Nedir bu Jeotermal Isı Pompası?

Bilmeniz gerekenler burada.

Mevcut eviniz için bir ısı pompasının uygun olup olmadığını mı düşünüyorsunuz? Bu sayfa, bir ısı pompası kurmanın sizin için uygun olup olmadığını değerlendirirken göz önünde bulundurmanız gereken en önemli noktaları ele alıyor.

Isı Pompası Nedir?

Isı pompası, evinizi ısıtmak için kullanılan bir sistemdir. Ev dışındaki ısıyı çekerek, bu enerjiyi içerideki ortamı ısıtmak için kullanır. İşleyişi şu şekilde özetlenebilir:

  1. Isı enerjisi hava, toprak veya sudan çekilir. Hava soğuk olsa bile, dış ortamda her zaman belli miktarda ısı vardır.

  2. Bu enerji, evaporatör adı verilen bir ısı değiştirici yardımıyla, sistemdeki soğutucu sıvıyı ısıtarak gaz haline geçmesini sağlar.

  3. Soğutucu gaz, bir kompresöre gönderilir ve burada basınç artışıyla sıcaklığı da yükselir.

  4. Isınan gaz daha sonra kondansatör üzerinden geçerken tekrar sıvı hale dönüşür ve bu sırada radyatörler ve sıcak su tankındaki suyu ısıtır.

  5. Sıvı soğutucu basıncı azaltılarak tekrar evaporatöre gönderilir ve döngü yeniden başlar.

Isı Pompaları Nasıl Çalışır?

Isı pompaları, ortam havasından veya yer/su içinde depolanmış güneş enerjisinden ısı toplar. Ardından bu düşük sıcaklık, kompresyon döngüsüyle daha yüksek bir sıcaklığa çıkarılarak evinizin ısıtılması sağlanır.

Bu süreçte elektrik kullanılır. Gerekli elektrik miktarı, giriş ve çıkış sıcaklıkları arasındaki farka bağlıdır. Bu fark ne kadar azsa, sistem o kadar az enerji tüketir. Karbon salımı cihazda gerçekleşmediği için sistem çevre dostudur.

Isı doğal olarak sıcak yerden soğuk yere akar. Ancak dışarısı soğukken eve ısı vermek için bu akışı tersine çevirmek gerekir.

Tüm ısı pompalarının sistem içinde “soğutucu gaz” içerdiği bir çevrim vardır. Gazın basıncı arttıkça sıcaklığı da artar. Bu ilişki ısı pompasının çalışma prensibinin temelidir.

CLOSED LOOP VERTICAL - KAPALI DONGU SISTEMLER
OPEN LOOP - ACIK DONGU SISTEMLER

Closed Loop – Kapali Dongu Sistemler

Sistem

Horizontal – Yatay

Vertical – Dikey

Slinkies
Straight Pipes
Slim Jim
Vertical Boreholes (U-Bend)
Energy Piles
Tanım
Yerin 1.2–2 metre altına yatay olarak döşenen borularla yapılan kapalı devre sistemlerdirBorular düz hatlar halinde döşenir, genelde geniş alanlarda tercih edilir.Yassı ve dikdörtgen kesitli, yer altına ya da göl & deniz tabanina yerleştirilen özel ısı değişim modülleridir.50–300 metre derinliğe dikey olarak açılan sondajlara U boru şeklinde PE borular yerleştirilerek yapılan sistem.Bina temel kazıklarının içerisine entegre edilen ısı değişim borularıdır.
Kullanım Alanı
Tek katlı binalar, kırsal alanlar, geniş bahçeli villalar.Alan kısıtlı küçük ticari veya konut uygulamaları.Alanın kısıtlı ama derinlik imkanı olan konutlar, ticari binalar.Yeni inşa edilen yapılar, özellikle yüksek katlı binalar.
Avantaj
Düşük sondaj maliyeti, kolay kurulum.Alan tasarrufu sağlar, düşük kurulum derinliği.Daha stabil sıcaklıklar, az yer kaplama.Ek sondaj gerekmez, temel ile birlikte kurulur.
Dezavantaj
Büyük alan gerektirir, yüzey sıcaklığına daha duyarlıdır.Isı transferi boru yüzey alanına göre sınırlı kalabilir.Sondaj maliyeti, özel ekipman gerekir.Sadece inşaat aşamasında yapılabilir.

Open Loop  – Acik Dongu Sistemler

Hibrit ve Gelişmiş Sistemler

Sistem
Groundwater Open Loop
Surface Water Open Loop
Standing Column Wells (SCW)
Deep Single Coaxial Wells
Tanım
 Yeraltı suyu kuyularından alınan su doğrudan ısı pompasında kullanılır ve tekrar farklı bir kuyuya deşarj edilir.Göl, nehir veya deniz gibi yüzeysel su kaynaklarından ısı çekilir.Tek bir derin kuyu içerisine ısı pompasının sirkülasyon yaptığı, suyun kısmen geri döndüğü sistem.Merkezi bir akış borusu ile çevreleyen dış kılıf arasında ısı değişimi yapan derin, coaxial (eşmerkezli) borulu sistemdir.
Kullanım Alanı
Yeraltı suyu seviyesi yüksek ve kaliteli olan bölgeler.Su kenarındaki endüstriyel tesisler, oteller.Alan sınırlı ama derin sondaj yapılabilen yerler.Yüksek enerji ihtiyacı olan yerler, çok katlı binalar.
Avantaj
Çok yüksek COP (verimlilik), düşük sondaj sayısı. Düşük yatırım maliyeti, yüzey suyu bol olan yerlerde avantajlıdır.Verimliliği yüksek, düşük su kullanımı.Derinlikten dolayı sabit sıcaklık, kompakt kurulum.
Dezavantaj
Filtrasyon gerekir, çevresel izin süreçleri zorludur.Mevsimsel sıcaklık değişimi yüksektir, çevresel izinler gerekir.Karmaşık mühendislik, daha fazla kontrol gerekir.Yüksek sondaj maliyeti.

Yer Kaynaklı Isı Pompası Proje Aşamaları

Varlık Aşaması 

Proje Kilometre Taşları 

Erken Geliştirme AşamasıÖn Fizibilite
Arazi temini 
İleri Geliştirme AşamasıDetaylı Fizibilite Çalışması 
Detaylı mühendislik tasarımları
Tüm izinler ve onaylar alındı
Sondaj ve İnşaat AşamasıSondaj ve kurulum
Borulama kurulumu
İç dağıtım sisteminin kurulumu 
İşletme ve İzleme AşamasıSistem testleri ve devreye alma
İzleme ve bakım

 

Başka Hangi Tür Isı Pompaları Mevcut?

Hava Kaynaklı Isı Pompaları

 
 

Hava kaynaklı ısı pompaları dış ünite gerektirir. Bu üniteler ya binanın dışına zemin seviyesinde, çatı katında veya balkonlara monte edilebilir. Isı, ısı değiştiricisinden geçirilen ortam havasından çekilir. Hava kaynaklı ısı pompaları genellikle kurulumunun daha kolay olması sebebiyle diğer tiplere göre daha ucuzdur.


Havadan Suya Isı Pompaları (Air-to-Water Heat Pumps)
En yaygın kullanılan tiptir. Dış hava ısısını alır ve radyatörler, yerden ısıtma sistemleri ve sıcak su için kullanır.

Havadan Havaya Isı Pompaları (Air-to-Air Heat Pumps)
Klima sistemlerine benzer şekilde çalışır. Dış havadan ısı çekilir ve iç mekanlara fanlar yardımıyla aktarılır.

Yer Kaynaklı Jeotermal Isı Pompaları

Yer kaynaklı ısı pompaları yer altından gelen termal enerjiyi kullanır. Ünite bina içinde yer alır ancak yer altından ısı çeker. Bu sistemler ya dikey sondaj kuyuları yoluyla ya da yatay hendekler içine (düz veya sarmal şekilde) yerleştirilir. Bu sistemlerin kurulumu, yer altyapısı gerektirdiği için hava kaynaklı sistemlere göre daha pahalıdır. Ancak verimlilikleri daha yüksektir.

Yerden Suya Isı Pompaları (Ground-to-Water / Water-to-Water) Topraktan alınan jeotermal ısı, sulu ısıtma sistemlerine aktarılır. Kapalı döngü (closed loop) sistemlerde yatay veya dikey boru döşemeleri kullanılır. Özellikle yerden ısıtma, sıcak su ve fan coil sistemlerinde kullanılır.

Yerden Havaya Isı Pompaları (Ground-to-Air / Water-to-Air) Topraktan alınan ısı, havalandırma kanallarıyla iç mekâna aktarılır. Özellikle kanallı hava dağıtım sistemleri olan binalarda tercih edilir.

Sudan Suya Isı Pompaları (Water-to-Water) Yeraltı suyu veya kuyu gibi kaynaklardan alınan ısı, su bazlı ısıtma sistemine aktarılır. Büyük ölçekli projelerde ve bölgesel ısıtma sistemlerinde kullanılır. Sudan Havaya (Water-to-Air) Isı Pompaları da bu sistemlerde kullanılabilir.

Su Kaynaklı Isı Pompaları

 
 

Su kaynaklı ısı pompaları, yer kaynaklı sistemlere benzer şekilde harici bir ortamdan ısı çeker. Göl, nehir veya deniz suyunun içindeki ısıyı kullanır. Genellikle büyük ölçekli projeler için uygundur.


İki türü vardır: kapalı döngü ve açık döngü. Bu sistemler, ısı ihtiyacını karşılamak için suda dolaşım sağlayan bir pompa kullanır. Su, iyi bir ısı iletkeni olduğu için bu sistemler oldukça verimlidir.

Sudan Suya Isı Pompaları (Water-to-Water) Göl, nehir veya deniz gibi kaynaklardan alınan ısı, su bazlı ısıtma sistemine aktarılır. Büyük ölçekli projelerde ve bölgesel ısıtma sistemlerinde kullanılır. Water-to-Water sistemler, özellikle GSHP (jeotermal) veya aquifer-based (yeraltı suyu) sistemlerde tercih edilir.


Sudan Havaya Isı Pompaları (Water-to-Air) Su kaynağından çekilen ısı, iç ortamlara hava ile taşınır. Merkezi HVAC sistemlerinde, ticari binalarda veya büyük yapılarda kullanılır. Water-to-Air sistemler, kanal sistemi mevcut olan yapılarda oldukça verimlidir ve ABD'de sıklıkla kullanılır.

Hibrit Isı Pompaları

 
 

Hibrit sistemler, herhangi bir ısı pompasının geleneksel fosil yakıtlı bir kazan ile birlikte kurulduğu sistemlerdir; özellikle ısınması zor binalar için uygundur. Bu sistemlerde kazan, kışın en soğuk dönemlerinde destek sağlayarak, ısı pompası ile birlikte en iyi performansı sunar.

Yer kaynaklı ısı pompaları, 2050 Net Zero hedefleri doğrultusunda en etkili çözümlerden biridir.