How does an air conditioner actually work? - Anna Rothschild

Çeviri: Zeynep Ogul Gözden geçirme: Eren Gokce

Typically, with any piece of technology, you get out what you put in.

Tipik olarak herhangi bir teknoloji parçasıyla ne koyarsanız onu çıkarırsınız.

Pump one unit of energy into an electric toaster

Elektrikli ekmek kızartma makinesine bir birim enerji pompala

and you get about one out in the form of heat.

ve yaklaşık bir tane ısı şeklinde elde edersiniz.

That’s just the first law of thermodynamics:

Bu sadece termodinamiğin ilk yasasıdır:

energy has to be conserved.

Enerjinin korunması gerekir.

But there's a piece of technology called a heat pump,

Ancak ısı pompası adı verilen bir teknoloji var,

where for every bit of energy you put in, you get 3 to 5 times as much heat out.

harcadığınız her enerji için 3 ila 5 kat daha fazla ısı alıyorsunuz.

What wizardry is this?

Bu ne büyücülük?

Heat pumps have been hailed as a climate-friendly heating solution

Isı pompaları, çoğu fosil yakıt kullanan geleneksel ısıtıcılara kıyasla

to traditional heaters,

iklim dostu

most of which operate by burning fossil fuels.

bir ısıtma çözümü olarak öne sürülüyor.

So much so that in 2021,

Öyle ki, 2021'de binaların

heating buildings was responsible for about 10%

ısıtılması, küresel enerji ile ilgili CO2 emisyonlarının

of global energy-related CO2 emissions.

yaklaşık %10′undan sorumluydu.

Heat pumps reduce emissions in two ways—

Isı pompası emisyonları iki şekilde azaltır-

first, they run on electricity,

birincisi, elektriklilerdir,

meaning less fossil fuel use as grids make the switch to renewable energy.

yani şebekeler yenilenebilir enerjiye geçiş yaptıkca daha az fosil kullanılıyor.

And second, they're more efficient than their counterparts,

İkincisi, aynı miktarda ısıyı üretmek için daha az enerji

using less energy to produce the same amount of heat.

kullandıklarından benzerlerinden daha verimlidirler.

Where a typical oil or gas boiler is, at best, about 90% efficient,

Tipik bir petrol veya gaz kazanının iyi ihtimalle yaklaşık %90 verimli olduğu

some heat pumps can achieve 500% efficiency.

durumlarda, bazı ısı pompaları %500 verimliliğe ulaşabilir.

Heat pumps rely on the same technology as air conditioners.

Isı pompaları, klimalarla aynı teknolojiye dayanır.

And in fact, they often double as air conditioners,

Ve aslında, genellikle klima olarak ikiye katlanırlar,

heating your home in the winter and cooling it in the summer.

evinizi kışın ısıtırlar ve yazın soğuturlar.

How? Air conditioners take heat from your home and move it outside.

Nasıl? Klimalar evinizden ısı alır ve dışarı taşır.

To do so, they harness the second law of thermodynamics.

Bunu yapmak için termodinamiğin ikinci yasasını kullanırlar.

That’s the one that says that heat will always move from a hotter object

Isının her zaman daha sıcak bir nesneden daha soğuk olanına doğru hareket

to a colder one.

edeceğini söyleyendir.

When you turn on your A/C,

Klimanızı açtığınızda,

a fan blows the hot air from your home over coils

içerisinde soğutucu adı verilen bir madde bulunan bir fan,

containing a substance called a refrigerant.

bobinler üzerinden evinizden sıcak hava üfler.

A refrigerant’s molecules turn to gas at relatively low temperatures,

Soğutucu akışkanın molekülleri nispeten düşük sıcaklıklarda gaza dönüşür,

so as it collects thermal energy from the hot air in your home, it boils.

böylece evinizdeki sıcak havadan termal enerji toplayarak kaynar.

Then, it passes into a compressor,

Daha sonra, gaz moleküllerini

which pushes the gas molecules closer together,

birbirine yaklaştıran ve onları daha da

heating them up even more.

ısıtan bir kompresöre geçer.

Now that gas is hot— way hotter than the outside air.

Şimdi bu gaz dış havadan çok daha sıcak.

So when a fan blows over the refrigerant,

Yani, bir fan soğutucu akışkanın üzerine

thermal energy transfers to the comparatively cold air outside.

üflediğinde, termal enerji dışarıdaki nispeten soğuk havaya aktarılır.

As the refrigerant releases heat, it starts to liquefy.

Soğutucu akışkan ısıyı serbest bıraktıkça sıvılaşmaya başlar.

It goes through an expansion valve, which decreases the pressure,

Basıncı azaltan ve daha da soğumasına

causing it to get even colder.

neden olan bir genleşme valfinden geçer.

Now, it’s ready to pick up more heat from your house and start the cycle again.

Şimdi, evinizden daha fazla ısı almaya ve döngüyü yeniden başlatmaya hazır.

In winter, heat pumps work exactly the same way.

Kışın, ısı pompaları tamamen aynı şekilde çalışır.

But this time they pick up heat from outside and move it into your home.

Ama bu sefer dışarıdan ısı alıyorlar ve evinize taşıyorlar.

Of course, it’s sometimes freezing outside when you want to use your heater.

Tabii ki, ısıtıcınızı kullanmak istediğinizde dışarısı bazen donuyor.

But the air doesn’t need to be warm—

Ama havanın sıcak olmasına gerek yok

it just needs to be warmer than the refrigerant to transfer its heat.

ısısını aktarabilmesi için soğutucu akışkandan daha sıcak olması yeterli.

All this sounds great, but for now there are some drawbacks to this technology.

Bütün bunlar harika geliyor ama şimdilik bu teknolojinin bazı dezavantajları var.

First, refrigerants can be potent greenhouse gases.

İlk olarak, soğutucu akışkanlar güçlü sera gazları olabilir.

Hydrofluorocarbons are some of the most popular refrigerants.

Hidroflorokarbonlar en popüler soğutuculardan bazılarıdır.

But a single hydrofluorocarbon molecule can have 2,000 times

Ancak tek bir hidroflorokarbon molekülü, CO2′nin küresel ısınma etkisinin

the global warming impact of CO2.

2.000 katına sahip olabilir.

While in use, the refrigerant stays contained in a closed loop.

Kullanımda soğutucu akışkan kapalı bir döngü içinde kalır.

But when heat pumps, A/Cs, and refrigerators are improperly installed

Ancak ısı pompaları, klimalar ve buzdolapları yanlış monte edildiğinde

or thrown into landfills, the refrigerant can leak out.

veya çöpe atıldığında, soğutucu akışkan dışarı sızabilir.

So scientists are trying to create new refrigerants

O yüzden bilim insanları çevreye iyi olan yeni

that are better for the environment.

soğutucu akışkanlar yapıyorlar.

Also, the colder it is outside,

Ayrıca, dışarısı ne kadar soğuksa,

the less efficient an air-to-air heat pump will be.

havadan havaya ısı pompası o kadar az verimli olacaktır.

Nevertheless, over half the buildings in icy Norway use heat pumps.

Ancak binaların yarısından fazlası buzlu Norveç’te ısı pompaları kullanır.

Some people there have opted for pumps that draw heat from under the ground,

Oradaki bazı insanlar, havadan gelen ısı yerine daha tutarlı bir şekilde

which stays more consistently warm, rather than heat from the air.

sıcak kalan, yer altından ısı çeken pompaları tercih etti.

Finally, there's the cost.

Son olarak, maliyet var.

In the US, installing a small heat pump usually costs several thousand dollars,

ABD’de küçük bir ısı pompası kurmak genellikle birkaç bin dolara mal oluyor,

though some people need more powerful systems,

ama bazıları evlerin boyuna veya kışın

depending on the size of their home or the temperature in winter.

sıcaklığına bağlı olarak daha güçlü sistemlere ihtiyaç duyuyor.

Often they’re only a little more expensive than installing a new A/C system,

Genel olarak yeni bir klima sistemi kurmaktan sadece biraz daha pahalıdırlar

and the heat pump can save money on utilities in the long run.

ve ısı pompası uzun vadede faturalarda tasarruf sağlayabilir.

But replacing a working system requires an upfront investment

Ancak çalışan bir sistemi değiştirmek, pek çok insanın sahip

that a lot of people just don’t have.

olmadığı bir ön yatırım gerektirir.

Still, as the risks of climate change loom,

Yine de, iklim değişikliğinin riskleri arttıkça,

many countries are offering subsidies to help with the costs.

birçok ülke maliyetlere yardımcı olmak için sübvansiyonlar sunuyor.

And some cities are creatively harnessing seas, sewage, and data centers

Bazı şehirler denizleri, kanalizasyonu ve veri merkezlerini ısı kaynağı olarak

as heat sources, using heat pumps in manufacturing,

kullanıyor, üretimde ısı pompalarını kullanıyor

and even creating giant heat pumps for entire districts.

ve hatta tüm bölgeler için dev ısı pompaları yapıyor.

So, are heat pumps actually breaking the first law of thermodynamics?

Peki ısı pompaları gerçekte termodinamiğin birinci yasasını ihlal ediyor mu?

Of course not.

Tabii ki hayır.

They’re just not using their electricity to make heat.

Sadece elektriğini ısı yapmak için kullanmıyorlar.

They're using it to power the compressor and spin the fans.

Kompresöre güç vermek ve fanları döndürmek için kullanıyorlar.

They get the extra energy for free— from heat in the air or underground.

Ekstra enerjiyi ücretsiz olarak alırlar - havadaki veya yeraltındaki ısıdan.

Which is how, by putting in 1 unit of energy,

Bu şekilde, 1 birim enerji koyarak,

you get 3 to 5 units of heat out.

3 ila 5 birim ısı alırsınız.

Seems like magic, but it's just physics.

Büyü gibi görünüyor, ama bu sadece fizik.