giriiş
Evinizi ısıtmak ve soğutmak veya enerji faturalarınızı azaltmak için seçenekler araştırıyorsanız, ısı pompası sistemini düşünebilirsiniz. Isı pompaları Kanada'da kanıtlanmış ve güvenilir bir teknolojidir; kışın ısı sağlayarak, yazın soğutma yaparak ve bazı durumlarda eviniz için sıcak su ısıtarak eviniz için yıl boyunca konfor kontrolü sağlama kapasitesine sahiptir.
Isı pompaları çeşitli uygulamalarda ve hem yeni evler hem de mevcut ısıtma ve soğutma sistemlerinin yenilenmesi için mükemmel bir seçim olabilir. Yalnızca soğutma sisteminden ısı pompasına geçmenin artan maliyeti genellikle oldukça düşük olduğundan, mevcut klima sistemlerini değiştirirken de bir seçenektirler. Farklı sistem türleri ve seçeneklerinin zenginliği göz önüne alındığında, ısı pompasının eviniz için doğru seçenek olup olmadığını belirlemek çoğu zaman zor olabilir.
Bir ısı pompası düşünüyorsanız muhtemelen aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok sorunuz olacaktır:
- Ne tür ısı pompaları mevcuttur?
- Bir ısı pompası yıllık ısıtma ve soğutma ihtiyacımın ne kadarını karşılayabilir?
- Evim ve uygulamam için hangi boyutta ısı pompasına ihtiyacım var?
- Isı pompalarının maliyeti diğer sistemlerle karşılaştırıldığında ne kadardır ve enerji faturamdan ne kadar tasarruf edebilirim?
- Evimde ek değişiklikler yapmam gerekecek mi?
- Sistem ne kadar servis gerektirecek?
Bu kitapçık, daha fazla bilgi sahibi olmanıza yardımcı olmak ve eviniz için doğru seçimi yapmanıza destek olmak amacıyla ısı pompaları hakkında önemli bilgiler sağlar. Bu soruları bir kılavuz olarak kullanan bu kitapçık, en yaygın ısı pompası türlerini açıklamakta ve bir ısı pompasının seçimi, kurulumu, çalıştırılması ve bakımıyla ilgili faktörleri tartışmaktadır.
Hedef kitlesi
Bu kitapçık, sistem seçimi ve entegrasyonu, işletimi ve bakımıyla ilgili bilinçli karar vermeyi desteklemek amacıyla ısı pompası teknolojileri hakkında arka plan bilgisi arayan ev sahipleri için tasarlanmıştır. Burada verilen bilgiler genel olup, spesifik ayrıntılar kurulumunuza ve sistem tipinize göre değişiklik gösterebilir. Bu kitapçık, kurulumunuzun ihtiyaçlarınızı ve istediğiniz hedefleri karşılamasını sağlayacak bir yüklenici veya enerji danışmanıyla çalışmanın yerine geçmemelidir.
Evde Enerji Yönetimi Üzerine Bir Not
Isı pompaları çok verimli ısıtma ve soğutma sistemleridir ve enerji maliyetlerinizi önemli ölçüde azaltabilir. Evi bir sistem olarak düşünürsek evinizdeki hava kaçakları (çatlaklardan, deliklerden), izolasyonu kötü olan duvarlar, tavanlar, pencere ve kapılar gibi alanlardan kaynaklanan ısı kayıplarının en aza indirilmesi önerilir.
Öncelikle bu sorunların üstesinden gelmek, daha küçük bir ısı pompası boyutu kullanmanıza olanak tanıyarak ısı pompası ekipman maliyetlerini azaltır ve sisteminizin daha verimli çalışmasına olanak tanır.
Bunun nasıl yapılacağını açıklayan bir dizi yayın Natural Resources Canada'da mevcuttur.
Isı Pompası Nedir ve Nasıl Çalışır?
Isı pompaları, binalara verimli bir şekilde ısıtma, soğutma ve bazı durumlarda sıcak su sağlamak için hem Kanada'da hem de küresel olarak onlarca yıldır kullanılan kanıtlanmış bir teknolojidir. Aslında ısı pompası teknolojisiyle günlük olarak etkileşime girmeniz muhtemeldir: buzdolapları ve klimalar aynı prensip ve teknolojiyi kullanarak çalışır. Bu bölüm, bir ısı pompasının nasıl çalıştığına ilişkin temel bilgileri sunmakta ve farklı sistem türlerini tanıtmaktadır.
Isı Pompası Temel Kavramları
Isı pompası, ısıyı düşük sıcaklıktaki bir yerden (kaynak) alan ve onu daha yüksek sıcaklıktaki bir yere (lavabo) ileten, elektrikle çalışan bir cihazdır.
Bu süreci anlamak için bir tepe üzerinde bisiklet yolculuğunu düşünün: Bisiklet ve sürücü doğal olarak yüksek bir yerden daha alçak bir yere doğru hareket edeceğinden, tepenin tepesinden aşağıya inmek için hiçbir çabaya gerek yoktur. Ancak bisiklet doğal hareket yönünün tersine hareket ettiğinden yokuş yukarı çıkmak çok daha fazla çalışma gerektirir.
Benzer şekilde, ısı da doğal olarak sıcaklığın yüksek olduğu yerlerden sıcaklığın düşük olduğu yerlere doğru akar (örneğin kışın binanın içinden gelen ısı dışarıya doğru kaybolur). Bir ısı pompası, doğal ısı akışına karşı koymak için ek elektrik enerjisi kullanır ve daha soğuk bir yerde bulunan enerjiyi daha sıcak bir yere pompalar.
Peki bir ısı pompası evinizi nasıl ısıtır veya soğutur? Enerji bir kaynaktan çekildikçe kaynağın sıcaklığı azalır. Ev kaynak olarak kullanılırsa termal enerji ortadan kaldırılarak bu alan soğutulacaktır. Isı pompası soğutma modunda bu şekilde çalışır ve klimalar ve buzdolapları tarafından kullanılan prensiple aynıdır. Benzer şekilde bir lavaboya enerji eklendikçe sıcaklığı artar. Evin lavabo olarak kullanılması durumunda termal enerji eklenerek mekanın ısıtılması sağlanacak. Isı pompası tamamen tersine çevrilebilir, yani evinizi hem ısıtabilir hem de soğutabilir ve yıl boyunca konfor sağlar.
Isı Pompaları için Kaynaklar ve Havuzlar
Isı pompası sisteminiz için kaynağın ve havuzun seçilmesi, sisteminizin performansının, sermaye maliyetlerinin ve işletme maliyetlerinin belirlenmesinde uzun bir yol kat eder. Bu bölüm Kanada'daki konut uygulamalarına yönelik ortak kaynaklara ve havuzlara kısa bir genel bakış sunmaktadır.
Kaynaklar: Kanada'da evlerin ısı pompalarıyla ısıtılması için en yaygın olarak iki termal enerji kaynağı kullanılır:
- Hava Kaynağı: Isı pompası, ısıtma mevsimi boyunca dışarıdaki havadan ısı çeker ve yazın soğutma mevsimi boyunca ısıyı dışarı atar.
- Dış ortam sıcaklıkları soğuk olsa bile, çıkarılıp binaya iletilebilecek önemli miktarda enerjinin hala mevcut olduğunu bilmek şaşırtıcı olabilir. Örneğin, havanın -18°C'deki ısı içeriği, 21°C'deki ısının %85'ine eşittir. Bu, ısı pompasının soğuk havalarda bile önemli miktarda ısıtma sağlamasına olanak tanır.
- Hava kaynaklı sistemler, Kanada genelinde 700.000'den fazla kurulu üniteyle Kanada pazarında en yaygın olanıdır.
- Bu tür sistemler Hava Kaynaklı Isı Pompaları bölümünde daha ayrıntılı olarak ele alınmaktadır.
- Toprak Kaynaklı: Toprak kaynaklı bir ısı pompası, kışın ısı kaynağı olarak toprağı, yer altı suyunu veya her ikisini birden, yazın ise evden alınan ısıyı reddetmek için bir rezervuar olarak kullanır.
- Bu ısı pompaları, hava kaynaklı ünitelerden daha az yaygındır ancak Kanada'nın tüm illerinde daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Başlıca avantajları, aşırı sıcaklık dalgalanmalarına maruz kalmamaları, toprağı sabit bir sıcaklık kaynağı olarak kullanmaları ve bu sayede enerji açısından en verimli türde ısı pompası sistemi elde etmeleridir.
- Bu tür bir sistem Toprak Kaynaklı Isı Pompaları bölümünde daha ayrıntılı olarak ele alınmaktadır.
Lavabolar: Kanada'da ısı pompalı evlerin ısıtılmasında en yaygın olarak termal enerji için iki lavabo kullanılır:
- İç hava ısı pompası tarafından ısıtılır. Bu şu şekilde yapılabilir: Binanın içindeki su ısıtılır. Bu su daha sonra hidronik bir sistem aracılığıyla radyatörler, radyant zemin veya fancoil üniteleri gibi terminal sistemlerine hizmet vermek için kullanılabilir.
- Merkezi kanallı sistem veya
- Duvara monte ünite gibi kanalsız bir iç ünite.
Isı Pompası Verimliliğine Giriş
Fırınlar ve kazanlar doğalgaz veya kalorifer yakıtı gibi bir yakıtın yanması yoluyla havaya ısı vererek mekanın ısıtılmasını sağlar. Verimlilik sürekli olarak artmasına rağmen hâlâ %100'ün altında kalıyor; bu da yanmadan elde edilen mevcut enerjinin tamamının havayı ısıtmak için kullanılmadığı anlamına geliyor.
Isı pompaları farklı bir prensiple çalışır. Isı pompasına elektrik girişi, termal enerjiyi iki konum arasında aktarmak için kullanılır. Bu, ısı pompasının tipik verimlerin çok üzerinde bir değerle daha verimli çalışmasına olanak tanır.
%100, yani pompalamak için kullanılan elektrik enerjisi miktarından daha fazla termal enerji üretilir.
Isı pompasının verimliliğinin büyük ölçüde kaynağın ve havuzun sıcaklıklarına bağlı olduğunu unutmamak önemlidir. Tıpkı daha dik bir yokuşun bisikletle tırmanmak için daha fazla çaba gerektirmesi gibi, ısı pompasının kaynağı ve alıcısı arasındaki daha büyük sıcaklık farkları da onun daha fazla çalışmasını gerektirir ve verimliliği azaltabilir. Sezonsal verimliliği en üst düzeye çıkarmak için doğru ısı pompası boyutunu belirlemek kritik öneme sahiptir. Bu hususlar Hava Kaynaklı Isı Pompaları ve Toprak Kaynaklı Isı Pompaları bölümlerinde daha ayrıntılı olarak tartışılmaktadır.
Verimlilik Terminolojisi
Üretici kataloglarında çeşitli verimlilik ölçümleri kullanılmaktadır ve bu, sistem performansının anlaşılmasını ilk kez alıcı için biraz kafa karıştırıcı hale getirebilir. Aşağıda yaygın olarak kullanılan bazı verimlilik terimlerinin dökümü verilmiştir:
Kararlı Durum Metrikleri: Bu ölçümler, ısı pompası verimliliğini 'kararlı durumda', yani mevsim ve sıcaklıkta gerçek hayattaki dalgalanmalar olmadan tanımlar. Bu nedenle, kaynak ve havuz sıcaklıkları ve diğer operasyonel parametreler değiştikçe değerleri önemli ölçüde değişebilir. Kararlı durum metrikleri şunları içerir:
Performans Katsayısı (COP): COP, ısı pompasının termal enerjiyi aktarma hızı (kW olarak) ile pompalamayı yapmak için gereken elektrik gücü miktarı (kW olarak) arasındaki orandır. Örneğin bir ısı pompası 3 kW ısıyı aktarmak için 1 kW elektrik enerjisi kullanıyorsa COP 3 olacaktır.
Enerji Verimliliği Oranı (EER): EER, COP'ye benzer ve bir ısı pompasının kararlı durum soğutma verimliliğini tanımlar. Isı pompasının Btu/h cinsinden soğutma kapasitesinin, belirli bir sıcaklıkta Watt (W) cinsinden elektrik enerjisi girişine bölünmesiyle belirlenir. Bir ısı pompasının hem ısıtma hem de soğutmadaki verimliliğini ifade etmek için kullanılabilen COP'tan farklı olarak EER, kararlı durum soğutma verimliliğinin tanımlanmasıyla sıkı bir şekilde ilişkilidir.
Mevsimsel Performans Metrikleri: Bu ölçümler, mevsim boyunca sıcaklıklardaki "gerçek hayattaki" değişimleri birleştirerek, bir ısıtma veya soğutma mevsimi boyunca performansın daha iyi bir tahminini vermek üzere tasarlanmıştır.
Sezonluk metrikler şunları içerir:
- Isıtma Sezonsal Performans Faktörü (HSPF): HSPF, ısı pompasının tüm ısıtma sezonu boyunca binaya ne kadar enerji sağladığının (Btu cinsinden), aynı dönemde kullandığı toplam enerjiye (Watsaat cinsinden) oranıdır.
Uzun vadeli iklim koşullarının hava durumu verileri özellikleri, HSPF'nin hesaplanmasında ısıtma mevsimini temsil etmek için kullanılır. Ancak bu hesaplama genellikle tek bir bölgeyle sınırlıdır ve Kanada genelindeki performansı tam olarak temsil etmeyebilir. Bazı üreticiler talep üzerine başka bir iklim bölgesi için HSPF sağlayabilir; ancak tipik olarak HSPF'ler Ortabatı ABD'ye benzer iklimleri temsil eden Bölge 4 için rapor edilmektedir. Bölge 5, Kanada'daki eyaletlerin güney yarısının çoğunu, BC'nin iç kısımlarından New Brunswick'e kadar kapsayacaktır.
- Sezonsal Enerji Verimliliği Oranı (SEER): SEER, ısı pompasının tüm soğutma sezonu boyunca soğutma verimliliğini ölçer. Soğutma sezonu boyunca sağlanan toplam soğutmanın (Btu cinsinden) bu süre zarfında ısı pompası tarafından kullanılan toplam enerjiye (Watt-saat cinsinden) bölünmesiyle belirlenir. SEER, ortalama yaz sıcaklığının 28°C olduğu bir iklimi temel alır.
Isı Pompası Sistemlerine İlişkin Önemli Terminoloji
Isı pompalarını incelerken karşılaşabileceğiniz bazı genel terimleri burada bulabilirsiniz.
Isı Pompası Sistem Bileşenleri
Soğutucu akışkan, ısı pompasında dolaşan, ısıyı dönüşümlü olarak emen, taşıyan ve serbest bırakan akışkandır. Akışkan, konumuna bağlı olarak sıvı, gaz veya gaz/buhar karışımı olabilir.
Ters çevirme valfi, ısı pompasındaki soğutucu akışkanın akış yönünü kontrol eder ve ısı pompasını ısıtma modundan soğutma moduna veya tam tersi şekilde değiştirir.
Bobin, kaynak/lavabo ve soğutucu akışkan arasında ısı transferinin gerçekleştiği boru sisteminin bir halkası veya halkalarıdır. Boru, ısı değişimi için mevcut yüzey alanını arttırmak amacıyla kanatçıklara sahip olabilir.
Evaporatör, soğutucu akışkanın çevresinden ısıyı emdiği ve düşük sıcaklıkta buhar haline gelmek üzere kaynadığı bir bobindir. Soğutucu akışkan ters çevirme valfinden kompresöre geçerken, akümülatör buharlaşmayan fazla sıvıyı gaz halinde toplar. Ancak tüm ısı pompalarının akümülatörü yoktur.
Kompresör, soğutucu gazın moleküllerini bir araya sıkıştırarak soğutucunun sıcaklığını arttırır. Bu cihaz, kaynak ile lavabo arasında termal enerjinin aktarılmasına yardımcı olur.
Yoğuşturucu, soğutucu akışkanın çevreye ısı vererek sıvı hale geldiği bir bobindir.
Genleşme cihazı kompresörün yarattığı basıncı düşürür. Bu, sıcaklığın düşmesine neden olur ve soğutucu, düşük sıcaklıkta buhar/sıvı karışımı haline gelir.
Dış ünite, hava kaynaklı bir ısı pompasında ısının dış havaya/dış havadan aktarıldığı yerdir. Bu ünite genellikle bir ısı eşanjörü bobini, kompresör ve genleşme valfinden oluşur. Bir klimanın dış kısmıyla aynı şekilde görünür ve çalışır.
İç mekan serpantini, bazı hava kaynaklı ısı pompalarında ısının iç mekan havasına/iç havadan aktarıldığı yerdir. Genel olarak, iç ünite bir ısı eşanjörü bobini içerir ve aynı zamanda ısıtılan veya soğutulan havanın işgal edilen alana devridaimi için ilave bir fan da içerebilir.
Yalnızca kanallı kurulumlarda görülen plenum, hava dağıtım ağının bir parçasıdır. Plenum, ısıtılmış veya soğutulmuş havanın evin içinde dağıtılmasına yönelik sistemin bir parçasını oluşturan bir hava bölmesidir. Genellikle ısı eşanjörünün hemen üstünde veya çevresinde büyük bir bölmedir.
Diğer terimler
Kapasite veya güç kullanımına ilişkin ölçü birimleri:
- Btu/h veya saat başına İngiliz ısı birimi, bir ısıtma sisteminin ısı çıkışını ölçmek için kullanılan bir birimdir. Bir Btu, tipik bir doğum günü mumunun verdiği ısı enerjisi miktarıdır. Bu ısı enerjisi bir saat içinde açığa çıksaydı, bir Btu/saat'e eşdeğer olurdu.
- Bir kW veya kilowatt, 1000 watt'a eşittir. Bu, 100 watt'lık on adet ampulün ihtiyaç duyduğu güç miktarıdır.
- Ton, ısı pompası kapasitesinin bir ölçüsüdür. 3,5 kW veya 12 000 Btu/saat'e eşdeğerdir.
Hava Kaynaklı Isı Pompaları
Hava kaynaklı ısı pompaları, ısıtma modunda dış havayı termal enerji kaynağı olarak, soğutma modunda ise enerjiyi reddetmek için bir havuz olarak kullanır. Bu tür sistemler genel olarak iki kategoriye ayrılabilir:
Hava-Hava Isı Pompaları. Bu üniteler evinizdeki havayı ısıtır veya soğutur ve Kanada'daki hava kaynaklı ısı pompası entegrasyonlarının büyük çoğunluğunu temsil eder. Kurulum türüne göre ayrıca sınıflandırılabilirler:
- Kanallı: Isı pompasının iç bobini bir kanal içinde bulunur. Hava, kanal sistemi aracılığıyla evin farklı yerlerine dağıtılmadan önce bobinin üzerinden geçirilerek ısıtılır veya soğutulur.
- Kanalsız: Isı pompasının iç bobini bir iç ünitede bulunur. Bu iç üniteler genel olarak kullanılan bir mekanın zemininde veya duvarında bulunur ve o mekandaki havayı doğrudan ısıtır veya soğutur. Bu birimler arasında mini ve çoklu bölme terimlerini görebilirsiniz:
- Mini Split: Evin içinde tek bir dış ünite tarafından hizmet verilen tek bir iç ünite bulunur.
- Çoklu Bölünmüş: Evde birden fazla iç ünite bulunur ve tek bir dış ünite tarafından hizmet verilir.
Hava-hava sistemleri, iç ve dış sıcaklık farkı daha az olduğunda daha verimlidir. Bu nedenle, hava-hava ısı pompaları genellikle daha yüksek hacimde sıcak hava sağlayarak ve bu havayı daha düşük bir sıcaklığa (normalde 25 ila 45°C arasında) ısıtarak verimliliklerini optimize etmeye çalışırlar. Bu, daha küçük hacimde hava sağlayan ancak havayı daha yüksek sıcaklıklara (55°C ile 60°C arası) ısıtan fırın sistemleriyle çelişir. Eğer fırından ısı pompasına geçiş yapıyorsanız, yeni ısı pompanızı kullanmaya başladığınızda bunu fark edebilirsiniz.
Hava-Su Isı Pompaları: Kanada'da daha az yaygın olan hava-su ısı pompaları suyu ısıtır veya soğutur ve düşük sıcaklıklı radyatörler, radyant zeminler veya fan bobin üniteleri gibi hidronik (su bazlı) dağıtım sistemlerine sahip evlerde kullanılır. Isıtma modunda ısı pompası hidronik sisteme termal enerji sağlar. Soğutma modunda bu süreç tersine döner ve termal enerji hidronik sistemden çekilerek dış havaya verilir.
Hava-su ısı pompalarının değerlendirilmesinde hidronik sistemdeki çalışma sıcaklıkları kritik öneme sahiptir. Hava-su ısı pompaları, suyu daha düşük sıcaklıklara, yani 45 ila 50°C'nin altına ısıtırken daha verimli çalışır ve bu nedenle radyant zeminler veya fancoil sistemleri için daha iyi bir seçimdir. 60°C'nin üzerinde su sıcaklıkları gerektiren yüksek sıcaklıklı radyatörlerle kullanım düşünülürse dikkatli olunmalıdır; çünkü bu sıcaklıklar genellikle çoğu konut tipi ısı pompasının sınırlarını aşar.
Hava Kaynaklı Isı Pompalarının Başlıca Faydaları
Hava kaynaklı bir ısı pompası kurmak size birçok avantaj sağlayabilir. Bu bölüm, hava kaynaklı ısı pompalarının evinizin enerji ayak izine nasıl fayda sağlayabileceğini araştırıyor.
Yeterlik
Hava kaynaklı ısı pompası kullanmanın en büyük faydası, fırın, kazan ve elektrikli süpürgelikler gibi tipik sistemlere kıyasla ısıtmada sağlayabildiği yüksek verimdir. 8°C'de, hava kaynaklı ısı pompalarının performans katsayısı (COP) tipik olarak 2,0 ile 5,4 arasında değişir. Bu, COP'si 5 olan üniteler için, ısı pompasına sağlanan her kWh elektrik için 5 kilowatt saat (kWh) ısının aktarıldığı anlamına gelir. Dış hava sıcaklığı düştükçe, ısı pompasının iç ve dış alan arasında daha büyük bir sıcaklık farkıyla çalışması gerektiğinden COP'ler düşer. –8°C'de COP'ler 1,1 ile 3,7 arasında değişebilir.
Mevsimsel bazda, piyasada mevcut ünitelerin ısıtma mevsimsel performans faktörü (HSPF) 7,1 ila 13,2 (Bölge V) arasında değişebilir. Bu HSPF tahminlerinin Ottawa'ya benzer bir iklime sahip bir bölge için olduğunu belirtmek önemlidir. Gerçek tasarruflar büyük ölçüde ısı pompası kurulumunuzun konumuna bağlıdır.
Enerji tasarrufu
Isı pompasının daha yüksek verimliliği, enerji kullanımında önemli azalmalara dönüşebilir. Evinizdeki gerçek tasarruflar, yerel ikliminiz, mevcut sisteminizin verimliliği, ısı pompasının boyutu ve türü ve kontrol stratejisi gibi bir dizi faktöre bağlı olacaktır. Özel uygulamanız için ne kadar enerji tasarrufu bekleyebileceğinize dair hızlı bir tahmin sağlamak için birçok çevrimiçi hesap makinesi mevcuttur. NRCan'ın ASHP-Eval aracı ücretsiz olarak mevcuttur ve kurulumcular ve mekanik tasarımcılar tarafından durumunuz hakkında tavsiyelerde bulunmak için kullanılabilir.
Hava Kaynaklı Isı Pompası Nasıl Çalışır?
Deşifre metni
Hava kaynaklı bir ısı pompasının üç döngüsü vardır:
- Isıtma Döngüsü: Binaya termal enerji sağlanması
- Soğutma Döngüsü: Binadan termal enerjinin uzaklaştırılması
- Buz Çözme Döngüsü: Don giderme
- dış mekan bobinlerinde birikme
Isıtma Döngüsü
Açıklama:
Yazıların bir kısmı internetten alınmıştır. Herhangi bir ihlal varsa, silmek için lütfen bizimle iletişime geçin. Isı pompası ürünleriyle ilgileniyorsanız, lütfen OSB ısı pompası şirketiyle iletişime geçmekten çekinmeyin, en iyi seçiminiz biziz.
Gönderim zamanı: Kasım-01-2022