Araştırmacılar, ısınmak için doğaya verilen zararı ve bütçe kaybını önlemek için çalışmalara başladı. Araştırmaları sonucunda ısı pompalarını kullanmaya karar verdiler. Isı pompaları; çevredeki ısıyı kullanırken, çevreye zarar vermediği ve enerji maliyetini düşürdüğü için araştırmacılar ısı pompalarına yöneldi.
Isı pompaları dışarıdaki ısıyı çeker, bir elektrikli kompresör vasıtası ile ortam sıcaklığını yükseltmek üzere yoğunlaştırır ve ısıyı gerekli yere pompalar. Bununla birlikte ısıtılabilir ve diğer ısıtma yöntemlerine göre çok daha tasarruflu ve sağlıklıdır. Milyonlarca Avustralyalının evinde, buzdolaplarında ve klimalarında soğutma amaçlı ısı pompaları bulunmaktadır.
Rusya’nın Avrupa üzerindeki gaz kısıtlamalarından öncesinde bile birçok ülkede ısı pompaları kullanılmaktaydı. Şimdilerde, hükümet politikaları ısı pompaları gibi çeşitli yöntemlerin kullanılmasını hızlandırmaktadır. ABD başkanı izlediği politika doğrultusunda ısı pompalarının ulusal savunmada çok gerekli olduğunu bildirdi ve üretiminin artması için emirde bulundu. Avustralya Başkent Bölgesi (ACT) hükümeti ise ısı pompalarının kullanıldığı binaların elektrifikasyonunda teşvikte bulunuyor ve ileride konut geliştirmelerinde bunu zorunlu tutacak yasaları planlıyor. Victoria hükümeti yakın zamanda bir Gaz İkame Yol Haritası başlattı ve ısı pompalarının kullanılması için teşvik programlarını tekrar şekillendiriyor. Farklı eyaletler ve bölgeler de politikaları gözden geçirmektedir1.
Enerji maliyeti tasarruflarının büyüklüğü nedir?
Isı pompası enerji maliyetlerinin, elektrikle çalışan fanlı ısıtıcı veya geleneksel elektrikli sıcak su yöntemlerine göre %60-85 oranında tasarruf sağlayacağı hesaplanıyor1. Gaz kullanımına göre maliyet karşılaştırması yapmak, verimlilik ve enerji fiyatlarının çok farklı olmasından dolayı net sonuç vermez. Buna rağmen tipik bir ısı pompası kullanılarak yapılan ısıtma, gaz kullanılarak yapılan ısıtmanın yaklaşık yarısı kadar maliyetlidir. Çatıdaki bir güneş paneli, ısı pompasını çalıştırmak için güneş enerjisini kullanırsa, gaz kullanımına oranla %90 daha az masraflı olacaktır.
Isı pompası kullanımı karbon ayak izimizi minimal düzeye çekecek etkili bir yöntemdir. Hesaplamalara göre, Avustralya’da şebeke elektriği ile çalışan bir ısı pompası, gazın emisyonunu dörtte bir ve bir elektrikli fan veya panel ısıtıcısının emisyonunu dörtte üç azaltır.
Verimsiz gaz ısıtmanın yerine yüksek verimli ve güneş enerjisi ile çalışan ısı pompası kullanılırsa maliyet çok daha az olur. Sıfır emisyona sahip yenilenebilir elektrik ve daha verimli ısı pompaları ile hem maliyet hem de çevreye verilen zarar azalır.
Isı pompalarının çalışma sistemi
Günümüzde kullanılan ısı pompaları %300-600 verimliliğe sahip, bunun anlamı normalde bir birim elektrik için 1 birim ısı üretilirken ısı pompası kullanarak 3-6 birim ısı üretiliyor.
Buzdolaplarının içerisinde küçük bir ısı pompası bulunur. Ayrıca evaporatör denilen soğuk bir panel bulunur. Isı, sıcak bir cisimden soğuk bir cisme doğru akma eğiliminden dolayı sıcak nesnelerden ısıyı emer. Buzdolabının altında bulunan elektrik motoru, kompresörü çalıştırır. Kompresör ısıyı daha yüksek bir sıcaklığa yoğunlaştırır ve buzdolabının bulunduğu ortama ısıyı iletir. Buzdolabının içerisi soğurken bulunduğu ortam ısınır.
Isı pompası sistemi, buzdolabına yakın bir prensip ile tersine çevrim yaparak ortam ısısından enerji üretir. Buzdolabı içerisini soğuturken dışarıyı ısıtır. Hava kaynaklı ısı pompası ise ortamdaki ısıyı odalarımıza getirir2.
Eğer ısı pompasının odamızı ısıtması için ortamdan ısı çekmesi gerekiyorsa soğuk havada nasıl çalışır? Bizim soğuk olarak nitelendirdiğimiz hava mutlak sıfır dediğimiz 0 Kelvin yani -273 °C’den oldukça sıcaktır. -15 °C gibi dondurucu soğuk havalarda mutlak sıfıra oldukça uzak olduğu için ısı enerjisi barındırır. Bu enerji daha da yoğunlaştırılarak odalarımızı ısıtır.
Soğuk havalarda ısı pompasının çalışması bazı sorunları meydana getirebilir. Havadaki su buharının soğuyup yoğunlaşmasından sonra ısı eşanjöründe buzlanma oluşabilir. Buzlanma ısı pompasında sıcak hava akışına engel olur. Isı pompaları bu sorunu en aza indirecek şekilde tasarlanmaktadır.
Kaynaklar
- https://techxplore.com/news/2022-09-energy-magic-smart-laws-physics.html
- https://www.viessmann.com.tr/tr/blog/isi-pompasi-nedir.html