Geleceğin iklimlendirme teknolojisi ürünlerinden biri olan ısı pompaları ; Isıtma, soğutma ve sıcak su kullanımını tek bir cihazda toplayarak diğer ısı kaynaklarına göre transfer ettikleri enerjiyi sadece havadan değil toprak ve su gibi farklı ortamlardan da sağlayabiliyor. Ayrıca ısı pompaları hava, toprak ve sudaki potansiyel ısı enerjisini evlerimize taşıyarak evimizin sıcaklık konforunu sağlarken doğaya herhangi bir zehirli gaz salınımı yapmıyor.
Isı Pompası Nedir?
Isı pompası, teknik olarak açıklamak gerekirse ısı enerjisini mekanik enerji kullanarak bulunduğu ortamdan başka bir ortama transfer etmeye yarayan cihazdır. Isı pompaları, ısıyı başka bir kimyasal reaksiyona sokmadan sadece var olan ısıyı transfer etmektedir. Bu işlevi sayesinde ısı pompaları iklimlendirme teknoloji ürünleri arasında önemli bir yer almasını sağlamaktadır.
Transfer ettikleri enerjiyi hava, su ve topraktan sağlayan ısı pompaları, çevre dostu bir sistemdir.
Isı pompaları dört parçadan oluşmaktadır;
Kondenser: Yoğunlaştırıcı olarak görev yapan kondanser, sıcak olarak aldığı akışkan sıvıyı yoğunlaştırarak soğutma işlemini gerçekleştirerek eksi derecelere ulaşmasını sağlar.
Genleşme Vanası: Soğutucu akışkanın kompresör tarafından artırılın basıncının düşürülmesini sağlayan ısı pompası parçasıdır.
Evaparatör: Genleşme vanasından çıkan basıncı düşürülmüş soğutucu akışkanın kompresöre tamamen gaz fazında girmesini sağlayan parçadır, genleşme vanası ve kompresör arasında bulunur.
Kompresör: Isı pompasının parçalarından biri olan kompresör, düşük sıcaklıkta ve basınçta gelen gaz halindeki soğutucu akışkanı yüksek basınca ve yük sek sıcaklığa ulaşmasını sağlayan önemli parçalardan biridir.
Isı pompaları, yaşanılan mekanlarda ısıtma, soğutma ve kullanım sıcak suyu sağlamak için ortamdan doğal ısıyı alan ve sonrasında bu ısıyı kullanılabileceği daha yüksek bir sıcaklık ve basınca dönüştüren ve pompalayan cihazlardır. Bu ortam hava, su veya toprak olabilir. Bu şekilde hava kaynaklı, su kaynaklı ve toprak kaynaklı olmak üzere üç tip ısı pompası vardır.
Isı Pompası Çeşitleri Nelerdir?
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.
Hava Kaynaklı Isı Pompaları
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 elde edilmesi veya sıcak su ile çalışan ısıtma sistemlerinde kullanılır. Hava - hava ısı pompalarında olduğu gibi bu sistemlerde de dış hava sıcaklığının düşmesiyle sistem verimliliği azalır.
Su Kaynaklı Isı Pompaları
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.
Toprak Kaynaklı Isı Pompası
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.
Jeotermal Enerji Kaynaklı Isı Pompası
Bu ısı pompaları yeryüzünün derinliklerinden gelen sıcak suyu ısı kaynağı olarak kullanırlar.
Güneş Enerjisi Kaynaklı Isı Pompası
Güneş enerjisinden termal olarak faydalanan bu ısı pompaları, güneş enerjili su 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 motorlu ve 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.
Isı Pompası Nasıl Çalışır?
Isı pompası ısıtma, soğutma ve sıcak su için gerekli olan enerjinin %25'ni elektrik enerjisinden kalan %75'ni ise doğadan (hava, su, toprak) sağlayarak çalışır.
Isı pompaları karlı, yağmurlu, güneşli gibi her türlü hava koşulunda kullanılabilir, hava koşullarından etkilenmez.
Klimalardaki ısıtma verimini göstermek için kullanılan COP değeri ısı pompalarında da kullanılır. “Coefficient Of Performance” kelimelerinin kısaltması olan COP, ısıtma performans katsayısı olarak bilinir. Daikin Altherma ısı pompası ısıtma performans katsayısı (COP) çalışma prensibine bağlı olarak 5,0 değerine kadar çıkar. Dış ünite havadaki potansiyel ısıyı alıp, bu ısıyı sistemde kullanılan ısıtma suyuna aktarır. Sıcaklığı artmış olan su ısıtma sistemi, radyatör veya fan coil üniteleri içinde dolaşım sağlayarak binanın tüm ısı ihtiyacını karşılar. Soğutma çevrimi (Carnot) prensibiyle çalışan ısı pompası düşük elektrik tüketimiyle yüksek enerji tasarrufu sağlar.
Isı Pompalarının Avantajları Nelerdir?
Öncelikle ısı pompası avantajları içerisinde çevre bilincine paralel artılar var. Bu cihazlar, doğaya herhangi bir zehirli gaz salınımı gerçekleştirmeden çalışıyor. Bu açıdan doğa dostu ürünler arasında yer alıyor. Genel olarak sıralamak gerekirse:
- Isı pompalarının kullanımı çok kolaydır.
- Isı pompaları, diğer ısıtma yöntemlerine göre daha ucuzdur.
- Isı pompaları sıcaklık üretmek için herhangi bir şey yakmamaktadır, bu yüzden yan ürün olarak zehirli karbonmonoksit oluşturmamakta ve böylece onları daha güvenli kullanmaktadırlar.
- Isı pompaları havayı kurutmaz.
- Isı pompaları, bakım gerektirmeyen, verimli sistemlerdir. Hava kaynaklı bir ısı pompası, ısı ürettiği enerjinin yaklaşık yarısını tüketir. Jeotermal pompa ile bu rakam yaklaşık altı kat artar.
- Isı pompaları uzun ömürlüdür ve çok güvenilirdir.
- Isı pompaları diğer ısıtma ünitelerinden daha az yer kaplar.
- Isı pompaları çevre için daha uygundur çünkü zararlı emisyon oluşturmazlar.
- İster ısı pompasını yeni bir eve monte edin, isterseniz de yenileyin ısı pompaları evinize değer katacak ve on yıllardır temiz ve verimli ısı sağlayacak cazip bir seçenektir.
Isı Pompası Sistemi Nerelerde Kullanılır?
Çevremizde aynı sistemle çalışan birçok mekanizma vardır. Örneğin, buzdolabı, klima ve derin dondurucu ısı pompası sistemleri ile çalışır. Isı pompalarının kullanım alanları ise şöyledir;
- Konutlar
- Hizmet Binaları
- Oteller
- AVM
- Sanayi Sektörü
- Havuzlu Yapılar