ISI POMPASI
Isı geçişi her zaman yüksek sıcaklıktaki ortamdan düşük sıcaklıktaki ortama doğru olmaktadır. Bu doğal bir olgudur ve kendiliğinden gerçekleşir. Bunun tersi kendiliğinden gerçekleşemez. Düşük sıcaklıktaki bir ortamdan yüksek sıcaklıktaki bir ortama ısı geçişi ancak ısı pompalarının kullanımıyla gerçekleşebilir. Isı pompası basit olarak ısı enerjisini düşük sıcaklıktaki bir ortamdan yüksek sıcaklıktaki bir ortama taşıyan ve elektrikle beslenen bir sistemdir.
Isı pompaları soğutma çevrimini esas alarak çalışır. Soğutma işleminin sonucu olarak ısı açığa çıkar. Her zaman bir ortamı soğutuyorsanız, başka bir ortamı ısıtıyorsunuz demektir.
Isı pompaları değişik kaynaklar kullanabilmektedirler ve kullandıkları kaynaklara göre adlandırılırlar. Hava, su, yer, düşük sıcaklıklı jeotermal su kaynakları, bir işlem sonucu atılmış atık sıcak veya soğuk sular, depolanmış güneş enerjisi de ısı pompaları için ısı enerjisi kaynağı olarak kullanılabilir.
Yer Kaynaklı Isı Pompası; yerin sığ derinliklerini, yeraltı suyu ve yüzey suyunu, ısı kaynağı ve ısı kuyusu olarak kullanan değişik sistemlerin hepsini kapsamak üzere kullanılan bir terimdir. Bunun yanı sıra sıklıkla Jeotermal Isı Pompası ifadesi de kullanılır. Bu teknoloji yeryüzünün belirli bir derinliğinde sıcaklığın yıl içinde nispeten sabit kalması gerçeğine dayanır. Yer altı kışın bir ısı kaynağı, yazın ise bir ısı çukuru olarak davranır.
Isı pompaları, jeotermal su veya sığ derinliklerdeki ortam sıcaklıklarının normalin üstünde, genel olarak 10 - 32 oC, olduğu yerlerde kullanılır. Alışılagelmiş jeotermal ısıtma (ve soğutma) sistemleri bu sıcaklıklarda verimli değildir. Isı pompaları ise bu sıcaklıklarda hacim ısıtması ve soğutması ile evsel su ısıtması sağlayabilir.
Isı enerjisinin kaynağı yerin birkaç metrelik derinliklerinde güneş ışınları, genellikle 5-7 metreden sonraki derinliklerde ise jeotermal ısı akısıdır. Enerji yer altı suları ile dolaşım (konveksiyon) yoluyla veya yerin derinliklerinden iletim (kondüktivite) yoluyla yukarıya taşınır. Göllerde ise esas olarak güneş ışınlarıdır. Bu şekilde, ısıtma sezonunda dış havadan daha yüksek sıcaklıkta bir kaynak ve yazın soğutma için havadan daha düşük sıcaklıkta bir alıcı ortam sağlanır.
Yer Kaynaklı Isı Pompaları tüm teknolojiler içinde en düşük CO2 emisyonu ve en düşük toplam çevre gideri sunmaktadır.
Yer Kaynaklı Isı Pompası sistemlerinde iki ana ısı kaynağı söz konusudur. Bunlar “Su” ve “Sığ Derinlik Ortamları” dır.
Göller, büyük akarsular ve yer altı suyu akiferleri, genellikle 3 metreden derin kısımlarında 10-14 oC düzeyinde sabit sıcaklık bulunması nedeniyle önemli bir ısı kaynağı olarak kullanılabilmektedir.
Yerin sığ derinlikleri ise, genellikle birkaç metre derinliğe kadar olan toprak ve 150-200 metre derinliklere kadar olan kaya ortamlar olarak tanımlanır ve bu derinliklerde 12-18 oC düzeyinde sabit sıcaklık bulunur.
Göller ve büyük akarsular içerisine borular döşenerek ve bu borular içerisinde yüksek ısı transferi sağlayan akışkanlar dolaştırılarak, yer altı suyu akiferlerine kuyular açılıp su üretilerek, toprak ve kaya ortamlar içerisine ise kazı yaparak veya kuyular açıp borular döşenip bu borular içerisinde yüksek ısı transferi sağlayan akışkanlar dolaştırılarak ortamlardaki enerji istenen yere taşınabilir.
Bu enerji “Isı Pompası” olarak adlandırılan cihazlar ile mekan ısıtması ile sıcak kullanım suyu elde edilmesinde kullanılır. Sistem tersine çalıştırıldığında ise mekanlardaki ısı enerjisi yer altına toprak veya kaya ortamına veya su ortamına taşınarak soğutma yapılabilir.
Yer kaynaklı ısı pompalarından çıkan ısı enerjisinin %75’i ısı kaynağından, %25’i ise elektrik enerjisinden sağlanmaktadır. Tek bir cihaz ile hem ısıtma hem de soğutma yapılabilmektedir. Ek bir düzenekle de sıcak su elde edilebilmektedir.
Yer kaynaklı ısı pompası sistemleri konvansiyonel ısıtma/soğutma sistemlerine göre %20-30 daha yüksek ilk yatırım maliyeti göstermektedir. Ancak işletme ve bakım maliyetleri konvansiyonel sistemlere göre çok düşüktür.
Yer kaynaklı ısı pompası sistemleri yeterli alan bulunması durumunda istenen her yerde ve her cins ve büyüklükte yapıya uygulanabilmektedir.
