SU KAYNAKLI ISI POMPALARI (SKIP)
İÇİNDEKİLER 1. Giriş 2. Su Çevrimli Isı Pompaları 3. Su Çevrimli Isı Pompalarında Yaz ve Kış Çalışması 4. Su Çevrimli Isı Pompalarında Yapılan Opsiyonel Tasarım İşlemleri 5. Su Çevrimli Isı Pompası Çevrim Suyu Sıcaklık Aralığı 6. Su Çevrimli Isı Pompası Sisteminin Avantajları 7. Sonuç 8. Metro Meydan AVM Uygulaması
1. GİRİŞ İnsanların zamanının büyük bir kısmını kapalı mekanlarda geçirmesi iç hava ile ilgili konfor ve sağlık koşullarının ve hava kalitesinin iyileştirilmesine yönelik çalışmaları zorunlu kılmıştır. Teneffüs ettiğimiz ve bizi çevreleyen havanın kapalı bir mekanda ideal olarak sıcaklığının, nem oranının, sirkülasyonunun ve temizliğinin yıl boyunca istenen koşullarda tutulması işlemi klima (iklimlendirme) olarak adlandırılır. Klima bu dört faktörün tüm bir yıl boyunca kontrolünü içermektedir.
Şekil 1 de şematik olarak verilen ısı pompaları, prensip olarak ısıyı düşük sıcaklıktaki ısı kaynağından yüksek sıcaklıktaki ısı kaynağına aktarırlar. Şekil 1. Isı pompası prensip şeması
Isı pompaları hava, su, toprak ve güneş enerjisi olmak üzere dört kaynaktan yararlanırlar. Bu sınıflandırmada enerjinin absorbe edildiği ve serbest bırakıldığı ortama göre ısı pompaları isimlendirilir. Kuyulardan, göllerden, nehirlerden, şehir şebekelerinden ve proseslerden elde edilen su, ısı kaynağı olarak kullanılabilir.
2. SU ÇEVRİMLİ ISI POMPALARI Toprak veya deniz - göl gibi sonsuz yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması ile, hem soğutma hem de ısıtmanın normalin çok üstünde performans katsayısı seviyeleri ile gerçekleştirilebildiği sistemler ortaya çıkmaktadır. Kondenser tarafı su ile soğutulan ısı pompası sistemlerine, Su kaynaklı ısı pompası sistemleri adı verilmektedir. Bu sistemin amacı; ihtiyaç halinde kondenser atık enerjisinin sistemin diğer bir noktasında kullanılabilmesini sağlamaktır.
Su çevrimli ısı pompaları, ticari yapılardaki mahal iklimlendirme uygulamalarında önemli bir seçenektir. Günümüzde Amerika ve Avrupa ülkelerinin büyük çoğunluğunda uygulanmakta ve pazar payı bulunmaktadır. Yapılan ilk su çevrimli ısı pompası uygulamalarında enerjinin alındığı ve atıldığı ortam olarak yer altı veya kanal suları kullanılmıştır. Su kaynaktan pompalanmış ve ısı pompalarından geçtikten sonra kanala deşarj edilmiştir. Ticari ve pek çok mahalli konut uygulamalarında sirküle eden suyu şartlandırmak için açık devre soğutma kuleleri kullanılmıştır.
Su kaynaklı ısı pompaları, enerji geri kazanım sistemleri ile birlikte, 1962 den bu yana bina içerisinde eş zamanlı olarak ısıtma ve soğutma uygulamalarını gerçekleştirmek amacıyla kullanılmaktadır. Bu sistem; çevrim suyu pompası, hava soğutucu evaporatör, evaporatör fanı, su soğutmalı kondenser, kompresör, pano, sistemden ısının uzaklaştırılacağı bir soğutma kulesi ve sisteme ısı ilavesi yapacak bir kazan veya su ısıtıcısından oluşmaktadır.
Şekil 2-a da bir su çevrimli ısı pompası sistemi görülmektedir. Sistem, ayrı mahallerde bağımsız su çevrimli ısı pompalarından oluşmaktadır. Paralel bağlanmış iki pompa vasıtasıyla kapalı devre içerisinde su dolaştırılmaktadır. Kondenser suyu tek boru hattı ile tüm ünite kondenserlerini dolaşır. Cihazların çoğu soğutmaya çalıştığında kondenser hattını soğutma kulesi devreye girip soğutur, cihazların çoğu ısıtmaya çalıştığında ise kazan devreye girerek kondenser hattını ısıtır. Böylece kondenser hattındaki su sıcaklığı sürekli olarak 15-30 C arasında tutulur.
Şekil 2-a. Su çevrimli ısı pompası şeması
Cihaz bulunduğu ortamın isteğine göre, soğutma yaptığında kondenser hattı suyu ısıtır, ortamı ısıtmaya çalıştığında ise, ısı pompası gaz çevrimi değişir ve kondenser hattı suyu soğutur. Bu cihazlar tekli üniteler halinde kullanıldığı gibi yapının büyüklüğüne ve amaca göre aynı su devresine bağlanmış çoklu üniteler şeklinde de kullanılırlar. Şekil 2-b de soğutma yapan bir ünite görülmektedir. Isı pompası, boru devresinden 25ºC de su almakta ve bu suyu 30ºC ye yükselerek boru devresine geri vermektedir. Havadan çekilen ısı su devresine aktarmaktadır. Şekil 2-c de sistem ısıtma konumunda çalışmaktadır. Isı pompası ortam havasını ısıtmak için su devresinden ısı çeker. 25ºC de gelen su ana boru devresine 20ºC de geri dönmektedir.
Şekil 2-b.
Şekil 2-c.
Su tanklarında ısı depolaması yapılarak ısı geri kazanım değeri arttırılmakta veya ısıtma pik yüklerde, ısıtma sistemi devre dışı bırakılabilmektedir. Bütün ısı pompaları ortak bir çevrim hattına bağlı olup bu çevrim soğutma uygulaması için ısı çukuru yada ısıtma uygulaması için ısı kaynağı vazifesi görür.
Su çevrimli ısı pompalarının kapasite ve verimlilikleri her iki çalışma konumunda su giriş sıcaklığının önemli bir fonksiyonudur. Çevrim suyu sıcaklığı düştükçe soğutma performansı artmaktadır. Su sıcaklığındaki düşüş ile COP c (soğutma konumundaki performans katsayısı) değerindeki artış soğutma kapasitesindeki artışın yaklaşık üç katı olmaktadır. Aynı şekilde çevrim suyu sıcaklığının arıtışı ile birlikte ısıtma performansı yükselir. Isıtma çalışmasında ise ısıtma kapasitesindeki artış COP h (ısıtma konumundaki performans katsayısı) değerindeki artışın yaklaşık 2,5 katı olmaktadır.
Ortamı soğutmakta olan ünitelerde kondenser çıkış suyu yaklaşık 5 C civarında ısınmaktadır. (Şekil 3). Ortamı ısıtmakta olan ünitelerde ise kondenser çıkış suyu yaklaşık 5 C civarında soğumaktadır (Şekil 4). Sonuçta tüm ünitelerden çıkan sular birleşip karışarak tek bir ortak değere gelir. Sistemdeki kazan ve soğutma kulesiyle çevrimdeki su sıcaklığı belirli bir aralıkta tutulabilirken bazı sistemlerde su kaynaklı ısı pompaları su dağıtım sistemi ile yangın koruma sistemleri (sprinkler sistemi) entegre olarak çalışabilmektedir. Bu ise borulama maliyetlerini düşürerek sistem maliyetlerini önemli ölçüde azaltmaktadır.
Şekil 3. Soğutma Şekil 4. Isıtma
Bina otomasyonu sayesinde; her odanın sıcaklık kontrolü, ısıtma, soğutma, cihaz hava giriş çıkışları, cihaz su giriş çıkışları, kondenser suyu fan kontrolü, voltaj koruması, yoğuşma tavası taşması, kompresör ve fan çalışma saatleri, çeşitli alarmlar, birden fazla ünitenin tek termostattan takibi, jeneratör ile sadece fan çalışması ve birçok diğer nokta takip ve kontrol edilebilir.
3. SU ÇEVRİMLİ ISI POMPALARINDA YAZ VE KIŞ KULLANIMI Kapalı devre kondenser su devresi çevrimi, ünitelere yollanan su sıcaklığı olarak, genelde 20 C ile 30 C değerleri arasında salınım da bırakılır. Sistemdeki soğutma yapan ünite adedi arttıkça ve tüm sistem soğutmaya dönüştükçe sistem su sıcaklığı 30 C değerlerine, ısıtma yapan ünitelerin sayısı arttıkça da 15 C değerlerine ulaşılır. Sistem suyunu bu değerlerin içinde tutabilmek ve gerekli olan enerji transferini sağlamak için 2 ana sistemden biri kullanılabilir.
A) Klasik sistem: Bu sistemde, kapalı devre su hattına bağlanacak bir Soğutma Kulesi ve küçük boyutlu bir Kazan ünitesi, sistemin kapalı çevrim özelliğini bozmadan, sistem suyunu arzu edilen değerlerin içinde tutacak şekilde devreye girip çıkarlar. Üniteler genelde birbirlerine ters çalışarak (özellikle kışın) su koşullarını limit dışına çıkartmadığından hem kule hem de kazan seçimi binanın özelliklerine bakılarak normalden daha küçük boyutta seçilir. Bu uygulama ile hem kazan dairesi hem de dışarıda kaplanan alan diğer sistemlere oranla daha az olacaktır. Sistem su sıcaklığı kış döneminde 20 C ile 25 C mertebelerinde tutulduğu taktirde elde edilecek ısıtma verimi COPh olarak 4 5 dir. Bu sıcaklık seviyesi binadaki bazı ünitelerin sürekli soğutmaya çalışacağı da düşünülürse hiç kazan kullanmadan sağlanabilecek seviyelerdir. Bu sayede su kaynaklı ısı pompası cihazları kışın, en verimli ısıtma sistemlerinden biri olarak ortaya çıkmaktadır.
Şekil 5-7 de görüleceği gibi binanın konfor istenen muhtelif bölümlerine ısı pompaları yerleştirilmektedir. Bu cihazlar bulundukları ortama göre ısıtma veya soğutma yapabilmektedir. Şekil 5 de tüm cihazlar sadece soğutma yapmakta ve boru devresine ısı pompalamaktadır. Su devresinde yükselen ısı soğutma kulesi vasıtası ile sistemden atılmaktadır. Şekil 6 da ise tüm cihazlar sadece ısıtma yapmaktadır, boru devresinden cihazların tamamı ısı almaktadır, soğuyan su ise bir kazan ile takviye edilmektedir.
Sadece Soğutma Uygulaması Şekil 5. Su çevrimli ısı pompası soğutma uygulaması
Sadece Isıtma Uygulaması Şekil 6. Su çevrimli ısı pompası ısıtma uygulaması
Eş Zamanlı Olarak Isıtma ve Soğutma Uygulaması Şekil 7 de ise binayı çevreleyen bir kısım cihazlar ısıtma yaparken iç zonlardaki cihazlar soğutma yapmaktadır. Bu durumda soğutma yapan cihazların su devresine attıkları ısı, ısıtma yapan cihazlar tarafından alınmakta, kazan ve kuleye zaman, zaman gerek kalmamaktadır.
Eş Zamanlı Olarak Isıtma ve Soğutma Uygulaması Şekil 7. Su çevrimli ısı pompası eşzamanlı ısıtma ve soğutma uygulaması
Soğutma modundaki ısı pompaları tarafından çevrime atılan ısı enerjisi bu esnada ısıtma modunda olan ısı pompalarına ısı kaynağı olarak enerji sağlar. Soğutma modundaki ısı pompaları tarafından çevrime verilen enerji değeri ısıtma modunda çalışan ısı pompaları tarafından çevrimden çekilen enerji değerinden büyük oluyorsa fazla olan enerji soğutma kulesi ile atmosfere atılır. Tam tersi durumda ise soğutma modunda çalışan ısı pompaları tarafından çevrime verilen enerji değeri ısıtma modunda çalışan ısı pompaları tarafından çevrimden çekilen enerji değerinden küçük oluyorsa çevrime sistemdeki bir ısıtıcı vasıtasıyla ısı enerjisi girişi yapılır. Isıtıcı, yakıt olarak gaz veya yağ kullanan bir kazan, elektrikli bir ısıtıcı veya yer altı kaynaklı bir enerji kaynağı olabilir (düşük sıcaklıklı jeotermal kaynak).
Performans Katsayısı (COP) Su çevrimli ısı pompaları, çevrim suyu sıcaklığını, sistemdeki soğutma kulesi ve ısıtıcı ile 15 C - 30 C arasında tutmak üzere tasarlanmışlardır. Bütün çalışma modlarında, kapasite ve performanslarına etki eden en önemli fonksiyon su giriş sıcaklığıdır. Performans, istatistik veriler de kullanarak aşağıdaki lineer denklemlerle ifade edilebilir: COP c = (1,64 0,0216 T L ) COP c ARI COP h = (0,85 0,0072 T L ) COP h ARI
Performans Katsayısı (COP) COP c ARI, ARI Standardı ndaki (Air-conditioning and Refrigeration Institute) su giriş sıcaklığı 85 F (29,4 C) için, soğutma modundaki ısı pompalarının performans katsayısıdır ve (COP c ARI = 3,2 olarak kabul edilmiştir). COP h ARI ise yine ARI Standardı ndaki su giriş sıcaklığı 70 F (21,1 C) için, ısıtma modundaki ısı pompalarının performans katsayısıdır ve (COP h ARI = 4,0 olarak kabul edilmiştir). T L, çevrim suyu sıcaklığıdır ( C).
Eş Zamanlı Olarak Isıtma ve Soğutma Uygulaması Su çevrimli ısı pompası sistemi, yukarıda bahsedilen özellikleri ile birlikte bina içerisinde soğutma uygulaması gerektiren alanlardan (genel olarak merkez bölgeler) eş zamanlı olarak ısıtma uygulaması gerektiren alanlara (genellikle çevre bölgelerdeki mahaller) ısı enerjisinin transfer edildiği yada enerji dengelemesi yapıldığı birçok ticari ve kamuya ait binalarda sağladığı enerji tasarrufu ile de daha etkileyici, tercih edilen bir konuma ulaşmaktadır (Şekil 8). Eş zamanlı olarak ısıtma ve soğutma uygulamasının yapıldığı çalışma şartında enerji tasarruf ve sistem performans karakteristikleri geleneksel sistemlerden farklıdır.
Şekil 8. Çok katlı bir binada su çevrimli ısı pompası uygulaması
B) Doğal enerji sistemi: İş merkezlerinde çalışan yoğun elektronik alet ve insan, bilgisayar odaları, mutfaklar, toplantı odaları mevsimlerden bağımsız olarak ısıtma-soğutma yükleri yaratırlar. Bu nedenle birçok zaman cihazlardan çıkan suların karışımı hiçbir ek enerji katılmadan tekrar sisteme yollanabilecek konumda ortaya çıkmaktadır. Şekil 5-7 de verilen su kaynaklı ısı pompası sistemlerinde kule devresi ısı atılan ortamı kazan ise ısı kaynağını oluşturmaktadır. Bu her iki kaynak yerine, toprak, göl ve benzeri yer üstü suları ile yer altı sularını kullanma fikri, tüm Yer Kaynaklı Isı Pompalarının gelişmesi ve yaygın olarak kullanılmasını sağlamıştır (Şekil 9-10).
Atmak istediğimiz enerjiyi doğada bulunan sonsuz diye nitelendirebileceğimiz doğal ısı kaynaklarını kullanarak çözmek Şekil 9. Doğal çözüm Topraktaki ısı enerjisi antifriz devresine verilir, bu devredeki ısı da, ısı pompasındaki çevrim akışkanına aktarılır.
Şekil 10. Çok katlı bir binada toprak kaynaklı ısı pompası uygulaması
B) Doğal enerji sistemi Toprak altına 3 metre kadar inildiğinde sıcaklık yaz kış çok az farklılık göstermekte ve sonsuz bir kaynak sağlamaktadır (Şekil 11 ve Tablo 1). Genel uygulama, kullanılacak üniteler için gerekli olan toplam enerji atımına ve toprak yapısına uygun olarak hesaplanan polietilen boruların toprak altına yerleştirilmesi ve bunun içinden sistem suyunun sirküle edilmesidir (Şekil 12).
Şekil 11. Toprak altı sıcaklığının aylara göre değişimi
Toprak cinsine göre çekilen ısı: Kumlu kuru zemin q = 20 W/m Kumlu yaş zemin q = 40 W/m Taşlı yaş zemin q = 60 W/m Yeraltı suyu olan toprak katmanlar q = 80-100 W/m dir. İki sondaj kuyusu arasındaki mesafe 5 ile 6 m arasında olması gerekir. Şekil 12.
Tablo 1. Bazı illerin 1 m derinlikteki toprak sıcaklıkları (ºC)
Bütün sular bir enerji kaynağıdır. Denizler (Tablo 2), göller, nehirler, toprak altı su akıntıları veya kaynakları enerjinin atılıp alınmasını sağlayabilirler. Bu tip uygulamalarda genelde ara bir eşanjör kullanılır ve iki su birbirine karıştırılmaz (Şekil 13). Bu tip uygulamalar ülkemizde de merkezi sistemler şekilde yapılmış olup çalışır haldedir. Yurt dışında ise özellikle ısıtma amaçlı olarak çok büyük boyutlu kollektif kullanım örnekleri mevcuttur.
Tablo 2.
Şekil 13. Deniz uygulaması
4. SU ÇEVRİMLİ ISI POMPALARINDA YAPILAN OPSİYONEL TASARIM İŞLEMLERİ 4.1. Değişken Hızlı Pompalama Su çevrimli ısı pompası çevriminde değişken hızlı akış kontrolü uygulamasında pompalama enerjisi önemli miktarda azalır. Bina içi kullanım oranlarının değişken olduğu oteller, birbirinden bağımsız ofislerin bulunduğu binalar bu sistemler için çok uygundur. Değişken akış hızlı sistemi, bir pompa hız kontrolörü (frekans kontrol motorlu pompa), çevrim basınç sensörü ve her bir ısı pompası için iki yollu tecrit vanasından oluşmaktadır.
4.2. Isıl Depolama Düşük sıcaklıklı ısıl depolamanın (15 C - 40 C) ticari binalarda, su çevrimli ısı pompalarının öncelikli olarak soğutma modunda çalıştığı ılıman iklimlerde bir çok pratik uygulaması bulunmaktadır. Isıl depolamanın kullanıldığı uygulamalar sabah ilk ısıtma yapılması, pik yük şartları ve kullanım suyu ısıtması olarak sayılabilir. Isıl depo kazan dönüşüne yerleştirilmelidir. Bu suretle kazan önce ısıl depo yerine çevrim suyunu ısıtacaktır.
4.3. Yangın Söndürme Sprinkler Sistemi Su çevriminin sprikler sistemi ile entegrasyonunun sağlanması önemli ölçüde pompalama masraflarını düşürecektir. Tasarım aşamasında tescilli lisanslı uygulamalar göz önüne alınır.
4.4. Tasarım İşlemleri Taahhüt ve inşaat işleri yapan müteahhit ve proje hazırlayan mühendislik firmaları tasarım uygulamalarında sırayla aşağıdaki işlemleri yaparlar: Isıl alanlar tespit edilir, Mahallerdeki ısıtma ve soğutma yükü tespit edilir, Su çevrim hattı yerleşim planı üzerine yerleştirilir, Döngüdeki su debisi tespit edilir, Çevrim sıcaklığı belirlenir, Cihaz verimlilikleri değerlendirilir, Cihaz seçimi yapılır, Soğutma kulesi seçimi yapılır, Kazan seçimi yapılır, Pompa ve boru ebat hesapları yapılır, Sirkülasyon pompası seçimi yapılır, Drenaj hattı tasarımı yapılır, Havalandırma sistemi tasarımı yapılır, Kontrol sistemi seçilir.
5. SU ÇEVRİMLİ ISI POMPASI ÇEVRİM SUYU SICAKLIK ARALIĞI Seçilen ısı pompasının konfigürasyon ve coğrafi konumuna bağlı olarak, Isı pompası giriş sıcaklıkları tespit edilir. ARI nın su kaynaklı ısı pompaları için iki test standardı vardır. ARI 320 standardı su çevrimli ısı pompalarında, ARI 325 açık çevrimli yer altı su kaynaklı veya su tarafı ekonomizerli su çevrimli ısı pompası sistemi için uygulanmaktadır. Isı pompalarını seçer ve boyutlandırırken ünitenin ARI sertifika gerekliliklerine uygun ve tespit edilen su girişçıkış sıcaklık aralığında verimli olarak çalışabilirliğine dikkat edilmesi gerekmektedir.
6. SU ÇEVRİMLİ ISI POMPASI SİSTEMİNİN AVANTAJLARI 1. Düşük Maliyet (Tablo 4) - İzole gerektirmeyen borulama, - Sadece 2 boru ile ısıtma/soğutma konforu, - Bina otomasyon zorunluluğu olmaması, - Çok az mekanik oda gereksinimi mevcut olması, - Geniş kanal şaftları gerektirmemesi, - Yapılan sistem karşılaştırmaları tablosunda da SKIP sistemin paket klimalardan sonra en ucuz sistem olduğu görülmektedir.
Tablo 4.
2. Yüksek enerji verimi - Enerji geri kazanım imkanı - Çok iyi kısmi yük verimi - Binada aynı anda kazan ve kule kullanımı gerektirmez - Yüksek ısıtma/soğutma COP değerleri
3. Bağımsız Zon Kontrolü Her zondaki üniteler ile istenilen anda ısıtma yada soğutma yaparak ideal ortam kontrol imkanı 4. Binada az yer gereksinimi Genelde asma tavan uygulaması ile kazan dairesine minimum gereksinim 5. Basit ve ekonomik bakım maliyeti (Tablo-6) Basit ünite dizaynı ve kapalı devre sistem sayesinde minimum bakım ihtiyacı 6. İhtiyaca göre kolaylıkla cihaz ekleme Sistemin su dağıtım borularına kolaylıkla ek branşmanlar ile yeni cihaz montajı yapılabilir. Cihaz adedi çok artmadığı sürece boru yada pompalarda değişiklik gerekmez.
Tablo 5.
7. Her kullanıcının harcamasının ayrı ölçülebilmesi Klima cihazlarının en çok enerji kullanan parçaları kompresör ve fan üniteleridir. Her ünitenin ayrı elektrik bağlantısı olduğundan kolaylıkla harcama ölçümü yapılabilir. Bu durum kiralık işyerleri ve alışveriş merkezlerinde büyük bir avantajdır. 8. Uzun cihaz ömrü Bina içindeki çalışma şartları ile cihaz ömürleri diğer sistemlere göre daha fazladır. 9. Çevre Dostu Ünitelerin kapalı devre ve direk genleşmeli olması nedeni ile çok az Freon gazı kullanır. Bu da herhangi bir kazada ortama kaçacak gazın çok az olması demektir.
7. SONUÇ Su çevrimli ısı pompası sistemlerinin ticari ve kamu binalarındaki iklimlendirme prosesinde önemli bir yeri vardır. Enerji kazanımı, bina içerisindeki eş zamanlı olarak soğutma yapılan bölgeler ve ısıtma yapılan bölgeler arasında ısı transferi ve dengelemesi yapılarak sağlanmaktadır. Su çevrimli ısı pompası cihazları, 50 yıldır başarılı bir şekilde Amerika ve Avrupa da kullanılmaktadır. Ülkemiz için kısmen yeni sayılabilecek bu teknoloji, bizde de çok hızlı bir gelişim içindedir. Sistemin basitliği, ilk maliyetinin ucuzluğu, sağladığı konfor ve enerji ekonomisi nedeni ile tercih edilmektedir.
SONUÇ Enerji kaynaklarının pahalılaşması, azalması; enerji, sanayi ve ulaştırma sektörlerinden doğan kirlenmeler dünyada olduğu gibi ülkemizde de çevreyi korumaya yönelik önlemlerin alınmasını gerekli kılmıştır. Isı pompaları, gerekli iyileştirmeler yapıldığı takdirde yüksek performansları ve düşük enerji tüketimleri ile, enerjiye yüksek bedeller ödeyen, üstelik birbiri ardı sıra enerji krizleri yaşayan ülkemize ekonomik anlamda büyük katkılar sağlayacaktır.
Doğal enerjinin kullanımının getirdiği avantajlar ise, kazan dairesinin çok küçülmesi, bina dışında hiçbir cihaz olmaması, düşük ve stabil sistem su sıcaklığı sayesinde çok yüksek verim olarak ortaya çıkacaktır. Genel sistem olarak kullanımlara bakıldığında, su kaynaklı ısı pompası uygulamalarının yukarıda anlatılan tüm şekillerde, küçük tek cihazlı ev uygulamalarından, yaklaşık 1500 adet cihazın aynı kapalı devre su hattına bağlı olduğu 50 katlı iş merkezlerine kadar çok geniş bir kullanım alanı bulduğunu görüyoruz.
8. İstanbul da bir uygulama
Metro AVM Meydan AVM, İskandinav ülkelerini dahil etmezsek şu anda Avrupa nın ve Türkiye nin en büyük (70.000 m2 büyüklüğündeki), en çevreci toprak kaynaklı ısı pompası projesidir. Metro Group Asset Management ın 100 milyon avro yatırımla kurduğu bu alışveriş merkezi, grubun toprak kaynaklı ısı pompası uygulaması ile kalorifer kazanı olmaksızın, doğal bir kaynak olan toprak enerjisi sistemiyle ısıtılıp soğutulan ilk projesidir.
Proje Künyesi: Projenin Kapsamı : Alışveriş Merkezi Projesi (Süpermarket Sinema -Mağazalardan oluşan) yaklaşık 130 bin m² alanda oluşturulmuş olup 70 bin m² lik satış alanına sahiptir. Toplam Soğutma Yükü : 3.600 kw Toplam Isıtma Yükü : 1.000 kw Toplam Ünite Adedi : 108 adet ısı pompası ünitesi (en küçük kapasite 1,5 kw, en büyük kapasite 65 kw) Toplam Sondaj - Boru Metrajı : 18.327 m Toplam Kuyu Adedi ve Ortalama Metrajı : 208 kuyu / 88 m
Metro AVM de kullanılan cihazlar: 108 adet, GRH006 modelinden GLV300 modeline kadar değişik adet ve kapasitelerde Climate Master ısı pompası cihazı 1 adet, 2.500 kw lık REF-A-254 AXI- SILENT kapalı tip Decsa soğutma kulesi. 17 adet, KG20 - KG400 aralığında değişik adet ve kapasitelerde Wolf ısı geri kazanımlı klima santrali 17 adet, % 100 taze hava kullanabilen 190 kw a kadar çeşitli kapasitede FHK model Lennox paket tip ısı pompası (su soğutmalı rooftoplar) cihazları mevcuttur.
Metro AVM Bina otomasyon sisteminde fiziksel nokta sayısı1288 dir. Bunların 952'si mekanik sistemlerdedir. Elektrik ve aydınlatmadan gelen nokta sayısı ise 336 dır. Bunun dışında 5 tane sudan suya, 17 tane su soğutmalı rooftop ve 96 tane su kaynaklı ısı pompası, bunların elektrik devreleri üzerine takılan 118 adet enerji analizörü ve su devreleri üzerindeki 118 adet kalorimetre olmak üzere toplam 354 tane cihazla Mod Bus ve M bus üzerinden haberleşilmektedir.
Metro AVM Bu sistem ile yılda 1,3 milyon kw primer enerji tasarrufu öngörülüyor. Sistem için hesaplanan CO2 tasarrufu yılda 350 tondur. 12 cm kalınlığında EPS ile ısı yalıtımı yapılmıştır.
Metro AVM Binanın çatı alanı yaklaşık 55 bin m2 ve bunun 30 bin m2 yeşil alandır. Bu özelliği ile Meydan, dünyanın tek alanda, en büyük yeşil alanlı çatısına sahiptir. Bu yeşil örtü ısı yalıtımına katkıda bulunduğu için enerji maliyetlerine de önemli bir katkı sağlamaktadır. Ayrıca 8 desibellik bir ses azaltımı da sağlamaktadır.
Sistem aynı zamanda büyük bir ısı deposu olarak da kullanılıyor. Yaz mevsiminde havalandırma sisteminden, yani soğuk üreteçlerinden gelen ısıya, kış mevsiminde ısınmak için gereksinim duyulur. Alışveriş meydanının soğutma gücü ısıtma gücünden hayli fazladır. Bu nedenle ilaveten toplam gücü 2.500 kw olan iki tane soğutma kulesi tesis edilmiştir. Bu kuleler gereksinim duyulması halinde alışveriş meydanındaki 50 mağazada yazın yüksek derecedeki sıcaklıklarda bile, bir mekan klimasının hüküm sürmesini sağlar.
Metro AVM Meydan AVM de hiç kazan yoktur. Isıtma yükünün tamamı topraktan genelde 25ºC'nin altındaki su ile yapılmaktadır. Merkezi ısıtma yoktur. Fancoillerde serpantinde dolaşan şartlandırılmış suyun temininde sudan suya ısı pompalarından yararlanılmıştır. (ısıtma 50/40ºC ve soğutma 7/12ºC) Kule-kazan denilen bu hibrid sistem uygulamasında 9 yılda sistemin kendisini amorti edebileceği hesaplanmıştır.