Isı Pompası (Heat Pump) Nedir? Nasıl Çalışır? Ne İşe Yarar?

Isı Pompası Nedir?

Bu yazıda ısı pompasının ne olduğunu ve nasıl çalıştığını açıkladık. Isı pompası temel olarak düşündüğümüzde elektrik enerjisini kullanarak ısıyı bir yerden başka bir yere taşıyan bir sistemdir. Isı pompasının ne olduğunu düşündüyseniz günlük yaşamdan şu örnekleri verebiliriz; buzdolabı, klima, dondurucular birer ısı pompasıdır. Yani bu mantıktan yola çıkarak yapılmış makinalardır. 

Doğada mevcut olan fakat sıcaklığı düşük olması sebebi ile kullanılamayan enerjinin sıcaklığını yükselterek kullanılmasını sağlayan ısı pompası, bu işlemi klimalarda olduğu gibi soğutma çevrimi ile gerçekleştiren cihazlardır. Sistemde kompresör ve soğutucu akışkan devresi bulunur. Hava, su ve toprak gibi doğada kendiliğinden bulunan ve bedava olan bu enerji kaynaklar arasında en kolay ulaşılanı havadır. Bu sebeple günümüzde en fazla hava kaynaklı ısı pompaları kullanılır.

Isı pompası terimi birçok insan için yeni bir terim olsa da, evlerde kullanılan pek çok makine ısı pompalarıyla aynı çalışma prensibine sahiptir. Aynı mantıkla çalışan makinelerden bazıları buzdolabı, klima ve derin dondurucudur. Bahsedilen bu makinelerin hepsinin çalışma mantığı aynıdır. Isıyı taşıma prensibine dayanan çalışma sistemleri de ısı pompası başlığının altında toplanabilir.

Buzdolabı ve dondurucu örneği verince belki aklınızda iyi de bunlar adı üstünde “soğutma” ısı ile alakası yok diyebilirsiniz. Eğer soğutma makinaları, ısıtma ve soğutma amaçlı kullanılırlarsa ısı pompası adını alırlar. Örneğin; buzdolaplarında yiyeceklerin bulunduğu iç ortam soğuktur ama arkalarında yer alan borular oluşan ısıyı ortama bıraktıkları için sıcaktır.

Okuyabilirsiniz: Termokupl Nedir? Ne İşe Yarar? Nasıl Çalışır?

Isı pompaları genel anlamda ısıyı üretmek yerine taşımayı amaçlar. Bunun içinde ısının alınacağı bir ısı çukuruna ihtiyaç vardır. Isı pompalarının hemen hemen hepsi ısı çukuru olarak hava, su veya toprağı kullanmaktadırlar.

Isı Pompası Nasıl Çalışır?

Alkol su karışımı ile doldurulmuş polietilen boru toprağın içine yerleştirilir ve toprakla olan ısı alışverişinin gerçekleşmesini sağlar. Sirkülasyon pompası, alkol su karışımını, ısı çukuru ile ısı pompası arasında dolaştırır. Alkol su karışımı, ısı enerjisini ısı çukurundan alır, buharlaştırıcıya transfer eder ve ısı pompasının işletilmesi için gerekli enerjiyi sağlamış olur. Buharlaştırıcıya aktarılan enerji sayesinde soğutucu akışkan (R407A) buharlaşır.

Soğutucu akışkan, kapalı bir devre içinde ve basınç altında dolaştırılır. Soğutucu akışkanın basıncı arttırıldığında sıcaklığı da yüksek mertebelere ulaşacaktır. Soğutucu akışkan buharlaştırıcıdan gaz halinde çıkarak kompresöre ulaşır. Kompresörde sıkıştırılan gaz halindeki soğutucu akışkanın, basıncıyla birlikte sıcaklığı da artar.

ısı-pompasi-calismasi

Okuyabilirsiniz: Jiroskop Nedir? Nasıl Çalışır?

Kompresörden geçen soğutucu akışkan, yoğuşturucuya ulaştığında ısısının büyük bir kısmını, plakalı ısı değiştiricileri yardımıyla, ısıtma tesisatı çevrimine aktarır. Soğuyan akışkan yoğuşur ve sıvı faza geçer. Daha sonra genleşme valfinde basıncı düşürülür ve düşük sıcaklıktaki soğutucu akışkan çevrimin başına dönmüş olur. 

Bir Başka İfadeyle Isı Pompası Çalışma Sistemi

Genel tanımı ile enerjiyi bir kaynaktan diğerine aktaran bu cihazlar, genellikle hava, su ya da toprak enerjisini kullanır. Isı pompaları enerjisini aldığı kaynağı ısıtma konumunda çalışırken soğutur, serinletme yaparken ise ısıtır. Yapılan bu işlem gazın faz değişimi ile enerji alma ve bu enerjiyi taşımadır. Bu değişim ve taşıma işlemleri sırasında bir miktar enerji harcanır.

Bütün ısı pompaları aynı prensibi temel alarak çalışır. Ortaya çıkan ısı enerjisi, soğutma işleminin bir sonucudur. Yani eğer bir ortam soğutuluyor ise diğer bir ortam da ısıtılıyordur. Bilindiği üzere enerji vardan yok, yoktan var edilemez. Enerji sadece biçim değiştirir ya da taşınır. Isı pompaları da adını, ısı enerjisini bir yerden başka bir yere taşımasından yani “pompalaması”ndan alır. Örnek verilmesi gerekirse amacın soğutma olduğu durumlarda buzdolabı bir ısı pompası görevi görür. Buzdolabının içindeki hava ile buzdolabının arkasındaki hava enerji kaynaklarıdır.

Isı pompalarında kullanılan kaynak ortama ve kullanım amacına göre değişiklik gösterir. Burada önemli olan nokta ise kullanılan kaynağın olabildiğince stabil kalmasıdır. Bu kaynaklar arasında en stabil olan kaynak ise topraktır. Fakat kaynağın ilk yatırım değeri yüksek olmalıdır. Hava sıcaklıkları ise sürekli bir değişkenlik gösterir. Aylara göre değişebildiği gibi gece ve gündüz içerisinde bile farklı derecelerde değer alabilir. Ancak son yıllarda gelişen teknoloji ile toprak kaynaklı ve su kaynaklı ısı pompaları arasındaki COP değerleri birbirine çok yaklaşmıştır.

Isı Pompaları Ne İşe Yarar?

Genel anlamda ısıyı üretmek yerine taşımayı amaçlayan ısı pompaları günümüzde fosil yakıtların giderek azalması ve fiyatlarının artması düşünüldüğünde çevre dostu olmasının da etkisiyle tüm yaşam alanlarında tercih edilmeye başlanmıştır.

Hava, su ve toprak gibi doğada bulunan tükenmez enerji kaynaklarından faydalanarak kışın ısınmak yazın da serinlemek amacıyla kullanılan ısı pompaları, elektirikli ev eşyalarında da çeşitli amaçlara hizmet etmesi amacıyla kullanılır. Isıtma ve serinletme hizmetini aynı anda sunabilen su-su ve hava-su ısı pompaları düşük bir ek maliyet ile bu işlemi başarıyla gerçekleştirebilir. Tüm yaşam alanlarında çeşitli amaçlarla kullanılan ısı pompaları genel anlamda ısıtma ve soğutma işlemlerini gerçekleştirir. Baca gereksiniminin olmaması, atık gaz oluşturmaması ve herhangi bir atık sorunu yaratmaması sık tercih edilme nedenleri arasında yer alır.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Isı Pompası (Heat Pump) Nedir? Nasıl Çalışır? Ne İşe Yarar?

0