ÖNSÖZ :

         Isıtma , soğutma , chiller , ısı pompası , klima , kombi , kazan , çevrim , absorbsiyon , soğutucu akışkan , doğalgazlı soğutma , soğutan alev , enerji verimi , küresel ısınma , düşük fatura gibi onlarca ürün ve tanımla karşılaştığımız ısıtma - soğutma sektöründe ev, ofis, okul, hastahane, alışveriş merkezi ve endüstriyel tesisleriniz için yaptırmayı düşündüğünüz sistemlerden hangisinin daha sağlıklı ve ekonomik olduğunu seçmekte zorlandığımız bir gerçektir.

       

         Isıtma gruplarından kombi ve merkezi sistem kazanların yaygın kullanımı sonucu genellikle bu cihazları ana hatları ile tanımakta ve merkezi sistemin kombiden daha avantajlı olduğunu bilmekteyiz. Aynı şekilde soğutma gruplarından klima ve chillerler'lerin soğutma ihtiyaçlarımıza yaygın olarak cevap verdikleri ve oda / ofis uygulamalarında klimaların, alışveriş merkezi, hastahane ve  endüstriyel tesisterde chillerlerin tercih edilerek uygulandığını gözlemlemekteyiz.

       

         Gelişen teknolojiye paralel olarak  üretici firmaların artmasıyla artık karşımıza amerika ve avrupada yaygın olarak kullanılan, ilk kurulum maliyetleri biraz yüksek olmasına karşın orta vadede düşük faturalarla kendilerini amorte eden, çevreye zarar vermeden çalışan ve aynı anda ısıtma ve soğutma ihtiyaçlarımıza cevap verebilen ısı pompalarını ve doğalgazlı soğutma cihazlarını hepbirlikte tanımaya çalışalım.

        

         Cihaz tanım ve özelliklerine geçmeden önce ısıtma - soğutma uygulamalarının kaynağı olan termodinamik bilminin anlayabileceğimiz basit ilkelerine göz atmakta mutlaka yarar vardır. Aşağıda vereceğimiz bilgiler bu konuda dünya çapında ün yapmış, akademik çevrelerde çok iyi tanınan ve takdir edilen; şu an Nevada Üniversitesi / A.B.D.'nde görev yapan sayın Dr. Yunus ÇENGEL'in Mühendislik Yaklaşımı ile Termodinamik kitabından alıntılar yapılarak bilgilerinize sunulmuştur.

 

SOĞUTMA MAKİNELERİ VE ISI POMPALARI

        Isı geçişinin her zaman sıcaklığın azaldığı yönde olduğu bilinen bir gerçektir, başka bir deyişle ısı geçişi, yüksek sıcaklıktaki ortamdan düşük sıcaklıktaki ortama olur. Bu doğal bir olgudur ve kendiliğinden gerçekleşir. Bu olgunun tersi kendiliğinden gerçekleşemez. Düşük sıcaklıktaki bir ortamdan yüksek sıcaklıktaki bir ortama ısı geçişi ancak soğutma makinelerinin kullanımı ile mümkündür.       

       

         Soğutma makineleride ısı makineleri gibi bir çevrimi esas alarak çalışır. Bir soğutma çevriminde kullanılan aracı akışkana soğutucu akışkan adı verilir. En yaygın kullanılan soğutma çevrimi buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimidir ve dört eleman ile gerçekleşir; kompresör, yoğuşturucu, kısılma vanası ve buharlaştırıcı. Soğutucu akışkan kompresöre buhar olarak girer ve burada yoğuşturucu basıncına sıkıştırılır. Kompresör çıkışında kızgın buhar halinde olan akışkan, yoğuşturucuda çevre ortama ısı vererek soğur ve yoğuşur. Akışkan yoğuşturucudan sonra kılcal borulara girer ve kısılma etkisiyle basıncı ve sıcaklığı büyük ölçüde azalır. Soğutucu akışkan daha sonra buharlaştırıcıda soğutulan ortamdan ısı alarak buharlaşır. Çevrim buharlaştırıcıdan çıkan akışkanın kompresöre girmesiyle tamamlanır.     

       

          Evlerde kullanılan buzdolabında, soğutucu akışkana ısı geçişinin olduğu dondurucu bölümü, buharlaştırıcı işlevini görür. Buzdolabının arkasındaki borular ise akışkanın mutfaktaki havaya ısı verdiği yoğuşturucudur. Aşağıdaki şekilde bir soğutma makinasının temel çalışma prensibi simgelenmiştir.

 

          Bir soğutma makinesinin verimi etkinlik katsayısı ile ifade edilir ve COPsm ile gösterilir ( Isı pompalarında bu simge COPıp şeklindedir ). Soğutma makinesinin amacı soğutulan ortamdan ısı cekmektir (QL). Bu amacı gerçekleştirmek için bir iş yapılması gerekir (Wnet giren). Bu durumda soğutma makinesinin etkinlik katsayısı aşağıdaki gibi ifade edilir.

 

                       Elde edilmek istenen değer                   QL

 COPsm =      ---------------------------- =              -------------

                       Harcanması gereken değer              Wnet giren

 

DİKKAT : Soğutma makinesi,klima,chiller,buzdolabı,derin dondurucu veya ısı pompası alırken COP veya EER değerlerini mutlaka kontrol ediniz. COP veya EER değeri büyüdükçe cihaz daha az enerji harcayacaktır. Eğer aldığınız cihazda COP değeri yazmıyor ise ürün katalogunun teknik tablolarındaki verilerden cihazın soğutma gücünü soğutmak için harcadığı enerjiye bölünüz. Çıkan değer C.O.P değeridir ve bu değer ne kadar büyük ise cihazınız o derece az enerji harcayacak demektir. EER = 3,412 COP dir. Özellikle klima alırken dikkat edilecek en önemli husus EER değerinin 3,2 nin altında olmamasıdır.

 

ISI POMPASI

 

         Düşük sıcaklıktaki bir ortamdan yüksek sıcaklıkta bir ortama ısıl enerji aktaran bir başka makinede ısı pompasıdır. Soğutma makineleri ve ısı pompaları aynı çevrimi gerçekleştirirler fakat kullanım amaçları farklıdır. Bir soğutma makinesinin amacı ortamdan ısı çekerek çevre sıcaklığının altında tutmaktır, çevreye ısı yaymak; çevrim için gerekli zorunlu bir iştir. Isı pompasının amacı ise ortamı istenilen değerde ısı alarak veya ısı vererek dengede tutmaktır ve en karakteristik iklimlendirme cihazıdır. Burda ısıtma için ısı alınan kaynak genelde çevredeki; dış hava, toprak veya su iken, soğutma için ısı çekilen ortam iç ortamdır.

       

         Isı pompalarının satın alma ve kurma bedelleri diğer ısıtma sistemlerine göre daha yüksektir, fakat orta dönemde ısıtma/soğutma faturalarının düşük olması, bu sistemlerin genelde kazançlı olmasını sağlar. Isı pompalarının kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. 1984 yılında ABD'de yapılan her üç evden birinde ısı ponpası kullanılmıştır.

      

         Isı pompalarının ve klima sistemlerinin mekanik parçaları aynıdır. Bu nedenle bir evin ısıtma ve soğutulmasını ayrı sistemlerle yapmak ekonomik değildir. Aynı sistem kışın ısıtma amacıyla yazında soğutma amacıyla kullanılabilir.

              Adındanda anlaşılacağı gibi soğurmalı soğutma sistemlerinde soğutucu akışkanın bir ikinci akışkan içinde soğurulması sözkonusudur. En yaygın olarak kullanılan absorbsiyonlu soğutma sistemi amonyak su sistemidir. Bu sistemde soğutucu akışkan olarak amonyak ( NH3 ), su ( H2O ) tarafından soğutulur. Bu sistem yukarda anlatılan chiller, klima, ısı pompası gibi cihazların çalışma prensipleri ile aynı çalışır tek fark kompresör bulunmamasıdır. Kompresörün yerini soğutucu akışkanın basıncını yükselten değişik bi mekanizma almaktadır ve mekanizma bir ısı kaynağı (örn : doğalgaz brülörü ) ile ısıtılarak suyun termal genleşmesi ve amonyağın suyla reaksiyona girmesi vasıtası ile soğutucu akışkanın (amonyak) basıncı yükseltilir ve çevrim tamamlanır.            

         Bu sistemin en önemli avantajı kompresör bulunmadığından hareketli parçalar yok denecek kadar azdır ve çok uzun süre bakım gerektirmez. Aynı zamanda da çok sessiz çalışır. Soğutma maliyetinin düşük olmasının sebebi kompresörü çalıştırmak için kullanılan enerjinin ( elektrik ) %1'i kadar ısıtma enerjisi ile soğutma yapılabilmesidir. Çevrim sırasında soğutucu akışkandan ısı alarak ısınan suyun başka bir devrede kullanılması ile de soğutma yaparken ücretsiz sıcak su kullanılır. İmkansız gibi görünen " soğutan alev " teriminin izahı yukarda anlatıldığı gibidir.