İklimlendirme Sektöründe Güncel Teknik Çalışmalar ve Çevre İlişkisi
Yazan: Hüseyin Onbaşıoğlu, Ar-Ge Bölüm Müdürü, FRİTERM A.Ş.
Giriş
Özellikle son 20 yılda, küresel ısınma sorunuyla mücadele kapsamında ortaya konulan enerji verimliliği hedefleri ve 2006 yılında ilki yayımlanan F-Gaz Yönetmeliği iklimlendirme ve soğutma sistemleri ve ekipmanları konusunda sürdürülen teknik çalışmaları da şekillendirmektedir. Küresel ısınmanın dolaylı olarak sebep olduğu diğer bir sorun ise dünyanın bazı bölgelerinde yağış miktarının azalması veya yağışların yeraltı kaynaklarının beslenmesine fayda sağlayamadan fırtına ve sel gibi afetler şeklinde gerçekleşmesidir. Bu nedenle son yıllarda “tatlı su” olarak tanımlanan kullanma suyunun israfını önlemek ve özellikle endüstriyel proseslerde kullanımını azaltmak amacıyla birçok teknoloji üzerinde çalışılmaktadır.
Enerji verimliliği
2009 yılında AB tarafından yayınlanan 2020 stratejisi ve buna bağlı hedefler doğrultusunda enerji talebinin daha fazla oranda yenilenebilir enerjiden karşılanması ve CO2 emisyonlarının azaltılması yanı sıra enerji talebinin de azaltılması amacıyla enerji tasarrufu sağlayacak enerji geri kazanım sistemlerinin önemi günden güne artmaktadır. Bu bağlamda, AB ECO-DESIGN Direktifi ile iklimlendirme sistemlerinde kullanılacak ısı geri kazanım sistemlerinin (HRS- Heat Recovery System) piyasaya arz edilebilmesi için sağlamaları gerekli minimum verimlilik limitleri kademeli olarak artırılmıştır. Dolayısıyla bu sistemlerin belirtilen verimlilik kriterlerini karşılayabilmeleri ve bu limitlerin daha üzerinde değerleri sağlayabilmeli için teknolojik olarak geliştirme çalışmaları yoğunlaşmıştır. Bununla birlikte tüketicinin korunması ve sağlıklı bir rekabet zemininin oluşturulabilmesi amcıyla EUROVENT tarafından 2016 yılında HRS (Heat Recovery Systems) sertifikasyon programı da başlatılmıştır.
Enerji verimliliği konusunda bahsedilmesi gereken en önemli gelişmelerden biri de şüphesiz EC (Electronik kontrollü) fan teknolojisidir. Bu sayede mevsimsel ve gece gündüz sıcaklık değişimlerinde veya talep değişikliklerinde gereksiz fan gücü tüketimi engellenmektedir.
Küresel Isınma
Çevre konusundaki en önemli diğer bir husus ise “Küresel Isınma” ve bunun bir sonucu olarak ortaya çıkan, özellikle son yıllarda etkisinin fazlasıyla hissedilir seviyelere ulaştığı, iklim değişikliğidir. İklimlendirme ve soğutma sektörünün bu konudaki en önemli bağlantısının soğutma cihazlarının büyük çoğunluğunu oluşturan “Buhar Sıkıştırmalı” çevrimlerde kullanılan florlu gazların “Küresel ısıtma Potansiyelleri”, GWP(Global Warming Potential), olduğu bilinmektedir. Halen sektörde soğutucu gaz olarak yoğun bir şekilde kullanılmakta olan Florlu gazların sahip oldukları GWP değerleri ortalama 2500 birim civarında bulunmaktadır. Bu ölçekte, referans olarak Kabul edilen CO2’nin GWP değerinin 1 olduğu göz önünde bulundurulduğunda florlu gazların Küresel Isınma’ya katkısının boyutları tahmin edilebilmektedir. Bu bağlamda AB komisyonu tarafından florlu gazların kullanımını yıllar içerisinde çevreye etki etmeyecek seviyelere çekmek amacıyla F-Gaz Yönetmeliği yayınlanmıştır. İlki 2006 yılında yayınlanan AB F-Gas yönetmeliği, 2014 yılında yeniden düzenlenerek EU 517/2014 koduyla yeniden yayınlanmıştır. 2030 yılına kadar florlu gazların kullanımını en düşük seviyelere indirilmesini hedefleyen F-Gaz Yönetmeliği sonucunda, sektörde GWP değerleri oldukça düşük yeni karışım gazları üzerindeki çalışmalar yoğunlaşmaktadır. Bunun yanısıra GWP değerleri 0 veya 1 seviyelerinde bulunan ve “Doğal Akışkanlar” olarak adlandırılan R744 (CO2), R717 (Amonyak), R290 (Propan) benzeri akışkanların kullanımının yaygınlaştırılabilmesi amacıyla system ve ekipmanlar bazında birçok bilimsel-teknik çalışma sürdürülmektedir.
R744 akışkan kullanılan sistemler üzerinde yapılan çalışmalar, özellikle kuzey ülkelerinde kullanım alanlarının yaygınlaştırılması ve sistem verimliliklerinin artırılması konularında yoğunlaşmaktadır. Çalışmaların yoğunlaştığı diğer bir konunun ise orta iklim kuşağı ülkelerde Transkritik R744 sistemlerin verimliliği ve kullanılabilirliğinin arttırılabilmesi amacıyla yenilikçi bazı ekipman entegrasyonları ve sistem geliştirmeleri olduğu bahsedilebilir. Doğa dostu olarak tanımlanan en eski akışkanlardan olan Amonyak geçmişten bugüne endüstriyel soğutmanın vazgeçilmez akışkanı olarak bilinmektedir. Amonyak, sahip olduğu termofiziksel özellikler ve düşük maliyeti nedeniyle, daha çok pompalı soğutma sistemlerinin tercih edildiği endüstriyel uygulamalarda soğutucu akışkan olarak yaygınlığını korumaktadır. F-gas yönetmeliği nedeniyle, küçük sistemlerde florlu gazların yerini alabilecek doğal akışkan arayışlarında Amonyak’ın Direk Genleşmeli (Dx-Direct Expansion) sistemlerdeki iki fazdaki termal karakteristiklerinin iyileştirilmesi amacıyla temel bilimsel ve teknik çalışmalar önemli diğer bir gündemi oluşturmaktadır.
Tatlı Su Kaynaklarının Korunması
İklim değişikliğinin bir sonucu olarak ortaya çıkan ve bazı bölgelerde yağışların azalması ve bunun yanında artan dünya nüfusuna paralel olarak katlanarak artmaya devam eden tüketim sonucu yeryüzünde kişi başına düşen tatlı su miktarı gün geçtikçe azalmaktadır. Bu ve benzeri sorunlardan yola çıkarak iklimlendirme ve enerji üretim sektörlerinde adyabatik ön soğutma sistemleri (Fogging, cool pad, vb.) üzerinde oldukça önemli gelişmeler kaydedilmektedir. Bu sayede, hem bu amaçla tüketilen tatlı su miktarı azalmakta hem de sıcak iklimlerde ön soğutma sağlanarak fanlar tarafından tüketilen toplam enerji azaltılabilmektedir.
Sonuç olarak, gelecek yıllarda, iklimlendirme sektöründeki teknik çalışmalar ve gelişmelerin çevre politikaları ve stratejileri tarafından yönlendirileceğini söylemek yanlış olmayacaktır.
