Bugünkü yazımızda toprak kaynaklı ısı pompası terimine değineceğiz. Ülkelerin enerji politikalarının önceliği, alternatif enerji kaynakları bulabilmek için çeşitli araştırmalar yapmaktır. Bu bağlamda yapılan çalışmalarda, Güneş’in yaydığı ısıl enerjiyi emen yer yüzeyinden faydalanabileceği ortaya çıkmıştır.
Toprak Kaynaklı Isı Pompası (GSHP), depolanan yer ısısının borular aracılığıyla binalara aktarımında kullanılan sistemdir.
GSHP Sisteminin Temel Bileşenleri
- Isı pompası: Yer kaynağından alınan ısıyı, dağıtım sistemlerine aktarır. Buharlaştırıcı, kompresör, yoğuşturucu ve genleşme valfinden oluşur.
Buharlaştırıcı: Çalışma sıvısının toprağa pompalanan ısıyı toprak devresi tarafından emdiği ısı pompasının bileşenidir. Doymuş sıvı-buhar karışımı buharlaştırıcı sayesinde doymuş buhara dönüştürülür. Evaporatörde basınç değişimi gözlenmezken sıcaklıkta artış gözlenir.
Kompresör: Sıkıştırma etkisiyle çalışma sıvısının sıcaklığında ciddi artış gözlenir.
Yoğuşturucu: Yoğuşturucu sayesinde, kompresör çıkışında elde edilen sıcaklıkta düşme meydana gelir. Isı pompasının nihai amacının gerçekleştirdiği işlem bu kısımda gerçekleşmektedir.
Genleşme Valfi: Genleşme valfi ile yoğuşturucu çıkışındaki basınç değeri düşürülür ve çevrimin son işlemidir.
- Topraklama Çevrimi: Bu bileşen GSHP’yi diğer ısı pompalarından ayırır. Çekilen ısı, dolaşan bir akışkan aracılığıyla boru şebekesi içinden ısı pompasına taşınır. Bu şebeke, toprak koşulları, ısıtma ve soğutma yükü gibi parametrelere bağlı olarak farklı konfigürasyonda yerleştirilebilir.
- Dağıtım Sistemi: Isı pompasından aktarılan ısı binaya taşınır ve boru ağ sistemiyle dağıtılır.
GSHP Sisteminin Özellikleri
- Geleneksel ısı pompalarında COP değeri 3 dolaylarında iken, GSHP sisteminde COP değeri yaklaşık 4’tür.
- Temiz
- Üstün konfor kalitesi
- Düşük bakım ve servis ihtiyacı
- Kullanılabilir alan olanağı geniş
- Geleneksel ısı pompalarına göre iki kat daha fazla fiyatlandırma
Topraklama Çevrimi Konfigürasyonları
- Kapalı Döngü Sistem: Kapalı döngü sistemde, bina etrafındaki toprağa bir döngü gömülüdür. Yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) borular sıkça kullanılmaktadır. Bağlantılar, boru ve bağlantı parçalarının birbirine kaynaştırılması veya eritilmesiyle yapılır; bu sayede neredeyse sızdırmaz bir bağlantı sağlanır. HDPE’den yapılan bir döngü uzun yıllar güvenle kullanılabilir. Bu sistemde akışkan asla toprakla temas etmez.
- Açık Döngü Sistemi: Açık döngü sistemde, yer altı suyu kuyudan ve ısı pompasından yukarı doğru çekilir, daha sonra tipik olarak geri dönüş kuyusuna pompalanır. Açık döngü sistemi denmesinin sebebi, yer altı suyunun çevreye açık olmasıdır.
(A): Yatay kapalı döngü sistem
(B): Dikey kapalı döngü sistem
(C): Açık döngü sistem
KAYNAKÇA
- http://www.energysavingtrust.org.uk/renewable-energy/heat/ground-source-heat-pumps
- https://www.tesisatmarket.com/teknik/toprak-kaynakli-isi-pompalari
- http://www.yegm.gov.tr/
- https://www.icax.co.uk/How_Ground_Source_Heat_Pumps_Work.html
- https://www.greenmatch.co.uk/blog/2016/01/how-a-ground-source-heat-pump-works
