KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Mühendis ve Makina / 2026 / Cilt: 67 Sayı: 723

DÜNDEN YARINA ISI POMPALARI: TEKNOLOJİ, UYGULAMA VE STRATEJİK POTANSİYEL

“Heat Pumps from Past to Future: Technological Evolution, Applications, and Strategic Potential”

Fatih Alperen Sayın(EGE ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ)0009-0006-4564-600X
Sayfa
259–288
Yayın Tarihi
2026-06-30
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Sonuç olarak, ısı pompaları hem mevcut enerji sistemlerinin optimizasyonu hem de iklim değişikliğiyle mücadele açısından anahtar bir rol üstlenmektedir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışma, ısı pompası teknolojisinin tarihsel gelişimi, sınıflandırılması, çevrim türleri ve stratejik potansiyeli üzerine kapsamlı bir analiz sunmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Enerji verimliliği, çevresel sürdürülebilirlik ve karbon emisyonlarının azaltılması gibi faktörler üzerinden ısı pompalarının mühendislik katkısı vurgulanmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:Sonuç olarak, ısı pompaları hem mevcut enerji sistemlerinin optimizasyonu hem de iklim değişikliğiyle mücadele açısından anahtar bir rol üstlenmektedir.
🔬Tür:Derleme
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Isı Pompası · COP · Kaskad Çevrim

Özet

Bu çalışma, ısı pompası teknolojisinin tarihsel gelişimi, sınıflandırılması, çevrim türleri ve stratejik potansiyeli üzerine kapsamlı bir analiz sunmaktadır. Araştırmada, Carnot çevriminden günümüzün kaskad ve transkritik CO₂ çevrimlerine kadar olan teknik evrim detaylandırılmıştır. Enerji verimliliği, çevresel sürdürülebilirlik ve karbon emisyonlarının azaltılması gibi faktörler üzerinden ısı pompalarının mühendislik katkısı vurgulanmıştır. Ayrıca Türkiye özelinde jeotermal enerji kaynaklarının kullanımı, kamu destekleri ve yerli üretim kapasitesi değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, ısı pompaları hem mevcut enerji sistemlerinin optimizasyonu hem de iklim değişikliğiyle mücadele açısından anahtar bir rol üstlenmektedir.

Abstract

This study presents a comprehensive analysis of the historical development, classification, cycle types, and strategic potential of heat pump technology. It elaborates on the technical evolution from the Carnot cycle to contemporary cascade and transcritical CO₂ cycles. The engineering contribution of heat pumps is emphasized in terms of energy efficiency, environmental sustainability, and carbon emission reduction. The study also discusses the utilization of geothermal energy resources, public incentives, and domestic production capabilities specific to Turkey. As a result, heat pumps are shown to play a key role in both optimizing current energy systems and combating climate change.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Sayın, F. A. (2026). DÜNDEN YARINA ISI POMPALARI: TEKNOLOJİ, UYGULAMA VE STRATEJİK POTANSİYEL. Mühendis ve Makina, Cilt: 67 Sayı: 723, 259–288. https://doi.org/10.46399/muhendismakina.1790164

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (39)

  1. Boahen, S., Amoabeng, K. O., Mensah, K., & Choi, J. M. (2016). Technology review of cascade heat pump systems. ResearchGate. https://www.researchgate.net/figure/Schematicdiagram- of-cascade-heat-pump-unit_fig1_303370423
  2. De Coninck, R., Baetens, R., Saelens, D., Woyte, A., ve Helsen, L. (2014). Rule-based demandside management of domestic hot water production with heat pumps in zero energy neighbourhoods. Journal of Building Performance Simulation, 7(4), 271-288. https://doi.org /10.1080/19401493.2013.801518
  3. Dong, H., Liang, Z., Cui, M., & Yang, B. (2015). Thermodynamic analysis of a novel transcritical CO₂ cycle for cooling, heating, and power (CCHP) applications. Energy Conversion and Management, 94, 148–158.
  4. International Energy Agency. (2023, January 12). Global deployment of heat pumps in the Net Zero Scenario, 2021–2050. https://www.iea.org/data-and-statistics/charts/globaldeployment- of-heat-pumps-in-the-net-zero-scenario-2021-2050
  5. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü. (t.y.). Türkiye jeotermal enerji kaynakları haritası. MTA. https://www.mta.gov.tr/v3.0/hizmetler/jeotermal-harita
  6. Valančius, R., Singh, R. M., Jurelionis, A., & Vaičiūnas, J. (2019). A review of heat pump systems and applications in cold climates: Evidence from Lithuania. Energies, 12(22), 4331. https://doi.org/10.3390/en12224331
  7. Chua, K. J., Chou, S. K., ve Yang, W. M. (2010). Advances in heat pump systems: A review. Applied Energy, 87(12), 3611-3624. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.06.014
  8. Wongsuwan, W., Kumar, S., Neveu, P., ve Meunier, F. (2001). A review of chemical heat pump technology and applications. Applied Thermal Engineering, 21(15), 1489-1519. https://doi.org/10.1016/S1359-4311(01)00022-9
  9. Hu, B., Xu, S., Wang, R. Z., Liu, H., Han, L., Zhang, Z., ve Li, H. (2019). Investigation on advanced heat pump systems with improved energy efficiency. Energy Conversion and Management, 192, 161-170. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.04.031
  10. Omer, A. M. (2008). Ground-source heat pumps systems and applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 12(2), 344-371. https://doi.org/10.1016/j.rser.2006.10.003
  11. Klute, S., Budt, M., van Beek, M., ve Doetsch, C. (2024). Steam generating heat pumps – Overview, classification, economics, and basic modeling principles. Energy Conversion and Management, 299, 117882. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2023.117882
  12. van de Bor, D. M., ve Infante Ferreira, C. A. (2013). Quick selection of industrial heat pump types including the impact of thermodynamic losses. Energy, 53, 312-322. https://doi. org/10.1016/j.energy.2013.02.065
  13. Carroll, P., Chesser, M., ve Lyons, P. (2020). Air Source Heat Pumps field studies: A systematic literature review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 134, 110275. https://doi. org/10.1016/j.rser.2020.110275
  14. Akbarzadeh, S., Sefidgar, Z., Valipour, M. S., Elmegaard, B., ve Arabkoohsar, A. (2024). A comprehensive review of research and applied studies on bifunctional heat pumps supplying heating and cooling. Applied Thermal Engineering, 257, 124280. https://doi. org/10.1016/j.applthermaleng.2024.124280
  15. Hepbasli, A., ve Kalinci, Y. (2009). A review of heat pump water heating systems. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 13, 1211-1229. https://doi.org/10.1016/j. rser.2008.08.002
  16. Badiei, A., Golizadeh Akhlaghi, Y., Zhao, X., Shittu, S., Xiao, X., Li, J., Fan, Y., ve Li, G. (2020). A chronological review of advances in solar assisted heat pump technology in 21st century. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 132, 110132. https://doi.org/10.1016/j. rser.2020.110132
  17. Johansson, P. (2021). Heat pumps in Sweden – A historical review. Energy, 229, 120683. https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120683
  18. Stuij, B. (1995). Heat pumping technologies, applications and markets. Energy for Sustainable Development, 2(2), 27-40. https://doi.org/10.1016/S0973-0826(08)60120-X
  19. Eisa, M. A. R. (1996). Applications of heat pumps in chemical processing. Energy Conversion and Management, 37(3), 369-377. https://doi.org/10.1016/0196-8904(94)00071-9
  20. Mugnini, A., Caresana, F., Marchetti, B., Polonara, F., ve Arteconi, A. (2025). Integrated design of heat pump systems: A multi-objective optimized design methodology considering the mutual influence of design and control. Applied Thermal Engineering, 264, 126323. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2025.126323
  21. Yoo, J., Estrada-Perez, C. E., ve Choi, B.-H. (2025). Investigation of heat pump technologies for high-temperature applications above 250 °C. Applied Energy, 382, 125384. https://doi. org/10.1016/j.apenergy.2025.125384
  22. Kaygusuz, K., ve Kaygusuz, A. (2004). Geothermal energy in Turkey: the sustainable future. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 8(6), 545-563. https://doi.org/10.1016/j. rser.2004.01.001
  23. Hepbasli, A., ve Ozgener, L. (2004). Development of geothermal energy utilization in Turkey: a review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 8(5), 433-460. https://doi. org/10.1016/j.rser.2003.12.004
  24. Ozyurt, O., ve Ekinci, D. A. (2011). Experimental study of vertical ground-source heat pump performance evaluation for cold climate in Turkey. Applied Energy, 88(4), 1257- 1265. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.10.046
  25. Kapıcıoğlu, A., ve Esen, H. (2022). Economic and environmental assessment of ground source heat pump system: The case of Turkey. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 53, 102562. https://doi.org/10.1016/j.seta.2022.102562
  26. Pala, M., & Devres, Y. O. (1986). Gıda Sanayiinde Isı Pompaları ve Uygulamaları. Gıda, 11(5). https://dergipark.org.tr/tr/pub/gida/article/91405
  27. Ozcan, Z., Bilir, L., ve Caglar, B. (2024). Modelling and analysis of heat pump integrated Photovoltaics-Wind systems for an agricultural greenhouse in Turkey. Applied Thermal Engineering, 248, 123364. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2024.123364
  28. Eslami, S., Noorollahi, Y., Marzband, M., ve Anvari-Moghaddam, A. (2022). District heating planning with focus on solar energy and heat pump using GIS and the supervised learning method: Case study of Gaziantep, Turkey. Energy Conversion and Management, 269, 116131. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2022.116131
  29. Ispir, A. C., Rodriguez, G. O., de Vries, W., ve Speetjens, M. (2025). Digital twin development of a full-scale industrial heat pump. Applied Thermal Engineering, 263, 125921. https:// doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2025.125921
  30. Sharevska, M., Sharevska, M., Brem, G., Hoogsteen, G., Hurink, J., ve Hajimolana, Y. (2025). Systematic integration of high temperature heat pumps in industrial multi-energy systems. Applied Thermal Engineering, 270, 127440. https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng. 2025.127440
  31. Kou, X., Wang, R., Du, S., Xu, Z., ve Zhu, X. (2024). Heat pump assists in energy transition: Challenges and approaches. DeCarbon, 3, 100033. https://doi.org/10.1016/j.decarb. 2023.100033
  32. Gaur, A. S., Fitiwi, D. Z., ve Curtis, J. (2021). Heat pumps and our low-carbon future: A comprehensive review. Energy Research & Social Science, 71, 101764. https://doi.org/10.1016/j.erss.2020.101764
  33. Bernath, C., Deac, G., ve Sensfuß, F. (2019). Influence of heat pumps on renewable electricity integration: Germany in a European context. Energy Strategy Reviews, 26, 100389. https://doi.org/10.1016/j.esr.2019.100389
  34. Zeng, Q., Tian, Z., Chen, X., Li, L., Ma, L., Chen, X., Luo, Y., Fan, J., ve Wang, Q. (2025). Towards next generation zero carbon heating plants integrated with solar thermal/photovoltaic system and thermal storage. Energy, 318, 138483. https://doi.org/10.1016/j. energy.2025.138483
  35. Wilson, E. J. H., Munankarmi, P., Less, B. D., Reyna, J. L., ve Rothgeb, S. (2024). Heat pumps for all? Distributions of the costs and benefits of residential air-source heat pumps in the United States. Joule, 8(4), 1000-1035. https://doi.org/10.1016/j.joule.2024.01.022
  36. Schlosser, F., Jesper, M., Vogelsang, J., Walmsley, T. G., Arpagaus, C., ve Hesselbach, J. (2020). Large-scale heat pumps: Applications, performance, economic feasibility and industrial integration. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 133, 110219. https://doi. org/10.1016/j.rser.2020.110219
  37. Persson, U., Wiechers, E., Möller, B., ve Werner, S. (2019). Heat Roadmap Europe: Heat distribution costs. Energy, 176, 604-622. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.03.189
  38. Chitchyan, R. (2025). Overcoming barriers to heat pump adoption among able-to-pay households. Energy Policy, https://doi.org/10.1016/j.enpol.2025.114660
  39. Marina, A., Spoelstra, S., Zondag, H. A., ve Wemmers, A. K. (2021). An estimation of the European industrial heat pump market potential. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 139, 110545. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110545