Bu sitede bulunan yazılar memnuniyetsizliğiniz halınde olursa bizimle iletişime geçiniz ve o yazıyı biz siliriz. saygılarımızla

    ısı pompası çalışma prensibi

    1 ziyaretçi

    ısı pompası çalışma prensibi bilgi90'dan bulabilirsiniz

    Isı Pompası Nedir?

    Bir Isı Pompası Ne Kadar Verimlidir?

    Isı pompaları, özellikle çevrenizdeki ortamdan ısı kullandığı için karbon emisyonlarını azaltmaya yardımcı olabileceği gibi geleneksel ısıtma sistemlerine de mükemmel bir alternatif olabilir. Merak edilen bir diğer konu da ısı pompası bakımı konusundur. Bu konuda bu hazırlanmış blog yazımızı inceleyebilirsiniz. Ayrıca ısı pompası çeşitleri hakkında bilgi edinmek için bu yazımızı inceleyebilirsiniz. 

    Bir ısı pompasının ısıtmadaki verimliliği, Performans Katsayısı anlamına gelen COP olarak hesaplanır. 

    COP, gerekli iş için sağlanan yararlı ısıtma oranıdır, bu şekilde ısı pompasının ne kadar verimli olduğunu gösterir. Örneğin, bir ısı pompası bir kW elektrik kullanıyorsa ve sonrasında dört kW ısı üretiyorsa, COP dörttür. COP ne kadar yüksek olursa, ısı pompası o kadar verimli olur. Aynı şekilde soğutmadaki verimliliği de EER diye adlandırılan bir katsayı ile ifade edilir. Merak edilen konulardan biri de ısı pompası fiyatlarıdır. Isı pompası fiyatları ihtiyaca göre belirlenen modele göre değişiklik göstermektedir. Bu linke tıklayarak en yakın bayimiz ile görüşerek ısı pompası modelleri ve ısı pompası fiyatları hakkında görüşebilirsiniz.

    Viessmann ile iletişime geçmek için:[email protected]

    Yazı kaynağı : www.viessmann.com.tr

    Isı Pompası Nedir? Isı Pompası Nasıl Çalışır?

    Isı Pompası Nedir? Isı Pompası Nasıl Çalışır?

    Isı pompası, ısı enerjisini bir ortamdan diğer bir ortama taşıma prensibine dayanan ve elektrikle beslenen bir sistemdir. Gerekli şartlar sağlandığında yüksek miktarlarda enerji düşük maliyetlerle kullanıma sunulabilir.

    Çoğu insan için ısı pompası yeni bir terimdir. Oysaki evlerimizde ısı pompası çalışma prensibi ile aynı mantığın ürünü olan buzdolabı, klima ve derin dondurucu gibi cihazlar kullanılmaktadır. Söz konusu cihazların çalışma mantığı ısıyı taşıma prensibine dayandığından bu cihazlar, ısı pompası başlığı altında toplanabilirler. Isı pompasının yakın bir gelecekte ülkemizde de yaygınlaşması kaçınılmaz bir sonuçtur.

    Isı Pompası Tarihi

    Nicolas Leonard Sadi Carnot tarafından 1824 yılında ortaya atılan teori ısı pompasının temel teorisidir. Buhar makinesinin ürettiği mekanik güç, dışarıdan verilerek sıcak – soğuk çevrim sağlanabilir. bu durumda sistem bir buhar makinesi olmaktan çıkarak; sıcak ortamdan soğuk ortama enerji aktaran bir soğutma makinesi veya soğuk ortamdan sıcak ortama enerji aktaran bir ısıtma makinesi olarak çalışacaktır. Carnot döngüsü olarak bilinen bu çevrim ısı pompası ve termodinamik için temel prensiptir.

    Isı Pompası Carnot Çevrimi

    Soğutamadığı sürece ısıtan bir yapıya sahip ısı pompası sisteminin çalışabilmesi için ısıtılacak ortam ve soğutulacak ortam birlikte gereklidir. Isıtılacak ortam genellikle eviniz olacağından, soğutulacak ortam hava, su ya da toprak olacaktır. 26 yıl sonra 1850 yılında Lord Kelvin’in soğutma cihazlarının ısıtma maksadı ile kullanılabileceğini ileri sürmesiyle ısı pompası uygulamaya girdi. II. Dünya Savaşından önce ısı pompasının geliştirilmesi ve kullanılır hale getirilebilmesi için birçok mühendis ve bilim adamı bu alanda araştırmalar ve çalışmalar yaptı. Savaş yıllarında endüstri, imkanları daha acil problemlere yönelttiği için ara verilen bu çalışmalara savaştan sonra tekrar başlandı. Isı pompası endüstrinin 1950’ler de sahip olduğu potansiyel, yüksek kurulu maliyeti, doğalgaz ve petrole dayanan enerjinin ucuzlaması nedeniyle ısı pompasına olan güven 1960’lı yıllarda azaldı. Isı pompalarının bu duraklamadan sonra önem kazanması 1973’teki enerji krizinden sonra olmuş ve bu tarihten sonra birçok çalışma yapılmıştır.

    Isı pompası endüstrisinin 1950‘lerde sahip olduğu potansiyel, yüksek kuruluş maliyeti, doğalgaz ve petrole dayanan enerjinin ucuzlaması nedeniyle isi pompasına olan güven 1960‘lı yıllarda azaldı. Isı pompalarının bu duraklamadan sonra önem kazanması 1973‘teki enerji krizinden sonra olmuş ve bu tarihten sonra birçok çalışma yapılmıştır.

    Avrupa ve Amerika’da özellikle 1990’lı yıllardan itibaren kullanımı yaygınlaşmaya başlamış ve her geçen gün kullanıcı sayısı artmıştır.

    Ancak ülkemiz her konuda olduğu gibi bu teknolojiyle tanışma konusunda da geç kalmış ve isi pompasının sunduğu bütün avantajlara rağmen hala ciddi sayıda kullanıcı sayısına ulaşılamamıştır. Türkiye’de ısı pompası uygulamaları ilk olarak 1990’ların ortalarında gerçekleşmiştir. Türkiye’deki ısı pompası kullanıcıları genel olarak yurt dışında bu sistemle tanışmış, avantajlarını görmüş belki de bizzat yaşamış ve Türkiye’ye dönünce bu sistemi kendileri talep ederek kullanmaya başlamış kişilerdir.

    Fosil yakıtların tükenmekte olması ve her geçen gün bu yakıtların fiyatlarında ciddi artışlar yaşanması ayrıca çevre bilincinin gelişmesi gibi birçok sebepten ısı pompasının çok yakın bir gelecekte ülkemizde de yaygınlaşması kaçınılmaz bir sonuçtur.

    Isı Pompası Toplam Verimlilik

    Isı pompalarının toplam verimliliği birçok etkene bağlıdır. Bunlardan bazıları:

    1. Kaynak stabilitesi ve kaynağın verime etkisi :
    Isı pompasında kaynak dediğimiz enerjini alındığı ortamdır. Kaynaklar hava, toprak yada sudur. Günümüzde Türkiye’de en fazla kullanılan kaynak türü havadır. Havayı enerji kaynağı olarak kullanan ısı pompalarına hava kaynaklı ısı pompası denir. Hava kaynaklı ısı pompaları da havadan suya yada havadan havaya şeklinde olabilir. Isıtma sistemlerinde çoğunlukla havadan suya ısı pompaları kullanılır. Hava kaynaklı ısı pompası kaynağın stabil olmaması nedeni ile sürekli değişken COP değerlerinde çalışır. Yani hava sıcaklığı ( kaynak ) değişmesi ile harcanan elektrik azalır yada artar.

    2. Sistemde alınan enerjinin kullanım şekli :
    Isı pompasından elde edilen enerji suya aktarıldıktan sonra bina içerisindeki sisteme gönderilir ve sürekli bir devir daimle çalışır. Bina içerisindeki sistem aynı zamanda ısı pompası verimini de etkiler. Isı pompaları düşük sıcaklık üretiminde yüksek verime sahip cihazlardır. Düşük sıcaklıkla çalışan sistemler yerden ısıtma yada duvardan ısıtmadır. Yerden ısıtmada düşük sıcaklığa göre tasarlanmış olmalıdır. Yerden ısıtma hesaplamaları 35-40 C ye göre yapılmalıdır.

    3. Kullanılan ısı pompasının dizayn şekli ve ısı pompasının performansı
    Isı pompası yerden ısıtma, duvardan ısıtma, radyatör, tavandan ısıtma, tavandan soğutma, fancoil, yer tipi fan coil cihazlarında tek başına yada ek ısıtma maçlı olarak kullanılır. Isı pompası izafi olarak düşük sıcaklıktaki bir ortamdan (Hava, toprak yada sudan ) ısı çeken ve bunu yüksek sıcaklıktaki bir ortama veren makineye ısı pompası denir .Isı pompası ile soğutma makinasının çalışma prensibi aynıdır. Soğutma makinasında maksat, bir mahallin soğutulması; ısı pompasında maksat ise, bir mahallin ısıtılmasıdır. Isı pompası kışın dışarıdaki soğuk havadan ısısını çekerek binaya vermek suretiyle odayı ısıtabileceği gibi, yaz boyunca odadan ısı çekerek dışarı atmak suretiyle odayı soğutmakta da kullanılabilir. Bu işlemler için bina içinde firmamız tarafından uygulanan yerden ısıtma, duvardan ısıtma ya da fancoil cihazları kullanılır.

    Isı Pompası Nasıl Çalışır ?

    Isı pompası enerjiyi bir kaynaktan diğer kaynağa aktaran cihazlardır. Enerji alınan kaynak hava, su yada topraktır.

    Isı Pompası

    Isı pompası enerji aldığı kaynağı ısıtma konumunda çalışırken soğutur, serinletme yaparken ise ısıtır. Yapılan işlem gazın faz değişimi ile enerji alma ve bu enerjiyi taşımadır. Bu taşıma ve faz değişimi sırasında bir miktar enerji harcanır.

    Isı pompaları kaynaktan ısıtılan yada soğutulan ortama enerji taşımaları esnasında bir miktar elektrik enerjisi harcarlar , harcanan elektrik 1 kw alınan toplam ısı enerjisi 4.5 Kw ise bu cihazın COP değeri 4.5 olmaktadır.

    Bütün ısı pompaları ayni prensiple çalışılar. Elde edilen ısı, soğutma işleminin bir sonucudur. Evinizdeki buzdolabını bir düşünün. Buzdolabı içindeki yiyecekleri ve dolabın içindeki havanın ısısını alan akışkan, buzdolabının içini soğuturken odaya isi vermektedir. Buzdolabının arkasındaki boruların her zaman sıcak olmasının sebebi budur. Buzdolabının yapısındaki kompresör dolabın içinden aldığı enerjiyi 3-4 kat arttırarak, ısı olarak arka tarafa iletir. Bu buzdolabının çalışmasıyla ilgili gerçektir. Asıl amaç soğutma olduğu halde, soğutma işleminin sonucu olarak isi açığa çıkar. Yani her zaman bir ortamı soğutuyorsanız, başka bir ortamı ısıtıyorsunuzdur.

    Bilindiği gibi enerji vardan yok, yoktan var olmaz, sadece ya biçim değiştirir ya da bir yerden bir yere taşınır. Isı pompası da adini, ısı enerjisini bir ortamdan diğer bir ortama “pompalama” veya “taşıma” kabiliyetinden alır. Eğer amaç soğutmak yerine ısıtmak olursa buzdolabınız bir ısı pompasıdır.(Hava-hava ısı pompası.) Bu örnekte kaynak: buzdolabının içindeki hava; ısının iletildiği ortam: buzdolabının arkasındaki havadır.

    Sonuç olarak ısı pompalı sistemlerde ihtiyacınız olan ısı enerjisinin ¾ ünü doğada depolanmış güneş enerjisinden yani doğal termal enerjiden (toprak, su, hava), ¼ ünü ise elektrik enerjisinden karşılarsınız.

    Toprak, su ve hava ücretsiz, yenilenebilir ve tükenmez enerji kaynaklarıdır.

    Ayrıca ısı pompaları çoğunlukla kışın ısınmak amacıyla kullanılabildikleri gibi yazın ise ayni ortamı serinletmek amacıyla da kullanılabilirler.

    Su- su ve hava-su ısı pompaları, ısıtma ve serinletme hizmetini aynı anda sunabilirler. Diğer ısı pompalarında serinletme için düşük bir ek maliyet yeterlidir.

    Isı Pompası Çalışma Prensibi

    Isı pompasında hava, toprak (yatay yada dikey) ve su ana kaynak olarak kullanılır. Bölgeye ve amaca göre kaynak seçimi yapılır. Önemli olan kaynağın olabildiğince stabil olmasıdır. En stabil kaynak topraktır. Fakat ilk yatırım değeri yüksek olmaktadır. 1 mt derinlikte Ocak ayında Ankara 12 C , İstanbul 8 C, İzmir ise yaklaşık 14 C olmaktadır. Hava sıcaklıkları ise devamlı değişkendir. Gündüz, gece hatta gün içinde bile çok değişkenlik gösterir. Fakat son yıllarda kompresör teknolojisi ve gazların geliştirilmesi ile ılıman bölgelerde toprak kaynaklı ısı pompaları ile hava kaynaklı ısı pompalarının COP değerleri birbirine çok yaklaşmışlardır.

    Isı Pompası Çalışma Prensibi

    Isı pompası kapalı devrelerinde soğutucu akışkanlar dediğimiz Freon gazları kullanılır. Buharlaştırıcı içinden geçen soğutucu akışkan, etrafındaki ortamdan gerekli ısıyı çekerek buharlaşır ve buharlaşan bu soğutucu akışkan, kompresör vasıtasıyla yoğuşturucuya basılır. Yoğuşturucu da, kızgın buhar halindeki soğutucu akışkan etrafındaki ortama ısı vermek suretiyle, yoğunlaşarak doymuş sıvı haline gelir. Yoğuşturucudan çıkan soğutucu akışkan kısılma vanasından geçerek basınç ve sıcaklığı buharlaştırıcı basınç ve sıcaklığına düşürülerek ısı pompası çevrimi tamamlanır.

    Isı pompaları dört ana elemandan oluşmaktadır:
    1.Kondenser
    2.Genleşme Valfi
    3.Buharlaştırıcı (Kaynak)
    4.Kompresör

    Isı Pompası Çevrim Şeması

    1. Yoğusturucu (Kondenser)
    2. Genişleme Valfi (Kısılma vanası da denilebilir.)
    3. Buharlaştırıcı (Evaporatör)
    4. Kompresör

    Bu ana elemanlar yardımı ile isi pompasının çalışma prensibi aşağıda verildiği gibi özetlenebilir:

    Isı kaynağında ısı alınması
    Buharlaştırıcıda (kaynakla temas halinde bulunan sistem) bulunan soğutucu akışkanın sıcaklığı ve basıncı düşüktür. Isı kaynağından alınan ısı enerjisi ile oluşan sıcaklık farkı, soğutucu akışkanın sıcaklığının arttırılmasını sağlar. Soğutucu akışkan kaynar ve buharlaşır.

    Kompresörde sıcaklık artırılması
    Kompresör buhar fazındaki akışkanı sıkıştırarak sıcaklığını ve basıncını arttırır.

    Isıtma sistemine ısı aktarılması
    Buhar fazındaki soğutucu akışkan kondensere ulaşır. Kondenserdeki ısıtma suyunun sıcaklığı buhar fazındaki akışkanın yoğuşma sıcaklığından daha düşük olduğu için, akışkan ısısını ısıtma suyuna aktararak tekrar sıvı faza geçer.

    Genleşme valfinde Kısılma
    Soğutucu akışkanın kompresörde kazandığı yüksek basınç, genleşme valfinden geçerek düşer. Böylece buharlaştırıcıya tekrar düşük sıcaklık ve basınçta girmiş olur. Kapalı çevrim tamamlanır.

    Toprak – su kaynaklı ısı pompası teknolojisi yeryüzünün belirli bir derinliğinde sıcaklığın yıl içinde sabit kalması gerçeğine dayanır. Belirlenen derinlikte toprak tabakası kışın havadan daha sıcak, yazın ise daha soğuktur. Toprak – su kaynaklı ısı pompaları kışın yeryüzünün altında veya yer altı sularında depolanmış ısıyı binaya, yazın bina içindeki ısıyı yeraltına taşıyarak doğanın bize verdiği bu avantajı kullanırlar. Kısaca yer altı; kışın bir ısı kaynağı, yazın ise bir ısı çukuru olarak davranır. Toprak – su kaynaklı ısı pompaları günümüzde ısıtma – soğutma ve sıcak kullanım suyu elde edilmesinde kullanılmaktadırlar. Bu ihtiyaçların tümüne ısı pompası tek makineyle cevap verebildikleri için de tercih sebebi olmuşlardır.

    – 35 C besleme su sıcaklığı ve 55 C besleme su sıcaklığına göre dizayn edilmiş yerden ısıtma sistemleri arasında % 30 -40 arasında elektrik tüketim farkı oluşur.
    – Baca Gereksinimi Yoktur:
    – Isı pompaları herhangi bir atık çıkartmazlar, bu nedenle temiz bir ısıtma kaynağıdır.
    – Atık Gaz Yoktur.

    Isı pompalarının iyi bir dizaynla hiçbir dezavantajı yoktur. Fakat iyi bir etüd yapılmalıdır. Amacınız sadece çevreye katkı sağlamak, karbon salınımını azaltmak ise etüde gerek kalmadan ısı pompası sistemi kurdurabilirsiniz. Fakat ben ısı pompası ile evimi yada işyerimi ucuza ısıtmak ve serinletmek istiyorum diyorsanız bu durumda enerji verimliliği etüdü yapılmalıdır. Bu durumda hem çevreye katkıda bulunacak hem de daha az enerji bedeli ödemeniz garanti altına alınacaktır. Kış boyunca dış hava sıcaklığı sürekli olarak – değerlere sahip bir bölgedeki tesise hava kaynaklı ısı pompasını uygun gördüyseniz sadece çevreye katkıda bulunur cebinize büyük oranda zarar verirsiniz.

    Isı pompası ısıtma testleri + 35 C çıkış suyu sıcaklığına göre yapılır. Hava kaynaklı cihazlar +7 C dış hava ve + 35 C besleme suyu sıcaklığına göre test edilir. Yani broşürlerde yazılı kapasite , COP ve elektrik tüketimleri bu test değerlerinden elde edilen sonuçlardır. Eğer ısı pompası bu şartlara göre seçilmemişse istenen sonuç elde edilemeyecektir. Bu durumda beklenenden daha fazla elektrik tüketimi beklenmelidir.

    – Hava sıcaklığı -20 C den +45 C ye kadar değişir.
    – Su sıcaklığı +8 C den +30 C ye kadar değişir.
    – Toprak sıcaklığı +10 C den +20 C ye kadar değişir.

    Hava Kaynaklı Isı Pompaları ısı kaynağı olarak dış hava kullanılmaktadır. Ancak dış hava koşullarının yıl içinde mevsimler, aylar, hatta saatler boyunca değişmesi nedeniyle COP değeri oldukça değişkendir, kararlı değildir.

    Hava sıcaklığının soğuk iklimlerde mevsimler arasında büyük değişim göstermesi nedeniyle, karasal iklimlerde sınırlı bir kullanıma sahiptir. Çünkü iç ve dış sıcaklıklar arasındaki fark arttıkça ısı pompasının COP değeri azalır. Dış hava sıcaklığının kış aylarında 0 C veya daha düşük olduğu bölgelerde çoğunlukla ek ısıtıcıyla birlikte kullanılmaktadır.

    Ayrıca hava sıcaklığının 0 C veya daha düşük olduğu bölgelerde ısı pompasının buharlaştırıcısında donma probleminin ortaya çıkması ve oluşan buzun çözülmesi için defrost yapılmasının zorunlu olması enerji tüketimini arttırmakta ve ısı pompasının ısıtma COP değeri azaltmaktadır.

    Toprağın ulaşılabilir derinliğinde sürekli akışı olan yeraltı su kaynağı bulunması durumunda bu kaynaktaki su ısı kaynağı olarak kullanılabilir. + 8 C ile + 12 C sıcaklıkları arasındaki su optimal bir işletmeye imkan tanır.

    Bu sistemlerde yeraltı suyu açılan bir kuyu ile topraktan emilir, ısı pompasında kullanıldıktan sonra emiş kuyusu min. 5 metre uzaktaki bir geri basma kuyusu ile tekrar toprağa gönderilir. Kuyulardan, göllerden, nehirlerden, şehir şebekesinden ve üretim işlerinden elde edilen su, ısı kaynağı olarak kullanılabilir.

    Topraktan ısıyı çekmek için temel olarak iki yöntem kullanılmaktadır.
    – Yatay tip toprak kaynaklı ısı pompaları
    – Dikey tip toprak kaynaklı ısı pompaları
    Toprak ısıtma sezonunda dış havadan daha yüksek sıcaklıkta, soğutma sezonunda ise havadan daha düşük sıcaklıkta kalarak tüm yıl boyunca yaklaşık olarak sabit sıcaklıkta kalır ve dolayısıyla daha kararlı bir enerji kaynağıdır.

    Toprak kaynaklı ısı pompası toprağı enerji kaynağı olarak kullanmaktadır. Güneş ışımasının bulutlara, bulutların üzerinden yağmurla toprağa veya direk olarak ışınların toprağa gelmesiyle toprağın 1,2 – 1,5 m derinliğine kadar bir enerji birikimi olur.

    Güneşten gelen ışıma ile bu derinliklerde toprak bu enerjiyi depolar. Topraktaki ikinci enerji ise dünyanın çekirdeğinden gelen ısı akışıdır. Isı akışı yer kabuğuna doğru azalır ve yüzeye 2 m kala sıfır olur.

    Toprağın Yüzeyinde Isı Depolanması
    Nemin artmasına paralel ısı depolama kapasitesi de artar.

    Yazı kaynağı : www.tesisat.org

    Isı Pompası Nasıl Çalışır?

    Isı Pompası Nedir ? Nasıl Çalışır ? Çeşitleri Nelerdir ?

    Isı Pompası Nedir ? Nasıl Çalışır ? Çeşitleri Nelerdir ?

    Bu yazımızda ısı pompası olarak bilinen, ısıtma ve soğutma sistemlerinin mekanizmalarından biri olan ısı pompası sistemlerini ve ısı pompası çeşitlerini sizler için derledik.

    Isı Pompası Nedir ?

    Isı pompası, ısı enerjisini bir ortamdan başka bir ortama taşıyan, çalışması sırasında da elektrik enerjisi harcayan sistemlerdir. Isı pompaları, soğutma makinesi gibi buhar sıkıştırmalı soğutma çevrimine göre çalışır. İkisi arasındaki en temel fark, soğutma makinesinin soğutulmak istenen bir ortamdan daha fazla ısı çekerek bu ortamın daha da soğutulmasını sağlamaktır. Isı pompasıysa ısıtılmak istenen bir ortamın daha yüksek sıcaklıkta tutulmasını sağlamaktır.

    Buzdolapları, ısı pompasıyla soğutma makinesi arasındaki farkı anlamamızda çok güzel bir örnektir. Buzdolabını evlerimizdeki gibi kullanırsak dolabın iç ortamı soğutulmaya çalışılacağı için soğutma makinesi olarak, kapağı açık bir şekilde balkon kapısına monte edilirse evi ısıtmaya çalışacağı için de bir ısı pompası olarak çalışır. Bu örnekte görüldüğü gibi iki sistem de aynı termodinamiksel çevrime göre çalışmasına rağmen kullanım amaçları farklıdır.

    Klimaları da ele alırsak, klimalar evlerimizi hem ısıtıp hem de soğutabilirler. Klimayı yazları soğutma ayarına getirdiğimiz zaman iç ortamdaki ısıyı dışarı doğru taşıyıp iç ortamı soğutmayı amaçladığı için bir soğutma makinesi olarak çalışır. Isıtma ayarına getirdiğimiz zaman ise dış ortamdan ısı çekip iç ortamı ısıtacağından ise ısı pompası gibi çalışır.

    Isı pompası sistemi de yoğuşturucu, buharlaştırıcı,kısılma vanası ve kompresörden meydana gelir. Kılcal borular ile birbirine bağlanan bu bileşenler içerisinde de ısı taşıyıcısı olarak soğutucu akışkanlar kullanılır. Soğutucu akışkanlar çok düşük kaynama noktasına sahip olan yani düşük sıcaklıklarda gaz fazına geçebilen akışkanlardır. Bu şekilde soğutma ve ısıtma amaçlı kullanılabilirler.

    Isı Pompası Çalışma Prensibi

    Isı pompası sisteminde, kısılma vanası soğutucu akışkanı sıkıştırarak basıncını ve sıcaklığını düşürerek, doymuş sıvı fazına getirir daha sonra dış ortamda olan buharlaştırıcıda basıncı sabit kalarak ve sıcaklığı artarak tamamen gaz fazına geçer. Buradan da kompresöre girerek iç ortamda bulunan yoğuşturucu sıcaklığına ve basıncına sıkıştırılarak getirilir. Yoğuşturucuda da akışkan ısısını ısıtılmak istenen ortama atarak sıcaklığı düşer ve kısılma vanasına gelerek çevrimi tamamlar. Çevrim boyunca akışkan basıncını sadece kompresör ve kısılma vanası değiştirir. Yoğuşturucu ve buharlaştırıcı da sadece sıcaklık değişir.

    Isı Pompasının Etkinlik Katsayısı

    Isı pompasının verimliliği soğutma makinelerinde de olduğunu gibi etkinlik katsayısı ile ifade edilir ve COPIP olarak gösterilir. Soğutma makinesi de COPSM  olarak gösterilir.

    COPIP = Elde edilmek istenen değer / Harcanması gereken değer = QH / Wnet,giren

    Wnet,giren = QH-QL                                          COPIP   = QH/ QH-QL

    COPIP = COPSM + 1

    QH = Sıcak ortamdan çekilen ısı

    QL= Soğuk ortamdan çekilen ısı

    Yukarıda görülen ısı pompasının ve soğutma makinesinin etkinlik katsayıları arasındaki ilişkiye göre ısı pompasının etkinlik katsayısı her zaman 1’in üstünde olacaktır. Bu durumun gerçekleşmediği zamanlarda ısı pompaları elektrikli bir soba gibi çalışıp tüketimi çok arttırır. Günümüzde ısı pompalarının etkinlik değerleri mevsimlere göre değişmekle beraber 2 ile 3 arasında bir COP değerine sahiptirler.

    Amerika Birleşik Devletleri’nde ise etkinlik katsayısı olarak enerji etkinlik oranı(EER) olarak BTU ile ifade edilir. Bu ifadeyi klima seçimlerin sıklıkla görürüz. (12000,18000 ve 24000 BTU olarak). BTU, 1 Watt-saat için soğutulan ortamdan çekilen ısıyı temsil eder. 1Wh= 3,412 BTU olur.

    EER=3,412. COPSM

    Çoğu klima çeşidi 2.3 ve 3.4 arasında değişiklik gösteren bir COP değerine sahiptir. COP değeri ne kadar büyükse verimlilik de o kadar fazladır.

    Bir buzdolabının EER ve COP değerleri soğutma sıcaklığının (soğutulan iç ortam) azalmasıyla düşmektedir. Yani bir soğutucu, bünyesindeki ürünü ne kadar çok soğutmak isterse o kadar çok elektrik harcar ve bu şekilde de verimliliği de o kadar düşer. Örneğin, et, şarküteri ve günlük kullanılan yiyecekleri muhafaza eden soğutucular 2.3-2.6, donmuş yiyecekleri soğutan dondurucular 1.2-1.5, dondurmaları soğutan dondurucularda 1.0-1.2 civarında bir COP değerine sahiptirler.

    Isı Pompası Çeşitleri

    Isı pompası belli başlı kriterlere göre çeşitlere ayrılmaktadır.  Bunlardan en önemlisi kullanılan ısı kaynağı şekline göredir. Isının çekildiği ve aktarıldığı ortam kaynaklarına göre sınıflandırılır. Örneğin klimalar ısıyı dış havadan çeker ve iç ortam havasına aktarır. Bu havadan havaya ısı pompasına güzel bir örnektir.

    Isı Kaynağı Şekline Göre Isı Pompaları

    Bir ısı pompasının sıcak ve soğuk ortam arasındaki sıcaklık farkı ne kadar az olursa verimlilik yani etkinlik katsayısı (COP) da o kadar yüksek olur. Buharlaştırıcının ısı çektiği ortamlar ısı kaynağı olarak adlandırılır.  Günümüzde ısı pompası için yaygın olarak kullanılan ısı kaynakları ise hava, yeraltı ve yer üstü suları, toprak,atık ısı ve güneştir.

    Bu tip ısı pompaları dış havayı ısı çekilecek veya atılacak ortam olarak kullanır. Dış havadan çekilen ısı, ısıtılacak ortam havasına aktarılır. Bu yüzdende bu sistemler hava kaynaklı ısı pompası olarak isimlendirilmiştir. Bu ısı pompalarının en büyük avantajı ısıtılan ortam sıcaklığının değişimine çok çabuk uyum sağlayıp verimliliğini korumasıdır. Ancak dış havada meydana gelebilecek değişiklikler de bu tip sistemlerin verimlilikleri olumsuz yönde etkiler.

    Hava kaynaklı ısı pompaları ılık iklime sahip bölgeler için uygundur. Dış hava sıcaklığı 0 derecenin altına düştüğü zaman sistemin etkinlik katsayısı düşer ve dış havayla temas eden ısı değiştiriciler üzerinde buzlanma görülür. Klima sistemleri bu tip ısı pompalarına güzel bir örnektir.

    Bazı ısı pompası sistemlerinde  ısının çekildiği ortam  dış hava olup, ısının aktarıldığı ortam ise su olabilir. Dış havadan elde edilen ısı ile sistem sıcak su eldesi veya sıcak su ile çalışan ısıtma sistemlerinde kullanılır. Hava-hava ısı pompalarında olduğu gibi bu sistemlerde de dış hava sıcaklığının düşmesiyle sistem verimliliği azalır.

    Bu tarz ısı pompaları ile ısının çekileceği ortam kuyu, göl ve deniz gibi suyun bulunduğu ortamlardır. Isı bu su kaynaklarından çekilerek, ısıtılacak ortam havasına aktarılır. Isı kaynağı olarak su kullanıldığı için bu sistemler dış hava sıcaklığına çok fazla bağlı değillerdir. Hava-hava ısı pompalarına göre daha avantajlıdır. En büyük dezavantajı da yeterli kaynak su problemidir.

    Toprağın ısı kaynağı olarak kullanıldığı ısı pompaları da mevcuttur. Bu ısı pompalarıyla hem su ısıtma ve soğutulmasında hem de mahal ısıtılması yapılabilir. Bu sistemler de toprak-su ve toprak-hava ısı pompaları olarak adlandırılır.

    Bu ısı pompaları yeryüzünün derinliklerinden gelen sıcak suyu ısı kaynağı olarak kullanırlar.

    Güneş enerjisinden termal olarak faydalanan bu ısı pompaları, güneş enerjilisu ısıtma sistemleriyle su kaynaklı olarak, havalı güneş kollektörleriyle de hava kaynaklı ısı pompası olarak çalışırlar. Kaynak olarak güneş kullanıldığından dolayı güneş ışınımının maksimum olduğu zamanlarda sistem yüksek verimle çalışır.

    Tüm bu ısı pompalarının yanı sıra absorbsiyonlu, termoelektrik , stirling motorluve jet buhar püskürtmeli ısı pompaları da kullanılmaktadır. Ancak bu ısı pompaları genellikle endüstriyel ve uzay alanlarında kullanılmaktadır. Bu özel ısı pompalarına ayrı bir yazıda değineceğiz.

    Sonuç

    Günümüzde çok yaygın olarak kullanmamıza rağmen çoğu insan ısı pompalarının ne olduğunu hala bilmemektedir. Halbuki bu makineler günümüzde en çok kullandığımız cihazların içerisinde mevcuttur. Umuyorum ki bu yazıyla birlikte ısı pompalarının önemini anlamışsınızdır ve artık ısı pompası kavramı size yabancı olmayan bir kavram haline gelmiştir.

    Yazı kaynağı : muhendistan.com

    Yorumların yanıtı sitenin aşağı kısmında

    Ali : bilmiyorum, keşke arkadaşlar yorumlarda yanıt versinler.

    Yazının devamını okumak istermisiniz?
    Yorum yap