılabilir (emiş havası ile işletme). Kiler, şarap mahzeni gibi mekanların soğutulması için de kullanılabilir (resirkülasyon havası ile işletme). Atık ısı olarak sıcak hava kaynaklarından faydalanılabilir (ekmek fırınları, v.b.).

59 VITOCAL 160 A, Tip WWK ve WWKS Kullanma suyu ısıtması için hava kaynaklı ısı pompası Boyler hacmi: 285 litre Isıtma gücü: 1,52 kw C.O.P. (Hava 15 C/Su 45 C): 3,54 Maks. gidiş suyu sıcaklığı: - Elektrikli ısıtıcı çalışmadığında: 55 C - Entegre elektrikli ısıtıcı (1,5 kw) ile: 65 C Maks. hava debisi: 250 m3/h Soğutucu akışkan R134a Boyutlar: Uzunluk x Genişlik x Yükseklik: 660 x 700 x 1847mm (Emiş havası başlığı olmadan) 660 x 700 x 1838mm (Emiş havası başlığı ile) Ağırlık: 105 kg (Tip WWK) 110 kg (Tip WWKS)

60 VITOCAL 160 A, Tip WWK Resirkülasyon havası ile işletme Teknik hacimden emilen havanın ısısı boylerdeki kullanma suyuna aktarılır. Tekrar teknik hacime üflenen soğutulmuş ve nemi alınmış resirküle hava sayesinde teknik hacmin sıcaklığı düşer ve nem oranı azalır. 55 C ila 65 C arasında kullanma sıcak suyu isteniyorsa entegre elektrikli ısıtıcı devreye sokulabilir. A - Vitocal 160-A, Tip WWK D - Yoğuşma suyu için sifon ve gider G - Soğuk su bağlantısı

61 VITOCAL 160 A, Tip WWK Emiş havası ile işletme Banyo, WC, mutfak v.b. mekanlardan emilen havanın ısısı boylerdeki kullanma suyuna aktarılır. Soğutulmuş egzost havası, bir egzost kanalı ve menfezi yardımıyla dış ortama atılır. Binada negatif basınç oluşmaması için, dış duvardaki taze hava menfezleri üzerinden odalara kontrollü taze hava girişi sağlanmalıdır. A - Vitocal 160-A, Tip WWK C - Taze hava girişi D - Yoğuşma suyu için sifon ve gider G - Soğuk su bağlantısı

62 VITOCAL 160 A, Tip WWKS Resirkülasyon havası ile işletme - Boyler ve güneş kollektörleri arasındaki sıcaklık farkına göre, solar kontrol paneli solar devre pompasını açar veya kapatır. Solar devre pompası çalışırken, boylerin ısı pompası tarafından ısıtılması engellenir. A - Vitocal 160-A, Tip WWKS D - Yoğuşma suyu için sifon ve gider E - Güneş kollektörleri F - Solar Divicon G - Soğuk su bağlantısı

63 Enerji kaynaklarına göre sistemlerin karşı şılaştırılması Kriter Toprak kaynaklı ısı pompası (sondaj) Uygulanabilirlik Sondaj Toprak kaynaklı ısı pompası (serme) Büyük bir alana ihtiyaç var Hava kaynaklı ısı pompası Kolayca mümkün Su kaynaklı ısı pompası Yer altı suyunun kalitesi ve devamlılığı Ortalama COP COP = 4-5 COP = 4-5 COP = 3-4 COP = 5-6 Verim Yüksek Yüksek Orta En yüksek Isı kaynağı ğına bağlantı maliyeti Sondaj ve borulama maliyeti çok yüksek Hafriyat ve borulama maliyeti yüksek Hava kanalları maliyeti düşük Bakım maliyeti Düşük Düşük Düşük Orta Su kalitesi uygun değilse ilave pompa ve ara eşanjör maliyeti yüksek Doğal soğutma Mümkün Mümkün Mümkün değil Mümkün Aktif soğutma Mümkün Mümkün Mümkün Mümkün

64 Isı pompası sistemleri için özel boylerler ve su depolama tankları Isı pompasının çok sık devreye girip çıkmasını önlemek için su miktarı az olan sistemlerde (örn. radyatörlü ısıtma sistemlerinde) bir ısıtma suyu depo boyleri kullanılmalıdır. Bir ısıtma suyu deposunun avantajları: - Isıtma suyu depo boyleri kullanımı optimum çalışma sürelerine, dolayısıyla daha yüksek yıllık çalışma sayılarına ulaşılmasını sağlar. Isıtma suyu depo boylerleri debiyi ısı pompası ve ısıtma devresine dağıtır. Isı pompasının dengeli çalışmasını sağlar. Örneğin termostatik valfler ısıtma devresinin debisini düşürse bile, ısı pompasının debisi sabit kalır. - EDK kesinti sürelerinde kullanmak için: Isı pompaları kullanılan elektriğin tarifesine bağlı olarak pik zamanlarda, elektrik dağıtım kurumu (EDK) tarafından da devreden çıkartılabilir. Bir ısıtma suyu deposu ısıtma devrelerini tüm kesinti süresinde besler. - Isı pompası çalışma süresinin uzatılması - Güneş enerjisi destekli sistemlerde güneşten kazanılan enerjinin sisteme transfer edilmesini sağlar. Güneş enerjisi sistemleri hem ısıtmada hem de kullanma suyu ısıtmasında çok tercih edilmektedir.

65 Isı pompası sistemleri için özel boylerler ve su depolama tankları Kullanma suyu ısıtması için mahal ısıtmasına göre daha farklı şartlar gerekmektedir. Kullanma suyu ısıtmasında yıl boyunca yaklaşık olarak aynı ısı miktarı ve sıcaklık seviyesinde işletilmesi talep edilmektedir. Kullanılan ısı pompasına ve sistem konfigürasyonuna bağlı olarak maksimum boyler depolama sıcaklığı sınırlıdır. Ek bir elektrikli ısıtıcı, harici ısı üreticisi veya sekonder devrenin gidişinde bir sürekli akış tipi ısıtıcı ile bu sınırın üzerinde depolama sıcaklıkları mümkündür. Kullanma suyu öncelikle akşamları ısıtılmalıdır. Bunun faydaları: - Isı pompasının ısıtma gücü gündüzleri tamamen ısıtma işletmesi için kullanılır. - Bu sayede gece tarifesi daha uygun bir şekilde kullanılabilir.

66 VITOCELL V 100 CVW 16 kw'a kadar ısı pompaları için uygun fiyatlı bir çözüm Büyük serpantin yüzeyli emaye boyler 390 litre Emaye kaplı çift helezonik eşanjörlü Isı izolasyonu ayrı kartonda Serpantin yüzeyi yaklaşık 4m² 16 kw'a kadar ısı pompaları ile sorunsuz işletme Harici Eşanjör-Set ile opsiyonel güneş enerjisi bağlantısı İki adete kadar elektrikli ısıtıcı takılabilir (boylerin alt ve üst bölgesine) Ölçüler: yakl x 750

67 Isı pompası sistemleri için özel boylerler ve su depolama tankları Vitocell 340-M litre Çok yönlü kullanımlı kombi boyler Birden fazla ısı üreticisi bağlanabilmekte ve debisi yüksek, hijyenik kullanma suyu temin edilebilmektedir. Kombi boyler içerisine birden fazla serpantin yerleştirilerek yerden tasarruf edilmiştir. Isı pompaları, güneş kollektörleri ve kazanlarla bağlantılı olarak kullanma suyu ısıtması ve ısıtma suyu depolanması için boyler. Vitocell 100-B 300, 400 ve 500 litre Çift serpantinli boyler Ekonomik kullanma suyu ısıtması için korozyona dayanıklı Ceraprotect emaye kaplamalı çelik boyler. Isı pompası uygulamalarında ısı transferinin sürekliliği için serpantinler çift bağlanmıştır. Depolanan suyun eşit miktarda ısıtılması için ısıtıcı serpantin boylerin tabanına kadar konmuştur.

68 Boylerin hidrolik bağlantısı

69 Isı pompası sistemleri için özel boylerler ve su depolama tankları Sadece belirtilen boyleri kullanın. Aksi takdirde yüksek basınç problemi ve kullanma suyu sıcaklığının düşmesine neden olmaktadır.

70 B/W ısı pompası sistemi seçimi Isı ihtiyacı Sıcak su hazırlama EDŞ kapatma zamanı

71 B/W Isı Pompası sistemi kurulumu Boyutlandırma, İhtiyaç duyulan ısı Bina Tipi : Müstakil Ev, Yeni Sistem Tipi : Pompalı sıcak sulu yerden ısıtma sistemi Isıtılacak alan : 150 m² Sistem sıcaklığı Bina Isı yükü Q N : 40/32 C (Planlama Klavuzu veya DIN 4701/12831 ) 50 W/m2 *150 m² = 7,5 kw Kişi sayısı : 4 Sıcak su ilavasi : 0,25*4= 1 kw Günlük 50l/kişi ve =35 K ilavesi =0,25 kw/kişi olarak hesaplanır. EDŞ kesintisinden dolayı güç ilavesi 4 saat (Almanya da geçerli) ( burada 2*2 saat olarak alınmıştır. EDŞ sorulması tavsiye edilir). (Q N + Sıcaksu ilavesi)*24 saat/ 24-4 ( kesinti süresi) = 9 kw Sıcak su ilavesi % 20 den az olduğu için iptal edilmiştir!!! Q IP = Q N *24 / (24 (2*2)) =9 kw Isı Pompası

72 Isı pompası kapasite eğrileri

73 Tesisat örnekleri Toprak kaynaklı ısı pompası ile gaz yakıtlı duvar tipi cihazlara ısıtma desteği Bireysel ısıtma sistemlerine toprak kaynaklı antifriz/su ısı pompası yardımı ile ısıtma desteği sağlanmaktadır. Duvar tipi gaz yakıtlı ısıtıcı pik yüklerde devreye girmektedir Vitocal 300-G Antifriz/Su ısı pompası 2- Vitopend 200-W Duvar tipi gaz yakıtlı ısıtıcı 3- Vitocell 100-V Boyler 4- Vitocell 100-E Isıtma suyu deposu

74 Tesisat örnekleri Hava kaynaklı ısı pompası ve güneş enerjisi sistemi ile kullanma suyu ısıtması desteği Güneş enerjisi sistemi, hava kaynaklı ısı pompasını kullanma suyu ısıtması için desteklemektedir Solar-Divicon pompa grubu 2- Vitosolic 100 Solar kontrol paneli 3-Vitocal 350-A Hava kaynaklı ısı pompası 4-Vitosol Düzlemsel güneş kollektörü 5- Vitocell 100-V (CVW) Boyler 6- Vitocell 100-E Isıtma suyu deposu

75 Tesisat örnekleri Hava kaynaklı ısı pompası ile kazana ısıtma ve kullanma suyu desteği Bivalent (ikili)paralel işletme Kazan pik yüklerde devreye girmektedir Vitocal 300/350-A Hava kaynaklı ısı pompası 2-Vitoplex 200 Kazan 3- Vitocell Boyler 4- Vitocell 100-E Isıtma suyu deposu

76 Tesisat örnekleri Karışım vanasız 1 ısıtma devresi ve sıcak su ile natural cooling soğutma fonksiyonu (karışım vanalı NC-Box) Isı pompası ile mahal ısıtma Primer taraf Dönüş suyu sıcaklığı kontrol panelindeki (4) istenen sıcaklığın altına düştüğünde ısı pompası (Vitocal 300-G), primer pompa (5) ve sekonder pompa (6) devreye girer. Sekonder taraf Isıtma devresinin gidiş sıcaklığı kontrol paneli ile kontrol edilmektedir. Talebe göre ya sekonder pompa ile ısıtma devresine veya boyler sirkülasyon pompası (7) ile boylere çalıştırılır.

77 Isı pompası ile soğutma

78 Isı pompası ile soğutma Bazı ısı pompaları ile ısıtmanın yanı sıra soğutma da yapılabilmektedir. Sistem uygulamasına bağlı olarak iki tane soğutma türü yapılmaktadır. Doğal Soğutma: Sadece toprak ve su kaynaklı ısı pompalarında uygulanabilir. Yaz aylarında toprak altındaki ya da yeraltı suyunun düşük sıcaklık seviyesini (soğukluğunu, örneğin 5 o C sıcaklıktaki antifriz veya yeraltı suyu) direkt olarak binaya aktarıyoruz. Bu soğutma işlemi sırasında ısı pompası kompresörü tamamen devre dışıdır ve ısı değişimi doğrudan primer devrede gerçekleşir. Kontrol panelleri ile sirkülasyon pompaları haricinde enerji tüketen cihaz yoktur. Aktif soğutma: Isı pompası fonksiyonu tamamen ters çevrilip, soğutma makinesi (buzdolabı) gibi çalışması sağlanır. Soğutma işlemi sırasında kompresör daima devrededir. Bu yüzden soğutma kapasitesi doğal soğutmaya göre daha yüksektir. Hava, toprak ve su kaynaklı ısı pompalarında uygulanabilir.

79 Isı pompası ile doğal soğutma Yaz mevsiminde iç mahallerin sıcaklığı toprak yada yer altı sularının sıcaklıklarından daha yüksektir. Bu şartlar altında, kışın enerji kaynağı olarak kullanılan toprak ve yer altı suları direkt olarak binanın soğutulması için kullanılabilir. Bu amaçla bazı ısı pompalarının kontrol panellerine doğal soğutma fonksiyonu eklenmiştir. Doğal soğutma fonksiyonu birkaç ilave ekipmanla (eşanjör, üç yollu vana, sirkülasyon pompası) sağlanabilir. Soğutma kapasitesi, ısı kaynağının sıcaklığına, miktarına ve çalışma zamanına bağlıdır. Örneğin, tecrübelere göre, toprak yaz mevsimi sonlarına doğru daha fazla ısı enerji depolamaktadır ve sıcaklık seviyesi artmaktadır; ki bu da soğutma kapasitesinin düşmesine neden olmaktadır. Doğal soğutma modunda kompresör devrede olmadığından harcanan tek enerji devir daim pompalarının ihtiyaç duyduğu elektrik enerjisidir. Devir daim pompaları kompresörden çok daha az elektrik tüketirler. Doğal soğutma modunda ısı pompası kompresörü sadece sıcak kullanma suyu ısıtması ihtiyacı varsa çalışır. Isı pompası kontrol ünitesi sirkülasyon pompalarını ve vanaların çalışmasını düzenler ve mahalin soğutma kontrolünü gerçekleştirir.

80 Isı pompası ile doğal soğutma Doğal soğutma fonksiyonu ısı pompası kontrol panelinin primer devre pompasını çalıştırması ile başlar (ısı pompası kompresörü çalışmıyor) Kontrol paneli, 3 yollu vanaları (C ve G) plakalı eşanjöre doğru açar ve sekonder devre için doğal soğutma pompasını çalıştırır. Mahalin ısı enerjisinin yerden ısıtma boruları ve plakalı eşanjör yardımıyla primer devredeki antifrize ve böylece sondaj kuyularına aktarılması sağlanır. Isı pompası doğal soğutma ile yerden soğutma Mahalin ısı enerjisi çekilmiş olur (mahal soğutulur). Soğutma için bağlanabilecek sistemler şu şekilde sıralanabilir: Yerden ısıtma/soğutma sistemleri Fan-coil ler Tavandan/Duvardan Soğutma

81 Isı pompası ile aktif soğutma Bir ısı pompasını soğutma için kullanma, kompresör akış yönünün ve genleşme valfinin tersine çalıştırılması ile mümkündür. Böylece akışkanın ve dolayısı ile ısının ters yönde hareket etmesi sağlanacaktır. Teknik açıdan bakıldığında 4 yollu vana ve ikinci bir genleşme valfinin soğutma çevrimine dahil edilmesi ile çözüme ulaşılabilir. İki yönlü ısı pompasının ısıtma modundaki şeması Dört yollu vana tüm sistemin akış yönünü tersine çevirir. Dört yollu vananın monte edilmesi ile sistemin ısıtma yada soğutma modunda olduğuna bakılmaksızın kompresör akış yönünü muhafaza eder. Isıtma modunda, kompresör gaz fazındaki soğutucuyu ısıtma sistemindeki eşanjöre gönderir. Kullanma suyu veya mekan ısıtması için soğutucu yoğuşur, enerjisini ısıtma sistemine verir.

82 Isı pompası ile aktif soğutma Soğutma işletimi için akım yönü dört yollu vana yardımı ile tersine döndürülür. Isıtma modundaki yoğuşturucu şimdi buharlaştırıcı olmuştur ve ortamdan aldığı ısıyı soğutucuya aktarır. Gaz fazına geçen soğutucu akışkan kompresöre dört yollu vana yardımı ile getirilir ve ısısını dışarı atacak olan yoğuşturucuya ulaştırır. İki yönlü ısı pompasının soğutma modundaki şeması İki yönlü çalışan ısı pompalarının ısıtma kapasiteleri ve COP değerleri her zaman soğutma kapasitelerinden daha yüksektir.

83 NC-Box ile natural cooling Soğutmak için bir ısıtma/soğutma devresi (örn. yerden ısıtma devresi) veya ayrı bir soğutma devresi (örn. fan coil) bağlanabilir. NC-Box gerekli tüm sirkülasyon pompaları, değiştirme valfları, karışım vanaları ve sensörlerle gerekli ısı pompası kontrol paneli KM-BUS arabirimine sahiptir. Isıtma/soğutma devresinden çekilen ısı NC-Box içinde bulunan eşanjör tarafından toprağa aktarılır. Seri olarak bağlanmış olan bu eşanjör primer devre ile ısıtma devresi arasında bir sistem ayırımı yapılmasını sağlar. natural cooling fonksiyon açıklaması Dış hava sıcaklığı soğutma sınırının (ayarlanabilir) altına düştüğünde, natural cooling soğutma işlevi kontrol paneli tarafından etkinleştirilir. Bir ısıtma devresi (yerden ısıtma devresi) üzerinden soğutmada dış hava kompanzasyonlu kontrol ve ayrı bir soğutma devresi ile soğutmada, örn. fan coil, oda sıcaklığına bağlı olarak gerçekleşir. Soğutma işletmesinde ısı pompası üzerinden kullanma suyu ısıtması mümkündür.

84 NC-Box ile natural cooling Sonda/kollektör tesisine ve toprak sıcaklığına bağlı olarak NC-Box ile 5 kw değerine kadar soğutma gücü aktarılabilir. Soğutma kapasitesi ısıtma periyodu sonunda maksimum değere erişir. Soğutma kapasitesi toprağın ısı ile yüklenmesine göre azalır.

85 AC-Box ile Active cooling İşlev olarak active cooling ayarlanıp serbest bırakılsa dahi, kontrol paneli önce natural cooling işlevini seçer. Bu durumda istenen oda sıcaklığına uzun bir süre içerisinde erişilemezse, kompresör devreye girer. Toprak kollektörlerinin veya toprak sondalarının aşırı olarak yüklenmesini önlemek için (kuruma tehlikesi), sıcaklık ve sıcaklık farkı daimi olarak ısı pompası kontrol paneli tarafından denetlenir. AC-Box içindeki tüm gerekli sirkülasyon pompalarına, valflara ve karışım vanalarına ısı pompası kontrol paneli üzerinden kumanda edilir. Maks. soğutma kapasitesi 13 kw'ye kadar (kullanılan ısıtma pompasına ve soğutma kaynağına bağlı olarak) AC-Box ile aktiv soğutma sonucu elde edilen ısı kullanma suyu ve havuz ısıtmasında kullanılabilir.

86 Isı pompasının düşük işletme maliyeti

87 ISI POMPASI Teşekkür ederiz