Toprak Kaynaklı Isı Pompası

8575
toprak kaynaklı ısı pompası nedir

Bu yazımda siz değerli okurlarım için toprak kaynaklı ısı pompasının tasarımı ve özelliklerinden bahsedeceğim. Dünyamızda yaşanan iklimsel değişmeler ve fosil yakıtların artık azalma dönemine girildiğinden dünya genelinde farklı alternatif çözümler için araştırmalar yapılmaktadır. Güneşin yaydığı ısıl enerjiyi emen topraktan faydalanarak ısı pompası dediğimiz kapalı çevrim olarak çalışan ısıtma ve soğutma amaçlı kullanılan cihazlar sayesinde evlerimizde ya da işyerlerimizde ısıtma problemimizi çözebilme imkanı vermektedir.

güneş ışığı
Toprak kaynaklı ısı pompasının kullanabilmemiz için ilk önce kullanılacak bölgenin toprak özelliklerine bakılması gerekmektedir. Zira mevcut bölgede bulunan toprağın özellikleri ısı pompası için ideal değil ise hava kaynaklı (fan coil) ile çalışan ısı pompası kullanılmalıdır. Toprak özellikleri uygunsa yatay veya dikey döşeme yapılacağına karar verilir ve gerekli hesaplamalar ile döşenecek boru boyu uzunluğu bulunur. Kullanılacak boru korozyona dayanıklı, toprak altında çürümeye maruz kalmayacak cinsten olmalıdır. Sürekli su ile temas halinde olmasından dolayı plastik borular tercih edilmelidir. Boru sisteminin içerisinde dolaşan su %20 ~ %30 oranında etilen glikol ülkemizde bilinen adı ile antifrizli su karışımı dolaşmalıdır. Bu karışımın kullanılma sebebi ise kış mevsiminde ısı pompasının kullanılmadığı zaman ve sirkülasyon pompası aktif olmadığı durumlarda iç enerji stabil olan suyun donma riskini azaltmaktır bir nevi suyun donma sıcaklığını düşürmektedir.

Toprak Kaynaklı Isı Pompası

Toprak Kaynaklı Isı Pompası Çalışma Prensibi

ısı pompası soğutma sistemi

Yukarıdaki çizimden yola çıkarak sizlere ısı pompası soğutma sisteminin çalışma prensibini anlatacağım.

1 Numaralı Kısım yukarıda bahsettiğim toprak altı boru sistemi 2 Numara evaporatör, 3 numara genleşme valfi kısılma valfide deniliyor, 4 numara kondenser, 5 numara ise kompresörür.

1 Numarada dolaşan etilen glikol karışımlı su toprağın içerisindeki güneş ışınlarının yaydığı sıcaklığı emerek 2 numaraya sirkülasyon pompası vasıtası ile taşır. 2 Numarada çevrimde dolaşan akışkan toprak hattından gelen su ile ısı transferi gerçekleştiri. Burada gaz ile toprak altında dolaşan su birbirine karışmamaktadır. İç içe geçmiş iki tane boru düşünün. İçteki borunun içerisinde akışkan, iki boru arasındada toprak altından gelen su olduğunu düşünün. Bu iki akışkan birbirine karışmadan ısı transferi gerçekleştirilir.

5 Numarada kompresör akışkanı sıkıştırarak basıncını yükseltmektedir. 4 Numarada ise kondenser sıkıştırılarak basıncı ve sıcaklığı arttırılmış akışkan ile ısıtma cihazlarından dönen (radyant ısıtıcılar vb.) soğurulmuş suyu ısıtarak (2 numaralı evaporatörün çalışma mantığı ile aynıdır. Evaporatörde sudan gaza ısı geçişi konderser de ise gazdan suya ısı geçişi olmaktadır.) radyant vb. ısıtıcı elemanlara göndererek mahallerin ısıtılması sağlanır. Kondenserden çıkan basıncı yüksek gaz ise genleşme valfinde basıncı düşürülerek evaporatöre gönderilir ve kapalı çevrim tamamlanmış olur.

toprak kaynaklı ısı pompası çalışma prensibi

Toprak kaynaklı ısı pompası ilk yatırım maliyetine bakıldığı zaman doğalgazlı sisteme göre maliyeti yüksektir. İşletme maliyetleri göz önüne alındığında ise toprak kaynaklı ısı pompası avantajlı durumdadır ve ilk yatırım maliyetlerinde harcanacak parayı birkaç yıl içerisinde amorti edebilmektedir.

Paylaşır mısınız?
Sefa Yüce
1990 Eminönü / İstanbul Doğumluyum. 2007 yılında sultanahmet anadolu meslek lisesi makine bölümünden mezun oldum. Daha sonra sırasıyla 2009 yılında Marmara Üniversitesi makine teknikerliği, 2014 yılında anadolu üniversitesi iktisat bölümü (açık öğretim) ve 2015 yılında Bülent Ecevit Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümlerinden mezun oldum. Uzmanı olduğum konular; Isıtma ve soğutma sektörü, 3D tasarım ve analiz, Mekanik tesisat alanlarıdır. Güncel mühendislik gelişmelerini takip etmek ve araştırmak ilgi alanımdır.

9 Yorum

  1. Merhabalar…Öncelikle yazınız için sizi tebrik ederim.Anladığım kadarıyla sistem bir klasik rankine çevrim modeliyle eşdeğer.Sadece kullanılan ortam diğerlerine göre bir başka.Buharlaştırıcı sonrasında entalpinin sabit kalmasını sağlayan bir kısılma vanası ardından yoğuşturucu ve son olarak kompresör ile çevrim devamlı bir hal içinde ve iç içe borular sayesinde bir iletimle ısı transferi gerçekleştirilmekte…Merak ettiğim konuya gelirsek eğer sistemin bizim için yani kullanıcılar olarak cazip gelmesi için verim oranının yüksek olması gereğidir.Bu düşündüğünüz sistemin diğer ısıtma sistemlerinden nedenli bir verim farkı vardır? İlk yatırım maliyet değerine de bakacak olursak zaten diğer sistemlere oranla da oldukça yüksek fiyatlar seyrinde.Yani biz kullanıcılar bu sistemi sadece değişen iklim koşullarında dünyamızın ömrüne katkı yapmak için mi kullanacağız?

    • Erkut Bey yorumunuz için teşekkür etmek isterim. Tüketici olan bizlerin ev ekonomisinin önemli olduğu kadar iklim değişikliği ile süregelen ileriye dönük oluşabilecek kötü sonuçların da düşünülmesi gerekmektedir. Isı pompası ile diğer sistemleri kıyaslayacak olduğumuzda bina içi tesisatın (borulama, radyant veya radyatör petekleri, gibi) diğer sistemler ile ısı pompasında da aynı ekipmanlar ile sağlanmaktadır. Isı pompasının COP değeri ortalama 4 değerlerindedir. Bunu izah eder iken örnek verecek olursak kombinin tesisatta dolaşan ortam sıcaklığındaki suyu (20°C – 21°C) 4 kwh (afaki bir değerdir) elektrik sarfiyatı ile ısınma ihtiyacımızı karşılayacak seviyelere ısıtırken ısı pompası ile bu ısınma gereksinimini 1 kwh elektrik tüketimi ile gerçekleştirmiş olacağız yani doğalgazda kullanacağımız maliyetin dörtte biri ile aynı ısınma gereksinimini ısı pompası ile sağlayacağız. Başlangıçta sadece toprak altı borulama tesisatı maliyeti ve ekstra sirkülasyon pompası maliyeti tüketiciye yansımaktadır. Birkaç yılda elektrik ve doğalgaz tüketimini göz önüne aldığımızda bu yatırım maliyetini, işletme maliyetlerindeki tasarruf ile amorti edilmesi ve ileriye dönük artı kazanç olarak tüketiciye yansıması söz konusudur.

  2. Tebrikler Bu uygulama kurulup netice alanlarda burda tecrübelerini anlatırsa çok güzel olur arkadaşlar ELLERİNİZE SAĞLIK

  3. Öncelikle paylaşım için çok teşekkürler . Fakat bu sistem kişin bir evi nasil isitacak. Kışın güneş in sıcaklığı ve güneşin cikmasi malum. Yoksa Bu sistem güneşin fazla oldugu günlerde sicak suyu depolayarak mi iısıtıyor? Teşekkürler

    • Mehmet Bey size ve diğer yorum yapan arkadaşlara teşekkür etmek isterim. Toprak kaynaklı ısı pompası toprağın depoladığı ısı enerjisinden faydalanarak ısı pompasının kompresörünün tükettiği enerjiyi minimuma indirmek için kullanılır. Özetlemek gerekirse sadece topraktan alınan ısıl enerji ile evi ısıtmamaktadır. Örnek vermek gerekirse evdeki tesisattan dönen su diyelim 10°C olsun. Toprağın altındaki borulama sisteminde dolaşan karışım sıvısı (Şebeke suyu + etilen glikol) bu 10°C su ile ısı transferine girmektedir. Daha sonra aldığı ısıl enerjisi ile sıcaklığı artan su ısı pompası vasıtası ile gerekli sıcaklığa ulaşmaktadır. Aynı sistemde toprağın altında borulama sistemi olmadığını düşünün. Burada ısı pompası 10 °C suyu daha çok elektrik harcayarak ısıtmaya çalışacaktır. Bu sistemin avantajı daha az elektrik enerjisi kullanarak suyu ısıtmak ve tesisata sirkülasyon pompaları ile göndermektir.

Düşünceleriniz Nedir?

Lütfen yorumunuzu buraya yazınız.
Lütfen isminizi buraya yazını.