Isı pompasının temel prensiplerini 1824 senesinde Nicolas Carnot ortaya atar. Esasen bir tür soğutma çevrimi olarak bilinen ısıtma pompaları, 1850’de ciddi bir dönüşüm yaşar. Lord Kelvin, soğutma makinelerinin aslında ısıtma amacıyla kullanılabileceğini öne sürer. Bu sayede de ısıtma pompaları ilk kez devreye girmiş olur. 2. Dünya Savaşı’nın hemen öncesindeki dönemde ısıtma pompalarının geliştirilmesi adına pek çok mühendis yoğun şekilde çalışır. 1950’li senelerden sonra bu pompalara dair önemli gelişmeler görülse de kuruluş maliyetlerinin görece yüksek düzeyde olması nedeniyle ısı pompaları gözden düşmeye başlar.
1973 senesinde küresel dünyada ortaya çıkan enerji krizi, ısıtma pompalarının yeniden popülerleşmesini sağlar. Isıtma pompaları doğadan edindikleri düşük sıcaklıktaki ısıyı verimli şekilde kullanır. Aslında ısıtma pompalarının çalışma prensibi günümüzde evlerimizde kullanmış olduğumuz basit bir buzdolabından teknik anlamda farksızdır. Bu tip pompalar tek şekilde ya da ek sistemle kullanılabilir. Havadan, su ya da topraktan alınmış olan düşük sıcaklığa sahip ısı, soğutucu akışkanlar sayesinde bir şekilde buhara evirilir. Ardından kompresöre aktarılan buharla beraber yüksek sıcaklık temin edilir. Neticede de dağılım sistemine aktarım gerçekleşir.
Isıtma pompaları kış aylarında ısıtma, yaz aylarında da soğutma amacıyla sorunsuz şekilde tercih edilir. Fosil tipi yakıtlara kıyasla ısı pompaları çok daha yüksek düzeyde tasarruf sağlar. Hatta bu tasarrufun % 50’nin üzerinde olduğu bilinir. Hava, toprak ya da su kaynaklı olmak üzere toplamda üç tür ısıtma pompası bulunur.
Isıtma Pompalarında Verimlilik ve Performans
Genelde ısıtma pompaları kullanacak olan kişilerin ilk sorduğu soruların başında bu ürünlerin ne düzeyde verimli olduğudur. Isıtma pompaları karbon emisyonlarını ciddi düzeyde azaltır. Ayrıca geleneksel anlamda tercih edilen ısıtma sistemlerinin yanında da harika bir alternatif olarak öne çıkar. Isıtma pompalarının verimlilik düzeyi COP şeklinde hesaplanır. Bu da performans katsayısını ifade eden bir değerdir. COP düzeyi yararlı olan ısıtma oranı anlamına gelir. Bu sayede de ısıtma pompalarının ne kadar verimli olduğunu tespit etmek olasıdır. Diğer taraftan soğutma konusundaki verimlilik de aynı biçimde saptanabilir. Bu da EER adı verilen bir katsayı ile tanımlanır. Isıtma pompaları tüm bu avantajlarına karşın hala tam anlamıyla geniş kitlelerce tanınan bir ürün değil. Son zamanlarda yavaş yavaş kullanım açısından daha sık tercih edilmeye başlanıyor. Yakın gelecekte merkezi ısıtma pompaları Türkiye’de pek çok alanda yoğun şekilde kullanılmaya başlanacak gibi görünüyor. Merkezi ısıtma pompalarının sahip olduğu ekonomik avantajlar, bu durumun en önemli nedeni olarak gösteriliyor.
Isıtma Pompalarının Faydaları
Merkezi ısıtma pompaları, ısıtma sistemlerinin çok önemli bir ekipmanı olarak bilinir. Belli bir kaynaktan aldığı enerjiyi farklı bir kaynağa transfer etme işlevi olan pompaların pek çok faydası bulunur. %40-50 civarına varan tasarruf olanakları, bu ürünlerin en önemli özelliğidir. Aynı zamanda çevre dostu olan ürünlerdir. Ekolojinin ve çevre bilincinin yükselişte olduğu bu dönemde ısıtma pompaları gibi dönüşüme ve verimliliğe müsait ürünler her zaman öncelikli olarak tercih ediliyor. Isıtma pompalarının bir diğer avantajı da karbon salınımını azaltmasıdır. Pek çok farklı ihtiyaca aynı anda cevap veren pompalar, baca zorunluluğunu ortadan kaldırır. Aynı zamanda atık gaz söz konusu değildir. Bu tip pompalar asla atık çıkarmazlar. Bu yüzden de temiz bir enerji kaynağı olarak fark yaratırlar. İyi bir etüt çalışması yapıldığı takdirde tüm bu avantajlardan sorunsuz şekilde faydalanmak mümkündür. Hem çevreye hem de cebinize önemli bir katkı sağlayan bu tip sistemlerle bir an önce tanışmalısınız.
Isıtma Pompalarının Çalışma Prensibi
Isıtma pompalarında her şeyden önce hava, su ya da toprak temel kaynak olarak tercih edilir. Gerek bölgelere gerekse de hedefe yönelik olarak kaynak seçimleri yapılır. Burada asıl mühim olan konu kaynağın mümkün olabildiğince stabil olabilmesidir. Bu noktada en stabil kaynağın toprak olduğunu rahat bir şekilde ifade edebiliriz. Toğrağın ilk yatırım değeri görece daha yüksektir. Son dönemde kompresör teknolojilerinin biraz daha gelişmesi sayesinde ılıman alanlarda topraktan kaynaklı ısıtma pompaları ve hava odaklı ısıtma pompalarının performans değerleri birbirine yaklaşmıştır. Isıtma pompalarında kapalı devrelerde soğutucu akışkan adı verilen freon tipi gazlar tercih edilir. Buharlaştırıcının içinden geçmekte olan soğuk akışkan, var olan ısıyı çeker ve buharlaşır. Daha sonra kompresörün sayesinde yoğuşturucuya basılma işlemi gerçekleşir. Yoğuşturucudan çıkmakta olan akışkan kısılma vanasından geçer. Bu şekilde basıncı ve sıcaklığı buharlaştırıcı basınca ve sıcaklığa düşürür. Isıtma pompası çevrimi bu şekilde tamamlanmış olur.
Isıtma pompalarında dört ayrı eleman söz konusudur. Bunlar; genleşme valfi, kompresör, buharlaştırıcı ve kondenser olarak sıralanabilir. Soğutma cihazları ve ısıtma pompaları temel olarak aynı çevrimi gerçekleştirseler de kullanım maksatları farklıdır. Soğutma cihazlarının hedefi; düşük sıcaklığa sahip olan ortamı, ısı çekmek suretiyle çevre sıcaklığının aşağısında tutmak şeklinde düşünülebilir. Isıtma pompalarının temel motivasyonu ortamı sıcak tutabilmektir. Isıtma pompaları ve kaynakların uyum içinde çalışabilmeleri adına bazı koşullar söz konusudur. Bu şartları şu şekilde sıralayabiliriz:
- Kaynak sıcaklıklarının çok fazla değişime uğramaması,
- Kaynak sıcaklığının büyük olması,
- Kaynağın bol düzeyde bulunabilmesi, coğrafi şartlardan daha az etkilenmesi,
- Korozyona neden olmaması,
- Kaynağın temiz olması.
Isıtma pompalarının yüksek düzeyde bir performans göstermesi, büyük ölçüde ısı kaynaklarının karakteristik özelliklerine bağlı bir durumdur.
