Endüstriyel bir bina için atık su kaynaklı ısı pompası ile sıcak su eldesinin teknik ve ekonomik analizi

Son yıllarda enerji verimliliği ve alternatif enerji kaynaklarına artan ilgiden dolayı ısıtma, soğutma ve sıhhi sıcak su eldesinde ısı pompalarının kullanımı ön plana çıkmaktadır. Hava kaynaklı ısı pompalarının uygulanabilirliği, su kaynaklı ısı pompalarına göre daha kolay olduğu için ilk tercih edilen sistem havadan suya ısı pompaları olmaktadır. Fakat günlük yaşantımızda sürekli kullanılan sıhhi sıcak sudaki atık ısıyı tekrar kullanarak atık su kaynaklı ısı pompalarını yaygınlaştırmak mümkündür. Bu çalışmada endüstriyel bir tesisin atık sıhhi suyundaki enerjiyi kullanan ısı pompası ile yine sıhhi sıcak suyun eldesi incelenmiştir. Ele alınan ısı pompası sistemi alternatif fosil yakıtlı çelik kazanlı sistemler ile de enerji, ekonomi ve çevresel etki yönleriyle karşılaştırılmıştır. Su kaynaklı ısı pompalarında sıkça kullanılan R410A gazı yerine alternatif R290, R32 ve R407C gazlarıyla çalışan bir ısı pompasının enerji ve ekserji analizleri de incelemeye dahil edilmiştir. Bu sistemlerdeki ilk yatırım maliyetleriyle beraber 15 yıllık işletim maliyetleri de karşılaştırmada dikkate alınmıştır. Günümüzde karbon emisyonları sürdürülebilirlik açısından ön plana çıkmaktadır. Bu nedenle çalışmada enerji ve ekonomik analizler yanı sıra çevresel etki faktörleri de değerlendirilmiştir. Bu kapsamda kullanılan soğutucu akışkana göre atık su kaynaklı ısı pompasının (ASKIP) karbon emisyonları elde edilmiş, değerler fosil yakıtlı sistem emisyonları ile karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak yapılan incelemelerde R290 gazlı atık su kaynaklı ısı pompalı sistemin COP değeri 3,57 olurken sırasıyla R32 gazlı sistemde 3,53 COP değeri, R410A gazlı sistemde 3,35 COP değeri ve R407C gazlı sistemde 3,28 COP değeri hesaplanmıştır. Yatırımın geri ödeme süreleri, atık su kaynaklı ısı pompası sistemiyle karşılaştırınca diğer geleneksel sistemlere göre daha avantajlı olmaktadır. Ayrıca karbon emisyonları açısından ayık su kaynaklı ısı pompası sisteminin 15 yılda çevreye saldığı CO2 miktarı, fosil yakıtlı sistemlerin 1 yılda çevreye saldığı CO2 miktarından çok daha azdır.