KONUT SOĞUTMASI İÇİN TORAK KAYNAKLI ISI POMPASI SİSTEMİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI

Abstract

Konut ısıtma ve soğutma dünya enerji tüketiminin çok önemii bir kısmını oluşturmaktadır. Isı pompadan bina çevresindeki yenilenebilir ısı kaynaklarını kullanabildiği işin, bir çok uygulamada ısıtma ve soğutma sağlamanın en verimli yöntemidir. Isı pompalan binalarda ve endüstriyel sektörlerde fosil yakıt yakma gereğini azaltan düzeneklerdir. Belirli iklim şartlarında daha düşük ısıtma ve soğutma enerjisi tüketimi sağlayan bir çok ısı pompası çeşidi vardır. Toprak kaynaklı veya jeotermal ısı pompaları, onların daha yüksek enerji kullanım verimlerinden dolayı, klasik ısıtma ve soğutma sistemlerine cazq> alternatif olmaktadır. Fazla derin sayılmayan (yaklaşık 3 m derinlikten İtibaren) toprak altı 10-16 °C arasında sabit bir sıcaklıktadır. Yani söz konusu derinlikte toprak kışın dış havadan daha ılık (sıcak), yazın ise dış havadan daha soğuktur. Kışın ısı pompası toprak bağlantılı ısı değiştirgecinden ısıyı alır ve iç havaya gönderir. Yazın ise işlem tersine döner ve sıcak iç bava jsjsi toprak ısı değiştirgecine geri döner. Toprak kaynaklı ısı pompaları uygulamaları A.B.D.'de ve Avrupa'da artarken, Türkiye'de minimum seviyede kalmaktadır. Bu çalışmanın amacı, Fırat Oniversitesi'nde 16 m2 döşeme alanlı bir test odasına bağlı yatay ısı değiştiricüi toprak bağlantılı bir ısı pompası sisteminin soğutma performansını değerlendirmektir. Dizayn şartlarında test odasının ısıtma ve soğutma yükleri sırasıyla 2.5 ve 3.1 kW olarak belirlendi Deneysel sonuçlar 2003 soğutma sezonunda Haziran' dan EyM'e kadar elde edildi. Yatay döşenen toprak ısı değiştirgeci 1 m derinlikteki bir hendeğe gömüldü. Sistemin ortalama soğutma performans katsayısı 2.66 olarak bulundu. Ayrıca, toprak kaynaklı ısı pompası sisteminin bir ekonomi analizi gerçekleştirildi Deneysel ölçmelerden elde edilen sonuçlar gösterdi ki, yatay toprak kaynaklı ısı pompası sistemleri Elazığ iklim şartları için mümkün olan en düşük maliyette emniyetli, güvenilir ve verimli bir şekilde kullanılabilir. Anahtar Kelimeler: Toprak bağlantılı ısı pompası; yatay toprak ısı değiştirgeci; hacim soğutma; Performans katsayısı; Ekonomi analizi. vn

Domestic heating and cooiing is responsible for a fair percentage of world energy consHHipliofl. Heat pumps offer the most energy efficient way to provide heating and cooling in many applications, as they can use renewable heat sources of the building's surroundings. They are very useful tools to reduce the need of fossil fuels combustion in building as well in industrial sectors. A number of related heat pump technology versions exist thai have led to significantly lower heating and cooling energy consumption in certain climatic conditions. Ground-source or geothermal heat pumps (GHPs) are attractive alternative to conventional beating and cooling systems owing to their higher energy utilization efficiency. The shallow ground (upper 10ft of earth's surface) maintains a nearly constant temperature between 10- 16°C. This is warmer than the air above ground level in the winter and cooler than the air above it in the summer. In the winter, a beat pump removes heat from the heat exchanger and pumps it into the indoor air delivery system. In the summer, the process reverses and warm indoor air moves back into the heat exchanger. Application of ground source heat pumps has increased in countries such as the USA., and Europe but remains minimal in the Turkey. The goal of the present study is to validate the cooiing performance of a horizontal ground source heat pump (GSHP) system which was connected to a test room with 16 m2 floor area in Fırat University, Elazığ (38.41° N, 39.14° EX Turkey. The heating and cooling loads of the test room were 2.5 and 3.1 kW at design conditions, respectively. The experimental results were obtained from June to September in cooling season of 2003, The horizontal ground heat exchanger was buried with in 1 m depths in a trench. The average cooling performance coefficients of the system (COPövs^ı) was obtained to be 2.66. Also, an economic analysis of the ground source heat pump (GSHP) system has been performed. Results obtained from experimental measurements showed that the horizontal GSHP systems could be used safely, reliably and efficiently at the lowest possible cost for EJazjğ, Turkey climatic conditions. Keywords: Ground coupled heat pump; Horizontal ground heat exchanger; Space cooling; Coefficient of performance; Economic analysis. VIII