Kayseri ilinde genel kullanım amaçlı binalarda ısı pompası kullanımının maliyet analizi

Abstract

Gelişen teknoloji ve artan dünya nüfusuyla birlikte enerji tüketimi de her geçen gün artmakta ve günümüzde enerjinin yaklaşık %30'u binalarda iklimlendirme amaçlı kullanılmaktadır. Bu bağlamda, binalarda tüketilen enerji miktarının azaltılması enerji verimliliği açısından önemli bir husus olup, literatürde farklı parametrelerin (bina mimarilerinde değişiklik, çeşitli yapı elemanlarının kullanılması, enerji ekipmanlarının verimliliklerinin artırılması, enerji sistemlerinin değiştirilmesi vs.) incelendiği birçok çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmada da Kayseri ilinde bulunan çok amaçlı kullanıma sahip, yaklaşık 10 000 m2 kapalı alanlı bir binanın iklimlendirmesinde yenilenebilir enerji kaynağı kullanımının, enerji ekonomisine etkisi incelenmektedir. Çalışmada prototip olarak hazırlanan bir bina projesinde; ısıl yüklerin hesabı, iklimlendirme sistemlerinin belirlenmesi, maliyet analizleri ve enerji tüketimleri incelenmiştir. Yenilenebilir enerjinin kaynağı olarak, yeraltı suyu kaynaklı ısı pompasının kullanıldığı bu çalışmada, sistemin etkinliğini incelemek amacıyla yaygın kullanımlı iklimlendirme sistemi de (ısıtma da doğalgaz, soğutma da hava kaynaklı soğutma grubu) tasarlanmıştır. Yeraltı suyu kaynaklı ısı pompası da hem ısıtma hem soğutma amaçlı kullanılmıştır. Projelendirilerek tasarlanan her iki sistemin, ilk yatırım ve işletme maliyetleri (bakım-servis maliyeti, işçilik maliyeti ve enerji tüketimi maliyeti) detaylı olarak incelenmiş ve karşılaştırılması yapılmıştır. Yaygın kullanımlı iklimlendirme sisteminin ilk yatırım maliyeti 727.442,00 ₺ ve yıllık işletme maliyeti de 151.263,00 ₺ dir. Bu maliyetler, yeraltı suyu kaynaklı ısı pompalı iklimlendirme sisteminden sırasıyla %17,1 ve %35,8 daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmayla, daha temiz ve ülke kaynaklarının kullanılması nedeniyle daha bağımsız bir enerji kaynağı olarak bilinen yeraltı suyu kaynaklı ısı pompası kullanımının, daha ekonomik bir iklimlendirme sistemi olduğu da tespit edilmiştir.

Energy consumption due to the developing technology and increasing world population is increasing day by day and about 30% of the energy is used for air conditioning in buildings today. Therefore, reducing the amount of consumed energy in buildings is an important case in terms of energy efficiency, and there are many studies in the literature that examine different parameters (change in building architectures, use of various construction agents, increasing of energy equipment efficiency, change of energy systems, etc.).In this study, the effect of the using of renewable energy source is examined on the energy economy of a commonly used building that has indoor area of 10 000 m2 in Kayseri province . Calculation of thermal loads, determination of air conditioning systems, system cost analysis and energy consumption of prepared building as a prototype were examined. In this study, where the underground water based heat pump is used as the source of renewable energy, a commonly used air conditioning system (natural gas in heating system and air source cooling group in cooling system) was designed to examine of the system efficiency. The underground water based heat pump is used for both heating and cooling purposes. The initial investment cost and operation costs (maintenance-service cost, labour cost and energy consumption cost) of each designed system were examined and were compared with each other. The initial investment cost of the commonly used air conditioning system was 727.442,00 ₺ and the annual operating cost was 151.263.00 ₺. These costs were 17.1% and 35.8% higher than the underground water based heat pump air conditioning system, respectively. In this study, it has been determined that the use of underground water based heat pump, which is known as a more independent due to the use of national resources and cleaner energy source, is also a more economical air conditioning system.