<D c:, c:, N C E ·;:; .. :ı: ' <D ~ ~ il) Buhar sıkıştırmalı ısı pompası çevrimi aşağıdaki aşamalardan meydana gelir. t Buharlaşma: iş gören akışkana soğuk kaynaktan iletim yoluyla ısı transfer edilir. Böylece düşük sıcaklıktaki sıvı buharlaşır. t Sıkıştırma: Buhar adyabatik olarak sıkıştırılır ve sıcaklıgı yükselir. Buhar, yüksek basınçlı , yüksek sıcaklıklı ve doygun veya aşırı ısınmış buhar olarak yoğuşturucuya geçer. t Yoğuşma: Sıvı, yoğuşturucuda yüksek sıcaklıkta yoğuşur. Açığa çıkan gizli ısı yüksek sıcaklıktaki kaynağa atılır. t Boğma (Akışı Kesme): Sıvı, genleşme valfinden geçerek çevrimin düşü basınçtaki bölümüne geri döner. Burada basınç azalır ve soğuma nedeniyle kısmi bir buharlaşma gerçekleşir. Gerçek ısı pompası çevrimlerinde, ısı pompalarının etkin bir şekilde çalışmasını engelleyen fiziksel kısıtlar vardır. Bu kısıtlar esas olarak iki nedenden oluşur: 1.Kabul edilebilir sıcaklık ve basınç aralığında buharlaşmak ve yoğuşmak durumundc;ı olan ısı pompasındaki iş gören akışkanın ısıl özellikleri. 2. Kompresörün mekanik kısıtlamaları. lsı pompalarının etkin bir şekilde çalışmasını engelleyen başlıca fiziksel kısıtlar aşağıdaki gibi özetlenebilir: t Yoğuşturucudan çıkan suyun en yüksek sıcaklığı: iş gören akışkan ve kompresör tipine bağlıdır. Normal yoğuşma sıcaklığı, R12 için yaklaşık 70 °C ve R22 için ise 55 °C'dir. Bununla birlikte, yoğuşma sıcaklıkları bu değerlerden yaklaşık 25°C düzeyinde değişebilir [4]. Yüksek basınçta yüksek sıcaklık sınırı 85 °C olarak dikkate alınabilir [5]. t Buharlaştırıcıdan çıkan suyun en düşük sıcaklığı: Buharlaştırıcılardaki donmaları önlemek için jeotermal uygulamalarda yaklaşık 5°C olarak kabul edilir. t Buharlaştırıcıdan çıkan suyun en yüksek sıcaklığı: İş gören akışkan ve kompresör tipine bağlı olarak değişir. Vidalı kompresörler için bu değer yaklaşık 35°C'dir [4]. t Buharlaştırıcı ve yoğuşturucuda su çıkış sıcaklıkları arasındaki en düşük sıcaklık farkı: Çevrimin etkin bir şekilde çalışabilmesi için, bu değerin olabildiğince yüksek olması gerekir. Genel olarak 18-22°C değerleri kullanılır [5]. t İş gören akışkan ve su çıkışları arasındaki en düşük sıcaklık farkı: ısı transferinin gerçekleşebilmesi için yaklaşık 4°C olmalıdır [3]. 3. Jeotermal lsı Pompası Sistemleri Jeotermal ısı pompaların, kullanılan ısı enerjisi kaynağı ve iklimlendirilecek ortama verilen ısı enerjisinin alıcısı olarak toprağı kullanır. PE borulardan oluşan açık ve kapalı devre sistemler, ısı değiştirici etkisi sağlamak için toprak veya yüzey suyu içerisine yerleştirilir. lsı pompası, ısı değiştirici veya kazan ünitesi gibi kendi başına bir tek eleman değildir. ısı pompası sisteminin değişik bölümlerine, buharlaştırıcı ve yoğuşturucular yerleştirilir. Bununla birlikte, değişik bağlantılar da yapılabilmektedir. Sonuç ola- ~----ı Yoğuşturucu w M,, L----------ıla-----Too rak, jeotermal uygulamalarda çok farklı tasarımlar oluşturulabilir. Herhangi bir sistemde ısı pompasının ısı sağlama yöntemi dikkate alındığında iki temel düzenleme tanımlanabilir: 1. lsı pompası, jeotermal akışkandan ek ısı sağlayarak asıl ısı değiştiriciye yardım eder. Bu şekildeki ısı pompası düzenlemesi, ısı pompası destekli sistem olarak adlandırılır. 2. lsı pompası, jeotermal akışkandan enerji kazanılmasında etkin bir şekilde kullanılır. lsı pompasının ça1 ışmaması durumunda herhangi bir şekilde ısı transferi gerçekleşmez. Bu tip bir düzenleme, sadece ısı pompası olarak adlandırılır. Yukarıda belirtilen iki temel yaklaşımdan herhangi birinin uygulan_ması, sistemde mevcut olan akışkan sıcaklığına bağlıdır. Akışkan sıcaklığının yüksek olması durumunda, ısı pompası destekli düzenleme etkin bir şekilde uygulanabilir. Akışkan sıcaklığının düşük olduğu durumlarda, sadece ısı pompası yaklaşımı daha uygundur. 3.1. lsı Pompası Destekli lsı Transferi lsı pompası destekli ısı transferi uygulamasında ısı pompaları, basit bir ısı değiştiriciden elde edilen ısı miktarından daha fazla jeotermal ısı üretecek şekilde düzenlenir. lsı transferi işleminde birincil ısı değiştiriciler etkin durumdadır. lsı pompası devreden çıkarıldığında, önemli düzeyde ısı transferi elde edilebilir. Buharlaştırıcının doğrudan ve dolaylı bağlantılarını gösteren iki temel düzenleme Şekil 2'de verilmiştir. r---ı-1~-1 Yoğuşturucu w Jeotermal akışkan dönüşü ısıtma şebekesi dönüşü ...------, L--------,►------ı Buharlaştırıcı L------..ııa----ı Buharlaştırıcı a) Doğrudan buharlaştırıcı b) Dolaylı buharlaştırıcı Şekil 2. lsı pompası destekli ısı tr.ansferi [3}. 90
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=