Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Gerçekte bir soğutma çevrimi olan ısı pompası çevriminin temel prensibini Nicolas Léonard Sadi Carnot 1824 yılında ortaya atmıştır. 26 yıl sonra 1850 yılında Lord Kelvin'in, soğutma cihazlarının ısıtma maksadı ile kullanılabileceğini ileri sürmesiyle ısı pompası uygulamaya girdi. II. Dünya Savaşı'ndan önce ısı pompasının geliştirilmesi ve kullanılır hâle getirilmesi için birçok mühendis ve bilim insanı bu alanda araştırmalar ve çalışmalar yaptı. Savaş yıllarında endüstri, imkânlarını daha acil problemlere yönelttiği için ara verilen bu çalışmalara savaştan sonra tekrar başlandı.
Bu maddedeki bilgilerin için ek kaynaklar gerekli. (Eylül 2023) () |
Isı pompası endüstrisinin 1950‘lerde sahip olduğu potansiyel, yüksek kuruluş 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.
Küçük boyutlarıyla karakterize edilen mini-split cihazları, ısı pompaların bir örneğidir ve günümüzde ortamlarda hem soğutma hem de ısıtma uygulamaları için yaygın olarak kullanılır.
Çalışma ilkeleri
1. Yoğuşturucu (Kondansör)
2. Genişleme vanası (Kısılma vanası olarak da rastlanabilir)
3. Buharlaştırıcı (Evaporatör)
4. Kompresör
Isı pompası, dışarıdan enerji verilmesi ile düşük sıcaklıktaki bir ortamdan aldığı ısıyı yüksek sıcaklıktaki ortama veren bir makinedir. Kışın ısıtma maksadı ile kullanılan ısı pompası, yazın da soğutma için kullanılabilir (bu durumda soğutma makinesi olarak adlandırılır).
Bir ısı pompasının en önemli karakteristiği performans katsayısıdır (COP veya COPIP). Verimli bir ısı pompası sistemin COP değerleri 4 ve daha yüksek olabilir, yani sisteme girilen her bir birim girdi karşılığında 4 birim enerji hasıl olur. Japonya'daki COP değerleri 5'in üzerindedir. En iyi ısı pompaları 6.8 COP değerine ulaşmaktadır.
ve ısı pompaları aynı çevrimi gerçekleştirirler fakat kullanım amaçları farklıdır. Bir soğutma makinesinin amacı düşük sıcaklıktaki ortamı, ortamdan ısı çekerek çevre sıcaklığının altında tutmaktır. Daha sonra çevreye veya yüksek sıcaklıktaki bir ortama ısı geçişi, çevrimi tamamlaması için yapılması zorunlu bir işlemdir fakat amaç değildir. Isı pompasının amacı ise bir ortamı sıcak tutmaktır. Bu işlevi yerine getirmek için düşük sıcaklıktaki bir ısıl enerji deposundan alınan ısı, ısıtılmak istenen ortama verilir. Düşük sıcaklıktaki ısıl enerji deposu genellikle soğuk çevre havası, kuyu suyu veya toprak, ısıtılmak istenen ortam ise bir evin içidir.
Isı pompası sistemlerinde, buharlaştırıcıların ısı çektiği ortamlara “ısı kaynakları” denir. Isı pompası için çok önemli olan bu kaynakların ısı pompası ile uyum sağlayabilmesi, aşağıda belirtilen şartlara bağlıdır:
- Kaynak sıcaklığının fazla değişmemesi,
- Kaynak sıcaklığının mümkün olduğu kadar yüksek olması,
- Kaynağın bol bulunabilir olması ve coğrafi koşullardan mümkün olduğu kadar az etkilenmesi,
- Kaynağın kirli olmaması,
- Korozyona sebep olmaması
Bir ısı pompasının teknik ve ekonomik performansı, ısı kaynağının karakteristiğine bağlıdır. Binalarda kullanılan ısı pompaları için ideal bir ısı kaynağı, ısıtma dönemi boyunca yüksek ve fazla değişmeyen sıcaklığa, bol bulunabilirliğe, aşındırıcı ve kirletici etkenler taşımamasına, uygun termofiziksel özelliklere, düşük yatırım ve işletim maliyetine sahip olmalıdır. Çoğu durumda ısı kaynağının bulunabilirliği, en önemli etken olmaktadır. Isı pompalarında kaynak olarak :
- Çevre havası
- Toprak
- Deniz, nehir, göl suyu
- Yeraltı suları
- Artık sıvılar
- Artık gazlar
- Artık ısılar
- Güneş
- Kaya
kullanılabilir. Hepsinin farklı özellikleri vardır.
Çevre havası : Bolca bulunur ve ısı pompaları için en çok kullanılan ısı kaynağıdır. Hava kaynaklı ısı pompalarının mevsimlik performans faktörü (SPF) toprak kaynaklı ısı pompalarından %10 – 30 daha düşüktür. Bunun nedeni olarak, dış hava sıcaklığının düşmesi ile buharlaştırıcıda yüksek sıcaklık farkı oluşması ve bu durumda buharlaştırıcının buzlanması ve fanların çalıştırılması için gerekli enerji, kapasite ve performansta hızlı düşüşe yol açması gösterilebilir. Hava kirliliği de bir dezavantajdır.
Toprak : İyi bir kaynaktır fakat ısı değiştiricisini toprağa gömmek, korozyonu önlemek için de iyi malzeme kullanmak gerekir. Bu da ilk yatırım masrafını artırır.
Deniz, nehir, göl suları : Isı pompaları için iyi bir kaynaktırlar. Nehir ve göl sularının kışın donma sorunu vardır. Bu sorun deniz için çok önemli değildir. Bu sularda kirlilik sorunu vardır. Coğrafi şartlardan da çabuk etkilenirler.
Yeraltı suları : Yıl boyunca sıcaklık değişimi azdır. Taşınması için pompa kullanılıyorsa ek enerji kullanılıyor demektir. İçine pis suların karışması tehlikelidir. Isı değiştiricilerinin yer altına gömülmesi korozyona neden olabilir ve maliyeti artırır.
Artık gazlar : Ev ve ticari binalardaki ısı pompaları için önemli ısı kaynağıdır. Isı pompası, havalandırmadan aldığı ısıyı hacim ve su ısıtmak için kullanır.
Artık ısılar : Prosese bağlı olarak bazı avantajları veya dezavantajları olabilir.
Güneş : İyi bir kaynaktır. İlk yatırım masrafı çok, fakat bakım masrafı az ve temizdir.
Isı pompaları ayrıca, tek başına ya da ek bir sistemle birlikte kullanılabilir. Isıtma ihtiyacını tek başına karşılayanlara “monovalent ısı pompaları”, ek kaynak yardımıyla bu ihtiyacı karşılayanlara ise “bivalent ısı pompaları” denir. Bivalent durumda ısı pompası ısıtma yükünün %50 – 95‘ini karşılar. Bivalent sistemlere örnek olarak güneş toplayıcıları ve kazanlar verilebilir. Bu ikili sistemlerin çalışması da sıralı veya birlikte olmaktadır. Sıralı çalışma, bir sistem devreden çıktığında ötekinin devreye girmesidir. Isı pompası – kazan sistemi bu şekilde çalıştırılabilir. Isı pompasının çalıştırılmasının ekonomik olmadığı durumlarda ısı pompası devreden çıkar ve kazan devreye girer. Birlikte çalışmaya örnek olarak da ısı pompası – güneş toplayıcıları sistemi verilebilir. Binanın ısıtılmasında kullanılan ısı pompasının çalışması için gerekli sıcaklık aralığı güneş enerjisi sayesinde sağlanabilir.
Isı pompası termodinamiği
Isı pompasını, basitçe ısı makinesinin tersi bir çevrim olarak göz önüne alabiliriz. Isı makinesi, yüksek sıcaklıktaki ortamdan ısı çekerek, düşük sıcaklıktaki ortama aktaran ve bu işlemi yaparken dışarıya iş veren makinedir. Isı pompası ise, dışarıdan enerji verilmesi ile düşük sıcaklıktaki ısı kaynağından aldığı ısıyı yüksek sıcaklıktaki ortama veren makinedir.
Kışın ısıtma maksadı ile kullanılan ısı pompası, yazın da soğutma için kullanılabilir. Isının, soğuk ısı kaynağından sıcak ısı kaynağına nakledilmesi çeşitli şekillerde gerçekleştirilebilir. Buna göre ısı pompası çeşitleri aşağıdaki gibidir:
Genellikle “Buhar sıkıştırmalı çevrimli” ve “” ısı pompası çeşitleri kullanılır.
Isı pompalarının büyük çoğunluğu buhar sıkıştırmalı çevrim prensibine göre çalışır. Basit bir ısı pompasının ana elemanları kompresör, (expansion valve) ile buharlaştırıcı (evaporator) ve yoğuşturucu (condenser) olarak adlandırılan iki adet ısı değiştiricisidir.
T – s ve P – h diyagramlarından da görüleceği gibi çevrimi oluşturan hal değişimleri şöyledir:
- 1 – 2’ : Kompresörde izentropik (tersinir – adyabatik) sıkıştırma
- 2’ – 3 : Yoğuşturucuda çevreye sabit basınçta ısı geçişi
- 3 – 4 : Genişleme vanasında sabit entalpide genişleme
- 4 – 1 : Buharlaştırıcıda akışkana sabit basınçta ısı geçişi
Buharlaştırıcıdan çıkan doymuş buhar kompresörde izentropik olarak daha yüksek bir basınç ve sıcaklığa sıkıştırılarak kızgın buhar haline getirilir (1 – 2’ durumu). Daha sonra yoğuşturucuya giren kızgın buhar, kullanılabilir ısısını dışarıya vererek sabit basınçta yoğuşur (2’ – 3 durumu). Doymuş sıvı haldeki yüksek basınçlı akışkanın basıncı ve sıcaklığı genişleme vanasında buharlaştırıcı şartlarına getirilir (3 – 4 durumu). Buharlaştırıcıya giren akışkanın sıcaklığı ısı kaynağının sıcaklığından düşük olduğundan, ısı kaynağından akışkana sabit basınçta ısı geçişi olur ve akışkan buharlaşır (4 – 1 durumu). Buradan sonra çevrim yeniden başlar ve bu şekilde devam eder.
Ayrıca bakınız
Kaynakça
- ^ yalova.csb.gov.tr. . yalova.csb.gov.tr. 17 Ağustos 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 22 Şubat 2024.
- ^ . 16 Ağustos 2023. 19 Ağustos 2023 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 14 Eylül 2023.
- ^ "Isı pompaları ile enerjide yüzde 60 tasarruf mümkün". Anadolu Ajansı. 22 Şubat 2024 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 22 Şubat 2024.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Gercekte bir sogutma cevrimi olan isi pompasi cevriminin temel prensibini Nicolas Leonard Sadi Carnot 1824 yilinda ortaya atmistir 26 yil sonra 1850 yilinda Lord Kelvin in sogutma cihazlarinin isitma maksadi ile kullanilabilecegini ileri surmesiyle isi pompasi uygulamaya girdi II Dunya Savasi ndan once isi pompasinin gelistirilmesi ve kullanilir hale getirilmesi icin bircok muhendis ve bilim insani bu alanda arastirmalar ve calismalar yapti Savas yillarinda endustri imkanlarini daha acil problemlere yonelttigi icin ara verilen bu calismalara savastan sonra tekrar baslandi Bu maddedeki bilgilerin dogrulanabilmesi icin ek kaynaklar gerekli Lutfen guvenilir kaynaklar ekleyerek maddenin gelistirilmesine yardimci olun Kaynaksiz icerik itiraz konusu olabilir ve kaldirilabilir Kaynak ara Isi pompasi haber gazete kitap akademik JSTOR Eylul 2023 Bu sablonun nasil ve ne zaman kaldirilmasi gerektigini ogrenin Isi pompasi endustrisinin 1950 lerde sahip oldugu potansiyel yuksek kurulus maliyeti dogalgaz ve petrole dayanan enerjinin ucuzlamasi nedeniyle isi pompasina olan guven 1960 li yillarda azaldi Isi pompalarinin bu duraklamadan sonra onem kazanmasi 1973 teki enerji krizinden sonra olmus ve bu tarihten sonra bircok calisma yapilmistir Kucuk boyutlariyla karakterize edilen mini split cihazlari isi pompalarin bir ornegidir ve gunumuzde ortamlarda hem sogutma hem de isitma uygulamalari icin yaygin olarak kullanilir Calisma ilkeleriIsi pompasi cevrim semasi 1 Yogusturucu Kondansor 2 Genisleme vanasi Kisilma vanasi olarak da rastlanabilir 3 Buharlastirici Evaporator 4 Kompresor Isi pompasi disaridan enerji verilmesi ile dusuk sicakliktaki bir ortamdan aldigi isiyi yuksek sicakliktaki ortama veren bir makinedir Kisin isitma maksadi ile kullanilan isi pompasi yazin da sogutma icin kullanilabilir bu durumda sogutma makinesi olarak adlandirilir Bir isi pompasinin en onemli karakteristigi performans katsayisidir COP veya COPIP Verimli bir isi pompasi sistemin COP degerleri 4 ve daha yuksek olabilir yani sisteme girilen her bir birim girdi karsiliginda 4 birim enerji hasil olur Japonya daki COP degerleri 5 in uzerindedir En iyi isi pompalari 6 8 COP degerine ulasmaktadir ve isi pompalari ayni cevrimi gerceklestirirler fakat kullanim amaclari farklidir Bir sogutma makinesinin amaci dusuk sicakliktaki ortami ortamdan isi cekerek cevre sicakliginin altinda tutmaktir Daha sonra cevreye veya yuksek sicakliktaki bir ortama isi gecisi cevrimi tamamlamasi icin yapilmasi zorunlu bir islemdir fakat amac degildir Isi pompasinin amaci ise bir ortami sicak tutmaktir Bu islevi yerine getirmek icin dusuk sicakliktaki bir isil enerji deposundan alinan isi isitilmak istenen ortama verilir Dusuk sicakliktaki isil enerji deposu genellikle soguk cevre havasi kuyu suyu veya toprak isitilmak istenen ortam ise bir evin icidir Isi pompasi sistemlerinde buharlastiricilarin isi cektigi ortamlara isi kaynaklari denir Isi pompasi icin cok onemli olan bu kaynaklarin isi pompasi ile uyum saglayabilmesi asagida belirtilen sartlara baglidir Kaynak sicakliginin fazla degismemesi Kaynak sicakliginin mumkun oldugu kadar yuksek olmasi Kaynagin bol bulunabilir olmasi ve cografi kosullardan mumkun oldugu kadar az etkilenmesi Kaynagin kirli olmamasi Korozyona sebep olmamasi Bir isi pompasinin teknik ve ekonomik performansi isi kaynaginin karakteristigine baglidir Binalarda kullanilan isi pompalari icin ideal bir isi kaynagi isitma donemi boyunca yuksek ve fazla degismeyen sicakliga bol bulunabilirlige asindirici ve kirletici etkenler tasimamasina uygun termofiziksel ozelliklere dusuk yatirim ve isletim maliyetine sahip olmalidir Cogu durumda isi kaynaginin bulunabilirligi en onemli etken olmaktadir Isi pompalarinda kaynak olarak Cevre havasi Toprak Deniz nehir gol suyu Yeralti sulari Artik sivilar Artik gazlar Artik isilar Gunes Kaya kullanilabilir Hepsinin farkli ozellikleri vardir Cevre havasi Bolca bulunur ve isi pompalari icin en cok kullanilan isi kaynagidir Hava kaynakli isi pompalarinin mevsimlik performans faktoru SPF toprak kaynakli isi pompalarindan 10 30 daha dusuktur Bunun nedeni olarak dis hava sicakliginin dusmesi ile buharlastiricida yuksek sicaklik farki olusmasi ve bu durumda buharlastiricinin buzlanmasi ve fanlarin calistirilmasi icin gerekli enerji kapasite ve performansta hizli dususe yol acmasi gosterilebilir Hava kirliligi de bir dezavantajdir Toprak Iyi bir kaynaktir fakat isi degistiricisini topraga gommek korozyonu onlemek icin de iyi malzeme kullanmak gerekir Bu da ilk yatirim masrafini artirir Deniz nehir gol sulari Isi pompalari icin iyi bir kaynaktirlar Nehir ve gol sularinin kisin donma sorunu vardir Bu sorun deniz icin cok onemli degildir Bu sularda kirlilik sorunu vardir Cografi sartlardan da cabuk etkilenirler Yeralti sulari Yil boyunca sicaklik degisimi azdir Tasinmasi icin pompa kullaniliyorsa ek enerji kullaniliyor demektir Icine pis sularin karismasi tehlikelidir Isi degistiricilerinin yer altina gomulmesi korozyona neden olabilir ve maliyeti artirir Artik gazlar Ev ve ticari binalardaki isi pompalari icin onemli isi kaynagidir Isi pompasi havalandirmadan aldigi isiyi hacim ve su isitmak icin kullanir Artik isilar Prosese bagli olarak bazi avantajlari veya dezavantajlari olabilir Gunes Iyi bir kaynaktir Ilk yatirim masrafi cok fakat bakim masrafi az ve temizdir Isi pompalari ayrica tek basina ya da ek bir sistemle birlikte kullanilabilir Isitma ihtiyacini tek basina karsilayanlara monovalent isi pompalari ek kaynak yardimiyla bu ihtiyaci karsilayanlara ise bivalent isi pompalari denir Bivalent durumda isi pompasi isitma yukunun 50 95 ini karsilar Bivalent sistemlere ornek olarak gunes toplayicilari ve kazanlar verilebilir Bu ikili sistemlerin calismasi da sirali veya birlikte olmaktadir Sirali calisma bir sistem devreden ciktiginda otekinin devreye girmesidir Isi pompasi kazan sistemi bu sekilde calistirilabilir Isi pompasinin calistirilmasinin ekonomik olmadigi durumlarda isi pompasi devreden cikar ve kazan devreye girer Birlikte calismaya ornek olarak da isi pompasi gunes toplayicilari sistemi verilebilir Binanin isitilmasinda kullanilan isi pompasinin calismasi icin gerekli sicaklik araligi gunes enerjisi sayesinde saglanabilir Isi pompasi termodinamigiIsi pompasini basitce isi makinesinin tersi bir cevrim olarak goz onune alabiliriz Isi makinesi yuksek sicakliktaki ortamdan isi cekerek dusuk sicakliktaki ortama aktaran ve bu islemi yaparken disariya is veren makinedir Isi pompasi ise disaridan enerji verilmesi ile dusuk sicakliktaki isi kaynagindan aldigi isiyi yuksek sicakliktaki ortama veren makinedir Kisin isitma maksadi ile kullanilan isi pompasi yazin da sogutma icin kullanilabilir Isinin soguk isi kaynagindan sicak isi kaynagina nakledilmesi cesitli sekillerde gerceklestirilebilir Buna gore isi pompasi cesitleri asagidaki gibidir Genellikle Buhar sikistirmali cevrimli ve isi pompasi cesitleri kullanilir Isi pompalarinin buyuk cogunlugu buhar sikistirmali cevrim prensibine gore calisir Basit bir isi pompasinin ana elemanlari kompresor expansion valve ile buharlastirici evaporator ve yogusturucu condenser olarak adlandirilan iki adet isi degistiricisidir Ideal buhar sikistirmali isi pompasi cevriminin T s diyagramiIdeal buhar sikistirmali isi pompasi cevriminin P h diyagrami T s ve P h diyagramlarindan da gorulecegi gibi cevrimi olusturan hal degisimleri soyledir 1 2 Kompresorde izentropik tersinir adyabatik sikistirma 2 3 Yogusturucuda cevreye sabit basincta isi gecisi 3 4 Genisleme vanasinda sabit entalpide genisleme 4 1 Buharlastiricida akiskana sabit basincta isi gecisi Buharlastiricidan cikan doymus buhar kompresorde izentropik olarak daha yuksek bir basinc ve sicakliga sikistirilarak kizgin buhar haline getirilir 1 2 durumu Daha sonra yogusturucuya giren kizgin buhar kullanilabilir isisini disariya vererek sabit basincta yogusur 2 3 durumu Doymus sivi haldeki yuksek basincli akiskanin basinci ve sicakligi genisleme vanasinda buharlastirici sartlarina getirilir 3 4 durumu Buharlastiriciya giren akiskanin sicakligi isi kaynaginin sicakligindan dusuk oldugundan isi kaynagindan akiskana sabit basincta isi gecisi olur ve akiskan buharlasir 4 1 durumu Buradan sonra cevrim yeniden baslar ve bu sekilde devam eder Ayrica bakinizSogutma cevrimi Buhar sikistirmali isi pompasi cevrimi Isi degistiricisi Kompresor Yogusturucu BuharlastiriciKaynakca yalova csb gov tr yalova csb gov tr 17 Agustos 2019 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 22 Subat 2024 16 Agustos 2023 19 Agustos 2023 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 14 Eylul 2023 Isi pompalari ile enerjide yuzde 60 tasarruf mumkun Anadolu Ajansi 22 Subat 2024 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 22 Subat 2024