Endüstriyi karbondan arındırma, bir defada bir ısı pompası kurulumu
21 Eyl 2022
İster -40 isterse +140 derece Celsius olsun, ısı ısıdır. Isının boşa harcanması, sadece paranın çöpe gitmesine değil aynı zamanda özellikle hem ısıtma hem de soğutmanın gerek duyulduğu birçok endüstriyel prosesin karbon ayak izinin artmasına neden olur. Enerji-etkin ısı pompaları, karbon-sıfır bir gelecek yolunda gittikçe hızlı bir şekilde tercih edilen bir teknolojidir. Bu teknoloji, gittikçe katı ve titiz hale getirilen çevre kanunları gibi endüstri ve şehirlere kendi sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmada ve işletim maliyetlerini düşürmelerinde yardım etmektedir.
İklim değişikliği, küresel ölçekte sıkıntı yaratan bir sorundur. Bu durum, sera gazı emisyonlarının azaltılması ve sıcaklık artışının en az 1,5 Celsius derece ile sınırlandırılması konusunda küresel bir anlaşma olan Paris Anlaşmasıyla sonuçlanan 2015 iklim zirvesinde açıkça ortaya konmuştur. Avrupa Birliği şu anda bir Avrupa Yeşil Sözleşmesi belirlemiş, ve kendini iklim önlemleri konusunda dünyaya liderlik etmeye ve daha da önemlisi net hedefler belirlemeye adamıştır. Buna, 2030 itibariyle emisyonların yarı yarıya azaltılması ve 2050 itibariyle net-sıfır karbonlu bölge olma amacı da dahildir.
Bunun zorluğu kesinlikle küçümsenemez, Uluslararası Enerji Ajanı’na (IEA) göre ısı, büyük kısmı fosil yakıtlardan karşılanan küresel toplam nihai enerji tüketiminin yarısından fazlasına tekabül etmektedir. Dolayısıyla, bu azimli hedeflere ulaşmak istiyorsak, ısının karbonsuzlaştırılmasının büyük ölçüde hızlandırılması gereklidir. AB, soğutucu gaz olarak sıkça kullanılan florlu gazların kullanımına, sera gazı emisyonlarını azaltmak için belirlenen Avrupa F-Gaz yönetmeliği uyarınca kademeli olarak son vermektedir.
Artan yasalar, teknolojik gelişmeler ve çevresel etkilerini azaltma yönünde kendi istekleri, iş stratejilerini karbon azaltma stratejileri ile ilişkilendirmede üreticilere gereken momentumu yaratmaktadır. Örneğin emisyonlarını azaltma konusunda en başta taahhütte bulunan gıda üreticileri, ısı pompalarını üretim proseslerine entegre etmenin bir sonucu olarak önemli mali ve çevresel faydaları şimdiden elde etmeye başladı; bu, özellikle de hazırlama ve ardından soğutma aşamasında ısı uygulaması gerektiren fabrikalar için geçerli bir durumdur.
Endüstrinin gizli şampiyonu: Isı pompası
Hem B2B hem de B2C’deki uygulamalarla, 1850 yıllarında Avusturya bataklıklarından çıkarılan tuzu kurutmak için ilk kez kullanıldığı günden bu yana ısı pompası büyük gelişme göstermiştir. Bölgesel ısıtma ve konut sektöründeki kullanımıyla iyi bilinen ısı pompaları, gittikçe zorlaşan çevre kanunlarına uymaya, CO2 emisyonlarını indirmeye ve işletim maliyetlerini düşürmeye çalışan üreticiler için kullanımı hızla artan bir teknoloji seçimidir.
Isı pompaları, binalardan ve proseslerden gelen yenilenebilir veya atık enerjiyi ısıtma sağlamak için dönüştürür. Örneğin: Soğutma esnasında, soğutma sistemleri ısıyı bir kondenserden yayar ki bu basit bir şekilde çevreye salınır. Isı pompası, bu değerli kaynağı alır ve daha sonra diğer üretim amaçları için uygun bir ısı üretmek amacıyla sıcaklığı yükseltir.
Bir ısı pompası bir soğutma ünitesi ile birlikte kullanıldığında, hem soğutma hem de ısıtma mümkündür, bu da tek seferlik kullanımı sürekli bir döngüye çevirir, enerji maliyetlerini de yüzde otuz veya daha yüksek oranda azaltır. Gıda, süt ürünleri ve içecek endüstrileri genelinde düşünüldüğünde bu önemli bir tasarruftur; enerji kullanımının yüzde 60’ına kadarı ısıtma ve soğutma amaçlıdır.
GEA ısı pompası kurulumu, Mars çikolata üretim fabrikası, Veghel, Hollanda. Bu özelleştirilmiş çözüm, normal koşullarda kullanılamaz olan düşük-sıcaklıktaki ısının suyu ısıtmak amacıyla tekrar kullanımı için soğutma ünitelerinden çekilmesini ve güçlendirilmesini sağlayan GEA’nın pistonlu kompresörlerini kullanır. (Fotoğraf kaynağı: RCC K&L)
CO2 ve soğutucu gaz emisyonlarının azaltılması
Florlu gazların kullanımına kademeli olarak son verildiğinden, özellikle piyasada kolayca bulunabilen, ucuz ve küresel ısınmaya veya ozon erimesine etkisi olmayan çevreyle dost bir soğutucu madde olan amonyak gibi doğal soğutucu maddeler gittikçe popüler hale gelmektedir.
Amonyak gıda işleme tesislerinde, içecek ve süt ürünleri endüstrilerinde ve ayrıca biracılık ve soğuk depolamada yaygın olarak kullanılmaktadır. Kompresör teknolojisindeki gelişmeler sayesinde, amonyak ısı pompaları artık daha yüksek sıcaklıklar üretebilmektedir. Bu durum, atık ısının ürünleri yıkamak, temizlemek, kurutmak ve hatta pastörize etmek amacıyla tekrar kullanılabileceği ve yükseltilebileceği gıda, içecek ve süt ürünleri endüstrilerinde daha yaygın kullanılmalarının yolunu açmıştır.
Geleneksel olarak, bu endüstriler ürünleri pişirmek veya pastörize etmek için kazanlar kullanır ve daha sonra bunların sıcaklığını düşürmek için tekrar soğutur, bu da soğutma prosesinden çıkan ısı tekrar kullanılamayacak kadar çok düşük olduğundan önemli ölçüde enerji israfına neden olur. Bununla birlikte bir ısı pompası, atık ısı sıcaklığını 90 derece Celcius’a kadar ve hatta daha üstüne yükseltebilir, böylece tekrar sirkülasyona sokulabilir. Bu, daha fazla sayıda fosil yakıtlı kazanın emekliye ayrılabileceği, ısının yeniden oluşturulabileceği veya geri dönüştürülebileceği ve CO2 emisyonlarının yüzde 50’yi aşkın veya birçok durum için daha yüksek oranda azaltılabileceği anlamına. Buna ek olarak, bu CO2 emisyonları, yeşil elektrik enerjisinin kullanımı halinde sıfıra indirilebilir.
Gıda endüstrisinde özel çözümler büyük sıçrayış sağlar
GEA Soğutma Teknolojileri, Isı Pompaları Ürün Yöneticisi olan Kenneth Hoffmann, “GEA’nın endüstriyel ısı pompaları ürün yelpazesinin gücü 300 kW ile 10,000 kW arasında değişmektedir, bu da sıcak yıkama suyundan şehir genelinde bölgesel ısıtmaya kadar neredeyse her uygulamada kullanabileceğimiz anlamına gelmektedir,” diyor. “Ancak, her uygulama farklıdır ve özel yaklaşımlar gerektirir. Kapsamlı proses bilgimizi ve deneyimimizi entegre ısıtma ve soğutma çözümlerinde bir araya getirebilme avantajına sahibimiz. Her şeyi ısı kaynağı stabil ve sürekli kullanılabilir olacak şekilde tasarlamaktayız, böylece atık ısı kullanımı optimize edilebilmekte.”
Gaz kazanlı geleneksel tesisatlar normalde proseste gerekli olandan çok daha yüksek ısı taşıyıcı sıcaklık için tasarlanmaktadır; bu durum doğru olmayan ısı yükü hesaplamalarına ve dolayısıyla gereksiz enerji israfına neden olmaktadır. Bir ısı pompası sisteminin entegrasyonu ise, gereken sıcaklıkların kapsamlı bir analizini ve doğru proses parametrelerinin bir değerlendirmesini gerektirmektedir; başlangıç tasarımı ne kadar doğru/hassas olursa o kadar çok enerji tasarrufu sağlanmaktadır, dolayısıyla her derecenin önemi büyüktür. Başlangıç maliyetini düşük tutmak için önemli bir sıcaklık farkı olan küçük borular kullanmaktansa, bir ısı pompası yatırımı her gün sürekli tasarrufu esas alır.
Her uygulama farklıdır ve özel yaklaşımlar gerektirir. Kapsamlı proses bilgimizi ve deneyimimizi entegre ısıtma ve soğutma çözümlerinde bir araya getirebilme avantajına sahibimiz.” - Kenneth Hoffmann, GEA Soğutma Teknolojileri, Isı Pompaları Ürün Yöneticisi
- Kenneth Hoffmann, GEA Soğutma Teknolojileri, Isı Pompaları Ürün Yöneticisi
“Proses müşterilerimizle, bazıları on yıllara dayanan mükemmel ilişkilerimiz bulunmakta. Bunların bir çoğu teslim ettiğimiz bir soğutma tesisatı sayesinde olmuştur; bu gerçekten köklerimizin ve deneyimimizin çıkış noktasıdır,” Maarten Gelens, GEA Soğutma Teknolojileri, Hollanda - Soğutma Uzmanı. Robert Unsworth, GEA Soğutma Teknolojileri, İngiltere Teknik Satış Müdürü sözlerine şunu ekliyor: “Müşterilerimizle birlikte çalışarak, enerji tasarruflarının gerçekleştirilmesi ve CO2 emisyonlarının azaltılması da dahil onların sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmalarını sağlıyoruz. Isı pompalarının gıda, süt ürünleri ve içecek sektörlerinde uygulanması, gıda üretimi ve soğutmanın şimdiye kadar hiç görmediği en büyük adım olacaktır.”
İş gelişimi ve sürdürülebilirliği: bir elmanın iki yarısı
IEA, sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmak için, ısı pompaları ve solar termal ısıtma gibi temiz enerji teknolojilerinin paylaşımının 2030 yılı itibarıyla yeni ısıtma donanımları satışlarının dörtte birinden fazla bir oranda üçe katlaması gerektiğini belirtiyor. Isı pompası teknolojisi, kullanıldığı veya faydalanıldığı endüstriden bağımsız olarak, enerji ve maliyet tasarrufu sağlar. Küçük bir banliyö evinin ısıtılması ve soğutulması gibi temel işlerden bir süpermarkette merkezi bir rol üstlenmeye, bölgesel ısıtma veya bir büyük gıda üretim fabrikasında kullanım için sıfır emisyon stratejisine kadar tüm görevleri yerine getirir. GEA ayrıca, verim ve maliyet tasarrufunu geliştirmek amacıyla imkanları tanımlamak için her prosesi analiz etmek suretiyle üreticilerin tesislerini bir bütün olarak görebilmesini sağlar. GEA Bütüncül Mühendislik Çözümleri (NEXUS) olarak adlandırdığımız ve yaklaşım veya teklif, birçok genellikle atık ısıyı kazanmak ve atık suyun yeniden kullanımını içermektedir.
Isı pompalarının gıda, süt ürünleri ve içecek sektörlerinde uygulanması, gıda üretimi ve soğutmanın şimdiye kadar hiç görmediği en büyük adım olacaktır.” Robert Unsworth, GEA Soğutma Teknolojileri, İngiltere Teknik Satış Müdürü
Robert Unsworth, GEA Soğutma Teknolojileri, İngiltere Teknik Satış Müdürü
