Endüstriyel Isı Pompaları Genel Anlamda Isı Pompasının İşlevi Nedir?

Genellikle ısı pompalarının yaptığı işlemleri şu şekilde değerlendirebiliriz. Isı pompaları, ısı enerjisini bir ısı kaynağından termal bir depoya aktaran cihaza verilen isimdir. Bu pompalar, soğuk bölgedeki ısıyı vakumlayarak, kendisinden daha sıcak olan bölgeye ulaştırır. Bu sayede termal enerjiyi ısı transferinin ters yönünde ilerletir. Bir ısı pompası, enerjiyi ısı kaynağından ısı emiciye aktarma işini gerçekleştirmek için harici güç kullanır. Bir ısı pompası dört ana unsurdan oluşur. Bunlar:

• Kondansatör,
• Genleşme valfi,
• Evaporatör
• Kompresör.

Bu bileşenler aracılığıyla dolaştırılan ısı transfer ortamına soğutucu akışkan denir.

• Isı pompaları, soğutucu olarak bilinen uçucu bir buharlaştıncı ve yoğunlaştırıcı sıvının fiziksel özelliklerinden yararlanır. Isı pompası, soğutulacak tarafı daha sıcak hale getirmek için soğutucuyu sıkıştırır ve ısının emildiği taraftaki basıncı boşaltır.

Isı Pompalarının Özellikler Nelerdir?

• Isı pompalarının normal dirençli ısıtıcılardan daha verimli olduğu gözlemlenmiştir. Bu sayede enerji tasarrufu yapan bir yapıya sahiptir.
• Enerji tasarrufu yapabilmesinin temel sebebi ise ihtiyaç duyduğu ısıyı dış kaynaklardan almasıdır.
• Elektrikle çalışan ısı pompalarında ise ısıtılacak alana aktarılan ısı tüketilen elektriğin üç dört katından daha fazla miktarlara ulaşır.
• Isı pompalarının çalışma sistemi evlerde kullanılan buzdolaplarıyla hemen hemen aynı şekildedir.
• Isı pompasında buharlaştırıcıdaki ısıyı vakumlamak için ara akışkan olarak soğutucu akışkan kullanılmaktadır.
• Soğutucunun yoğunlaştığı yerlerde kondenserde ısı açığa çıkarır.
• Isı pompalarının bir diğer özelliği ise düşük sıcaklıklarda yerden ısıtma avantajından yararlanmasıdır.

Isı Pompası Nasıl Çalışır?

• Isı pompaları soğutucu olarak adlandırılan bir likitten yararlanmaktadır. Bu likitin özelliği ise uçucu olması, yoğunlaştırıcı ve buharlaştırıcı olmasıdır. Bu sıvının fiziksel özellikleri sayesinde ısının emildiği tarafta bir basınç boşaltımı gerçekleştirilir. Soğutulması gereken alanın daha sıcak hale gelmesi amacıyla soğutucuyu sıkıştırır.
• Kompresör vasıtasıyla sıvı, gaz halindeyken basınca maruz bırakılır. Sistem içerisinde gezdirilir.
• Kompresörün deşarj kısmında sıcak ve oldukça fazla basınca maruz kalmış buhar kondenser kısmında soğutulur.
• Yoğun bir kıvama getirilen soğutma görevini alan akışkan bu aşamada bir basınç düşürme cihazından geçirilir.
• Sonrasında düşük basınçlı sıvı soğutucu akışkan başka bir ısı değiştiriciye dahil olur.
• Son olarak söz konusu soğutucu akışkan kompresöre girer ve ilk aşamada gerçekleşen döngü bu şekilde sürekli olarak tekrarlanır. Endüstriyel Isı Pompası Nerelerde Kullanılır?

Endüstriyel ısı pompalarının kullanım alanları oldukça fazladır. Sadece bir cihazın kullanılmasıyla ısıtma ve soğutma ihtiyacını karşılayabilmektedir. Endüstriyel ısı pompasının kullanım alanlarını şu şekilde maddeleyebiliriz.

1. Toplu yerleşim alanları (apartmanlar vs.),
2. Kurumsal hizmet binaları,
3. Oteller,
4. Alışveriş merkezleri,
5. Olimpik yüzme havuzları, (bu alanlarda genellikle ısı dışarıdan temin edilir. Dışarıdan alınan ısı bir iç su deposuna aktarılır. Soğutma uygulamasında ise kaynak içten temin edilmektedir.)
6. Ağır sanayide ihtiyaç duyulan alanlar.

Bu maddelerdeki gibi alanlarda ısı pompaları kullanılmaktadır. Isı pompalarının avantajı tek bir cihaz sayesinde devasa alanlara hizmet verebilmesidir. Mesela sanayi bölgelerinde sıcak ve soğuk su ihtiyacı olanlara eş zamanlı olarak ihtiyaç duyulan derecelerde su temini sağlayabilmektedir. Sıcak su, buhar kazanı veya sıcak su depolarından elde edilir. Bu sulara yakıt olarak doğal gaz kömür gibi yakıtlar kullanılır. Kazandan alınan verimin oranı ise oldukça yüksektir. Soğuk su chiller aracılığıyla sistemden çekilen ısı enerjisi kondenser vasıtasıyla havaya atılır. Bu havaya atılan ısının kullanılmasıyla yakıt tasarrufu sağlanır. Hatta bu noktada eğer su soğutmalı sistem kullanılıyorsa daha üst düzeyde tasarruf sağlanması mümkündür.

• Hava kaynaklı olarak ısı pompalarını kullanan milyonlarca tesis bulunmaktadır.
• Endüstriyel ısı pompaları uygulayarak sektördeki enerji tüketimini ve ilgili sera gazı emisyonlarını azaltmak için büyük bir potansiyel vardır. 2015 yılında tamamlanan uluslararası bir iş birliği projesi dünya çapında toplam 39 ar-ge projesi örneği ve 115 vaka çalışması topladı. Toplam 16 çalışma, kısa geri ödeme sürelerinin mümkün olduğunu 2 yıldan az göstermektedir, karbondioksit emisyonlarında yüksek azalma elde edilebilir.

 

• Isı pompaları bölgesel ısıtma için ısı tedarikçisi olarak da kullanılabilir. Bu tür uygulamalar için olası ısı kaynakları, kanalizasyon suyu, çevre suyu (deniz, göl ve nehir suyu gibi), endüstriyel atık ısı, jeotermal enerji, baca gazı, bölgesel soğutmadan gelen atık ısı ve güneş enerjisi ile ısı depolamadan gelen ısıdır.

  Isı pompaları söz konusu kullanım alanlarına bakıldığında yüksek derecede tasarruf sağlayabilen ve verimli sonuçlar doğurabilen, ayrıca binlerce tesiste kullanılabilen bir yapıya sahiptir.