Isı Pompalarının Çalışma Prensibi

Termodinamik proses olarak incelendiğinde ısı pompası; “Ters Carnot Çevrimi” prensibiyle çalışan bir soğutma makinasıdır ve 5 önemli yapı elemanından oluşmaktadır:

– Soğutucu akışkan (ısı transferini gerçekleştirir)
– Kompresör (buhar fazındaki akışkanı sıkıştırır)
– Kondenser (buharı yoğuşturarak sıvı fazına geçirir)
– Genleşme Valfi (basıncını ve sıcaklığını düşürür)
– Evaporatör (sıvı bazındaki akışkanı buhar fazına çevirir)

Isıtma modunda çalışan bir ısı pompasının içindeki soğutucu akışkanın çalışma çevrimi (çevresiyle olan enerji alışverişi) aşağıdaki gibi bir Logp-h (basınçentalpi) diyagramı ile açıklanabilmektedir:

2-3: Soğutucu akışkan gaz fazında girdiği kompresörde sıkıştırılarak sıcaklığı ve basıncı yükseltilir ve gaz fazında kondensere (yoğuşturucuya) gider.

3-4: Gaz fazında kondensere (yoğuşturucuya) giren soğutucu akışkan burada yoğuşarak sıvı fazına geçer ve bu sırada ortaya çıkan enerjisini ısıtmak istediğimiz ortama, örneğin ısıtma suyuna aktarır.

4-1: Soğutucu akışkan basıncı çok az düşmüş ve doyma sıcaklığından daha düşük bir seviyede soğumuş olarak sıvı fazında kondenserden çıkar ve genleşme valfine gelir. Buradan geçerek basıncı ve sıcaklığı düşürülmüş olan soğutucu akışkan az bir miktarı buhar ancak daha ziyade sıvı fazında evaporatöre (buharlaştırıcıya) girer.

1-2: Buhar-sıvı (ıslak buhar) fazında evaporatöre giren akışkan burada çevresinden (toprak, su, hava vb.) enerji çekerek buhar fazına gecer ve evaporatörden tamamen buhar fazında çıkarak tekrar kompresöre gider.

Isı pompası sistemi; kullanıcı tarafı ısı dağıtım tesisatı, ısı pompası cihazı ve kaynak tarafı tesisatı olmak üzere üç bölgeden oluşmaktadır: