280 likes | 867 Views
Bulent Ecevit universitesi Makina muhendisligi bolumu isi pompasi sunumu. Hazirlayanlar : Nilay AYDIN Onur Mesut SERCE. ISI POMPASI NED İ R, NASIL Ç ALI Ş IR?.
E N D
BulentEcevituniversitesiMakinamuhendisligibolumuisipompasisunumuBulentEcevituniversitesiMakinamuhendisligibolumuisipompasisunumu Hazirlayanlar: Nilay AYDIN OnurMesut SERCE
ISI POMPASI NEDİR, NASIL ÇALIŞIR? • Isıpompası en basittanımıylaelektrikenerjisinikullanarakısıyıbiryerenbaşkabiryeretaşımaişleminigerçekleştirensistemdir.
GerçektebirsoğutmaçevrimiolanısıpompasıçevriminintemelprensibiniNicolas LéonardSadi Carnot 1824 yılındaortayaatmıştır. 26 yılsonra 1850 yılındaLord Kelvin‘in, soğutmacihazlarınınısıtmamaksadıilekullanılabileceğiniilerisürmesiyleısıpompasıuygulamayagirdi. II. DünyaSavaşı'ndanönceısıpompasınıngeliştirilmesivekullanılır hale getirilmesiiçinbirçokmühendisvebilimadamıbualandaaraştırmalarveçalışmalaryapmisolmasinaragmenIsıtmasektöründeçoğuinsaniçinısıpompasıterimiyenidir.
Oysakievlerimizdekibuzdolabı, klima, nemgidericivedondurucularaynımantığınürünüdürler. Çalışmaprensibiısıyıtaşımamantığınauyduğundan “ısıpompası” başlığıaltındatoplanabilirler.
ISI POMPASI ÇALISMA PRENSİBİ • Isipompasienerjialdigikaynagiisitmakonumundacalisirkensogutur,serinletmeyaparkeniseisitir. Yapilanislemgazinfazdegisimiileenerji alma vebuenerjiyitasimasidir. Bu tasimavefazdegisimisirasindabirmiktarenerjiharcanir. Butunisipompalaraiayniprensiptecalisir. Eldeedilenisisogutmaislemininbirsonucudur. Evinizdekibuzdolabinibirdusunun. Buzdolabiicindekiyiyeceklerivedolabinicindekihavaninisisinialanakiskan, buzdolabininicinisoguturkenodayaisivermektedir. Buzdolabininarkasindakiborunun her zamansicakolmasininsebebibudur.
Buzdolabininyapisindakikompresordolabinicindenaldigienerjiyi 3-4 katarttirirarak, isiolarakarkatarafailetir. Bu bozdolabinincalismasiileilgiligercektir. Asilamacsogutmaolduguhalde, sogutmaislemininsonucuolarakisiacigacikar. Yani her zamanbirortamisogutuyorsaniz, baskabirortamiisitiyorsunuzdur. Bilindigigibienerjivardanyok, yoktanvarolmaz. Sadecebicimdegistirir. Yadabiryerdenbiryeretasinir. Isipompasidaadini, isienerjisinibirortamdandigerbirortama “pompalama” veya “tasima” kabiliyetindenalir. Eger amacsogutmakyerineisitmakolursabuzdolabinizbirisipompasidir. Bu ornektekaynak: Buzdolabininicindekihava; isininiletildigiortam; buzdolabininarkasindakihavadir.
ISI POMPASI TERMODİNAMİĞİ • Isıpompalarınınbüyükçoğunluğubuharsıkıştırmalıçevrimprensibinegöreçalışır. Basitbirısıpompasınınanaelemanlarıkompresör, genişlemevanası (expansion valve) ilebuharlaştırıcı (evaporator) veyoğuşturucu (condenser) olarakadlandırılanikiadetısıdeğiştiricisidir.
Buharsikistirmali ideal isipompasicevrimininBuharsikistirmali ideal isipompasicevrininin T-s Diyagramicevriminin P-h Diyagrami
T – s ve P – h diyagramlarındandagörüleceğigibiçevrimioluşturanhaldeğişimlerişöyledir: • 1 – 2’ : Kompresördeizentropik (tersinir – adyabatik) sıkıştırma • 2’ – 3 : Yoğuşturucudaçevreyesabitbasınçtaısıgeçişi • 3 – 4 : Genişlemevanasındasabitentalpidegenişleme • 4 – 1 : Buharlaştırıcıdaakışkanasabitbasınçtaısıgeçişi
Buharlaştırıcıdançıkandoymuşbuharkompresördeizentropikolarakdahayüksekbirbasınçvesıcaklığasıkıştırılarakkızgınbuharhalinegetirilir (1 – 2’ durumu). Dahasonrayoğuşturucuyagirenkızgınbuhar, kullanılabilirısısınıdışarıyaverereksabitbasınçtayoğuşur (2’ – 3 durumu). Doymuşsıvıhaldekiyüksekbasınçlıakışkanınbasıncıvesıcaklığıgenişlemevanasındabuharlaştırıcışartlarınagetirilir (3 – 4 durumu). Buharlaştırıcıyagirenakışkanınsıcaklığıısıkaynağınınsıcaklığındandüşükolduğundan, ısıkaynağındanakışkanasabitbasınçtaısıgeçişiolurveakışkanbuharlaşır (4 – 1 durumu). Buradansonraçevrimyenidenbaşlarvebuşekildedevameder.
ISI POMPASI KAYNAKLARI HAVA TOPRAK SU
Havadanalinanenerjiilecalisanisipompasinahavakaynakliisipompasi, sudanalinanenerjiilecalisanisipompalarinasukaynakliisipompasi, topraktanalinanenerjiilecalisanisipompalarinatoprakkaynakliisipompalaridenir.
EnerjiKaynağı - Hava Dışhava en ucuzenerjikaynağıdır. Havabirkanalyardımıylaevaporatöregelir, ısısıalındıktansonradışarıatılır. Modern hava/suısıpompaları 20°C’deki dışhavasıcaklıklarında bile ısıtmayapabilmektedirler. Ancaktümısıtmayıkendisağlayamaz. Çoksoğukgünlerdeısıpompasıtarafındanönısıtmayapılmışolanısıtmasuyuelektrikliısıtıcıyardımıylaistenensıcaklığagetirilebilir. Hava/suısıpompasıbüyükhacimlerdehavasirküleetmektedir. (3000 – 4000 m3/h). Ayrıcaaçıkalanlardakisesseviyesinedikkatedilmelidir. Havakaynakliisipompalarimonoblokveayrik tip olmakuzereikiayrimodeldeimaledilmektedir.
HAVA KAYNAKLI ISI POMPALARININ GENEL OZELLIGI • Havakaynakliisipompalarindasabitbir Cop degerindenbahsetmekmumkundegildir. Cunkuenerjininalindigikaynakolanhavaninsicakligisureklidegiskendir. • Havadogadabulunmasi en kolayenerjikaynagidir. Havakaynakliisipompalaridisaridakihavayiyadaatikhavayiisitma, sogutmaveyasicaksuicinenerjikaynagiolarakkullanilir. Tumevicinuygulanabilecegigibiayribirdis unite icinbir split cozumolarakdakullanilabilir. • Isidagitimicogunluklabirhidrolikdagitimsistemiyardimiylayadabir fan yardimiylayapilir.
Aslindailimaniklimlericindusunulernbucozumgelisenteknolojiiledahazorluiklimlerde de kullanilmayabaslanmistir. Ancakhavasicakligiyilboyuncadigerisikaynaklarina gore degisimgosterir. Isikaynagiileisitasiyiciarasindasicaklikfarki ne kadarfazlaolursacihazverimi o kadardusukolur.
Havakaynakliisipompasiavantajlari • Her yerdekullanilabilirveinsaatasamasindansonradakolayliklakurulabilenbirsistemdir. • Düşükisletim masrafı • Düşük ses seviyesivemakinakorumasi • Dış hava sıcaklığına görehavamiktaridengeleyicisi • Bakım gerektirmez • Son dereceçevredostu
Peki o zamankendimizesunusormaliyiz; hangidurumdahangikaynaktercihedilmelidir. Bu secimlerdebizietkileyencokonemlibirkacfaktordenbirisienerjialinankaynaginstabilitesidir. Ikincionemlifaktor, kullanilacakyeriniklimozellikleridir. Eger havakaynaklibirisipompasininhavasartlarinincokdegistigibiryerde, ozellikle -10C altinadusenbirbolgedeisitmaicinkullanacaksakbuyukhatayapiyoruzdemektir. Havasartlarininstabilolduguyerdetoprakkaynakliisipompasikullaniyorsakvebufarkicokuzunzamandaamortiedemiyorsakyinehatalibirsecimyapmisizdemektir.
Toprakkaynakliisipompalarininverimleriyuksekolmalarina ragmen ilk kurulusmaliyetleriacisindanvetoprakalanlariningiderekazalmasinedeniyle her gecen gun kullanimiazalmaktadir. • Havakaynakliisipompalarigelisenteknolojisayesinde her gecen gun verimiarttirilmaktadir. Gunumuzdehemenhementoprakkaynakliisipompalarininverimineyaklasmaktadir. Fakathavakaynakliisipompalarindahavasicakligininstabilolmayisiveriminidusurmektedir. • Su kaynakliisipompalarinielealdigimizdaiseverimbakimindanyuksektiramadogadanalinicaksuyunniteligidegozonundebulundurulmalidir. Ayricasukaynaklariicingerekliizinlerindealinmasigerekmektedir.