Fabrikalardaki Atık Isıyı Enerjiye Dönüştüren Endüstriyel Isı Pompası Tanıtıldı

Doğaz gaz kazanlarına alternatif geliyor. ABD'li Johnson Controls, fabrikalardaki atık ısıyı yeniden kullanarak 87,8 dereceye kadar sıcak su üretebilen endüstriyel ısı pompasını tanıttı.

Endüstriyel tesislerde ısıtma ihtiyacını karşılamak için genellikle doğal gaz gibi fosil yakıtlar kullanılıyor. Ancak özellikle gıda ve içecek üretimi gibi yüksek miktarda sıcak suya ihtiyaç duyulan sektörlerde, üretim süreçleri sırasında ortaya çıkan atık ısıdan yararlanmak enerji tüketimini önemli ölçüde azaltabiliyor. Bu noktada devreye giren endüstriyel ısı pompaları, soğutma sistemlerinden açığa çıkan ve normalde kullanılmadan çevreye bırakılan ısıyı geri kazanarak yeniden kullanılabilir sıcak suya dönüştürüyor. Bu alanda faaliyet gösteren şirketlerden biri olan ABD merkezli Johnson Controls, bu alandaki yeni çözümünü tanıttı.

Şirket, özellikle gıda ve içecek üretim tesisleri için geliştirdiği yeni Frick HeatPAC endüstriyel ısı pompasının, 2 MW'a kadar ısıtma kapasitesi sunabildiğini ve 87,8 dereceye kadar sıcak su üretebildiğini duyurdu. Yeni model, 200 kW ile 2 MW arasında değişen ısıtma kapasitesi sunuyor. Üretebildiği sıcak suyun sıcaklığı ise 54,4 ile 87,8 derece arasında değişiyor.

Frick HeatPAC, özellikle amonyaklı soğutma tesisatlarından atık ısı geri kazanmak üzere tasarlandı. Gıda ve içecek üretim tesislerinde kullanılan soğutma sistemleri, çalışırken önemli miktarda ısı açığa çıkarıyor. Yeni ısı pompası, normalde atmosfere bırakılabilecek bu ısıyı geri kazanarak üretim süreçlerinde kullanılabilecek sıcak suya dönüştürüyor. Sistemin ürettiği sıcak su; pastörizasyon, ekipman ve tesis temizliği, bina ısıtması gibi farklı amaçlarla kullanılabiliyor. Böylece tesisler, bu ihtiyaçları karşılamak için doğal gaz kazanları gibi geleneksel ısıtma sistemlerine daha az ihtiyaç duyuyor.

Isı pompasının temelinde, Sabroe Mark 5 pistonlu kompresör platformu bulunuyor. Sistem ayrıca, entegre bir aşırı kızdırıcı (desuperheater) içeren tamamen kaynaklı plakalı-kovanlı bir kondenser kullanıyor. Bu tasarım, ısı transferini iyileştirerek daha yüksek sıcaklıklarda su üretilmesine yardımcı olurken ekipmanın kapladığı alanın da azaltılmasını hedefliyor. Cihazda ısı eşanjörlerinin performansını korumak için iki aşamalı yağ ayırma teknolojisine de yer veriliyor. Bunun yanında, kompresöre sıvı soğutucu akışkan ulaşmasını önlemeye yardımcı olan karter havalandırma sistemi ve değişken frekans sürücüsü bulunuyor. 4:1 çalışma aralığına sahip bu sürücü, sistemin değişen ısıtma ihtiyaçlarına göre kapasitesini ayarlamasını sağlayarak kısmi yükte daha verimli çalışmasına yardımcı oluyor.

Johnson Controls, yeni HeatPAC sisteminin tipik uygulamalarda doğal gaz kazanlarına kıyasla yedi kata kadar daha enerji verimli olabileceğini belirtiyor. Ancak bu oran, şirketin kendi modellemelerine dayanıyor. Üretici, yeni model için henüz nominal performans katsayısı (COP) veya elektrik tüketimi gibi karşılaştırma yapmayı mümkün kılacak ayrıntılı teknik verileri paylaşmış değil. (Isı pompalarında COP değeri, üretilen ısı enerjisinin tüketilen elektrik enerjisine oranını ifade ediyor. Örneğin COP değeri 4 olan bir ısı pompası, tükettiği her 1 kWh elektrik karşılığında 4 kWh ısı enerjisi sağlayabiliyor.)

Johnson Controls, yeni sistemin kurulum ve işletme süreçlerini kolaylaştırmak için de çeşitli özellikler sunuyor. Fabrikada tamamen monte edilip test edilen üniteler, 15 inç dokunmatik ekrana sahip Frick Quantum HD kontrol sistemiyle geliyor. Unity mimarisini kullanan bu kontrol sistemi, mevcut tesis kontrol altyapılarına ve soğutma ekipmanlarına entegre edilebiliyor. Şirketin bunun yanında sunduğu Frick Coolware yazılımı üzerinden tesislerin ısı geri kazanım ihtiyaçları, sistem verimliliği, işletme maliyetleri ve geleneksel ısıtma ekipmanlarına kıyasla elde edilebilecek tasarruflar hesaplanabiliyor.

Johnson Controls, yeni sistemin potansiyelini göstermek için peynir üretimi yapan bir tesisi modelledi. Anlık ısıtma kapasitesi olarak 2 MW düzeyinde sıcak su ihtiyacı bulunan ve suyu 60 dereceye çıkarması gereken bu örnek tesiste yapılan hesaplamalara göre HeatPAC, doğal gaz kazanlarına kıyasla yıllık enerji maliyetlerini yüzde 40'a kadar azaltabiliyor. Tabii bu tasarruf tahmini, kullanılan enerji fiyatlarına ve simülasyonda kabul edilen çalışma koşullarına bağlı olarak değişiyor.

Bu yeni ürünle birlikte Johnson Controls, özellikle gıda üretimi gibi hem soğutma hem de ısıtma ihtiyacının yüksek olduğu endüstriyel tesislerde atık ısının yeniden kullanılması için dikkat çekici bir alternatif sunuyor.