Isı Pompası Nedir?

Klima çözümleri sitemizde siz değerli okurlarımız için Isı Pompası Nedir? konusuyla alakalı bir yazı hazırlamaya çalıştık. Isı Pompası Nedir? başlıklı yazımız umarım işinize yarar.

Isı Pompası Nedir?

Isı pompası; dışarıdan enerji verilmesiyle düşük sıcaklıktaki bir ortamdan almış olduğu ısıyı yüksek sıcaklıktaki ortama ulaştıran makinedir. Kış dönemlerinde ısıtma amacı ile kullanılan ısı pompası, yaz dönemlerinde soğutma amaçlı da kullanılabilmektedir.

Isı Pompasının En Önemli Özelliği Nedir?

Bir ısı pompasının en belirgin ve mühim kişiliğistiği performans kat sayısı yani COP değeridir. Verimli bir sistemin COP değerinin tipik olarak 4’e eşit olmakta yani sisteme girilen her bir birim girdi karşılığında 4 birim enerji hasıl olmaktadır. Bu değerler Japonya’da 5’in üzerindedir. En kaliteli ısı pompaları ise 6.8 COP değerine kadar ulaşabilmektedir.

Soğutma makineleri ile ısı pompaları aynı çevrimi gerçekleştirmektedir. Lakin kullanım amaçları aynı değildir. Bir soğutma makinesinin amacı; düşük ısıda olan ortamı, ortamdan ısı çekerek çevre sıcaklığının altında tutabilmektir. Sonra çevreye veya yüksek ısıdaki bir ortama ısı geçişi, çevrimi tamamlaması adına yapılması zorunlu uygulamadır. Lakin bu bir amaç olmamaktadır.

Isı pompasının amacı ortamı sıcak tutmaktır. Bu işlevi gerçekleştirmek adına düşük ısıdaki bir ısıl enerji deposundan alınan ısı, ısıtılmak istenen ortama verilmektedir. Düşük ısıdaki ısıl enerji deposu genelde soğuk çevre havası, kuyu suyu veya toprak, ısıtılmak istenen ortam ise evin içi olmaktadır.

Isı pompası sistemlerinde; buharlaştırıcıların ısı çektiği ortamlara “ısı kaynakları” adı verilmektedir. Isı pompası için önemi büyük olan bu kaynakların ısı pompası ile uyumlu olması, aşağıda belirtmiş olduğumuz şartlara bağlı olmaktadır.

• Kaynak sıcaklığının fazla değişmemesi,
• Kaynak sıcaklığının olabilecek olduğunca büyük olması,
• Kaynağın bol bulunabilir olması bunun bunun yanında coğrafi koşullardan olabilecek olduğunca etkilenmemesi yahut az etkilenmesi,
• Kaynağın temiz olması,
• Korozyona neden olmaması gibi şartlardır.

Bir ısı pompasının teknik bunun bunun yanında ekonomik performansı, ısı kaynağının kişiliğistiğine bağlı olmaktadır. Binalarda kullanılmakta olan ısı pompaları için ideal olan bir ısı kaynağı, ısıtma dönemi boyunca yüksek bunun bunun yanında fazla değişmeyen sıcaklığa, bol biçimde bulunabilirliğe, aşındırıcı bunun bunun yanında kirletici etkenler taşımamasına, düşük yatırım ve işletim sermayesine, uygun termofiziksel özelliklere bağlıdır.

Çoğu durumda ısı kaynağının bulunabilirliği en mühim etkendir. Isı pompalarında kaynak olarak tabi; artık ısılar, güneş, kaya, artık sıvılar, göl suyu, yeraltı suları, çevre havası, toprak, deniz, nehir kullanılabilmektedir. Hepsinin de kendi içinde birbirinden farklı özellikleri bulunmaktadır.

1. ÇEVRE HAVASI

Bol bulunduğu için ısı pompaları için en fazla kullanılan ısı kaynağı olmaktadır. Hava kaynaklı ısı pompalarının mevsimlik performans faktörü (SPF) toprak kaynaklı ısı pompalarından %10-30 oranında daha düşük olmaktadır. Bu durumun sebebi; dış hava sıcaklıklarının düşmesiyle buharlaştırıcıda yüksek ısı farkı oluşması bunun bunun yanında bu durumda buharlaştırıcının bozulması, fanların çalıştırılması için gereken enerji, performans ve kapasitede bi hayli hızlı düşüşlere yol açması olarak gösterilir. Bu etapta hava kirliliği dezavantaj olmaktadır.

2. TOPRAK

Çok iyi bir kaynaktır. Lakin ısı değiştiricisini toprağa gömmek, korozyonun önüne geçmek adına iyi malzeme kullanılması gerekir. Bu durum da doğrudan ilk yatırım masrafının artmasına neden olmaktadır.

3. DENİZ, NEHİR VE GÖL SULARI

Isı pompaları yönünden çok iyi bir kaynaktır. Nehir ve göl sularının kışın donma gibi durumlar söz konusu olabilmektedir. Bu durumun deniz için pek bir önemi yoktur. Bu sularda yalnız kirlenme gibi durumlar yani sorunlar söz konusu olabilmektedir.

4. YERALTI SULARI

Yıl boyunca sıcaklık değişimi az olmaktadır. Taşınması adına pompa kullanılıyorsa bu durumda aslında ek enerji kullanılıyor demektir. İçine pis su karışımı tehlikeli olmaktadır. Isı değiştiricilerinin yer altına gömülmesi durumu korozyona neden olabilir. Bu durum ise maliyeti artırabilir.

5. ARTIK GAZLAR

Ev ve ticari binalardaki ısı pompaları için artık gazlar mühim ısı kaynağı sayılmaktadır. Isı pompası, havalandırmadan almış olduğu ısıyı hacim ve su ısıtmak adına kullanmaktadır.

6. ARTIK ISILAR

Prosese bağlı olarak bazı durumlarda avantajı bazı durumlarda dezavantajı olabilmektedir.

7. GÜNEŞ

Çok iyi bir kaynaktır. İlk yatırım masrafı her zaman fazla olmaktadır. Lakin bakım masrafı az olup bunun yanı sıra temizdir. Bundan dolayı de tercih edilebilmektedir.

Isı pompaları bunun yanı sıra tek başına yahut ek bir sistem ile birlikte kullanılabilmektedir. Isıtma gereksinimini tek başına karşılamakta olanlara “monovalent ısı pompaları”, ek kaynak yardımı ile bu gereksinimleri karşılamakta olanlara “bivalent ısı pompaları” denilmektedir.

Bivalent durumda ısı pompası ısıtma yükünün ortalama %50-95’ini karşılamaktadır. Bu sistemlere örnek; güneş toplayıcıları bunun bunun yanında kazanlardır. Bu ikili sistemlerin çalışması sıralı veya birlikte olabilir. Sıralı çalışma; bir sistemin devreden çıktığı anda ötekinin devreye girmesi durumudur. Isı pompası, kazan sistemi bu biçimde çalıştırılabilmektedir.

Isı pompasının çalıştırılmasının maddi açıdan ekonomik olmadığı durumlarda ısı pompası devreden çıkarılabilir ve kazan devreye girebilir.  Birlikte çalışmaya ısı pompası güneş toplayıcıları sistemi misal olarak verilebilir. Binanın ısıtılmasında kullanılmakta olan ısı pompasının çalışması adına gerekli olan sıcaklık aralığı, güneş enerjisi aracılığıyla sağlanabilmektedir.

Enerji Kaynağı Cinsine Göre Isı Pompaları

Isı pompaları enerji kaynağının cinsine bağlı olarak (hava, su, toprak) sınıflandırılmaktadır.

• Havadan Havaya Isı Pompası

Havadan havaya ısı pompalarında, ısının absorbe edilmekte olduğu bunun bunun yanında serbest bırakılmakta olduğu ortamın her ikisi de hava olmaktadır. Örnek vermek gerekirse; pencere ve split tipi ısı pompası klimaları diyebiliriz.

• Havadan Suya Isı Pompası

Havadan suya ısı pompalarında, ısı kaynağı yaz dönemi çalışmasında su, kış dönemi çalışmasında havadır. Prensip olarak havadan/havaya ısı pompalarından tek farkı; ısının bir tarafta hava yerine doğrudan suya aktarılması veya sudan absorbe edilmesidir.

• Sudan Suya Isı Pompası

Sudan suya ısı pompaları genelde büyük hacimlerde su rezervi bulunan göllerden, kuyulardan, deniz yahut nehir suyundan faydalanılarak ısıtma veya soğutma elde etmek üzere dizayn edilmiştir.

• Havadan Toprağa Isı Pompası

Havadan toprağa ısı pompası, havadan suya ısı pompası ile benzerdir. Tek fark; ısı kaynağı veya absorberi olarak su yerine doğrudan toprak kullanılmasıdır. Yalnız günümüzde bu tip uygulamalar çok da yaygın değildir.

• Sudan Havaya Isı Pompası

Sudan havaya ısı pompaları, havadan suya ısı pompaları ile aynıdır. Aradaki fark; iç ortama veya ortamda ısı taşımakta olan akışkanın hava olması, diğer taraf ısı taşıyıcı akışkanın göl, deniz, nehir veya bol hacimli kuyu suyu olmasıdır.