Yer kaynaklı bir ısı pompası sistemindeki toprak ısı değiştiricisi boru uzunluğunun belirlenmesi

Toprağı ısı kaynağı olarak kullanan ısı pompası sistemlerinin en önemli bileşeni, toprak altına döşenen toprak ısı değiştiricilerinin borularıdır. Boruların toprak altına yerleşiminde seçilen boru boyutları (örneğin çap ve uzunluk) ve boru malzemesi toprak kaynaklı ısıtma ve soğutma sistemlerinin en önemli karakteristiğidir ve sistemin maliyetlerini oldukça etkiler. Bu çalışmada, toprak ısı değiştiricisi boru uzunluğu; farklı ısı değiştiricisi şekilleri (yatay ve düşey), boru malzemeleri ve ısıtma ve soğutma kapasiteleri için belirlendi. Düşey toprak ısı değiştiricisi döşendiğinde yatay toprak ısı değiştiricisine göre daha az boru boyu gerektiği saptanmıştır.

The most important component of ground source heat pump systems, which use earth as a heat source, is the pipes of earth-coupled heat exchangers that are located in the underground. The dimensions of pipes (e.g. diameter, and length) and pipe material selected for settlements of these pipes in the underground are the most significant characteristics of ground source heating and cooling systems, and effect considerably installation cost of heat pump system. In this study, the pipe length of a ground heat exchanger was determined for different heat exchanger configurations (i.e. horizontal, and vertical), pipe materials, and heating and cooling loads. It was concluded that using vertical configuration gives shorter pipe length compared to horizontal configuration.

___

1. ASHRAE Temel El Kitabı, Atlanta, (GA): 1989.

2. S.P. Kavanaugh, K. Rafferty, "Ground-Source Heat Pumps: Design of Geothermal Systems for Commercial and Institutional Buildings", ASHRAE, 167, 1997.

3. S. Oerder, J.P. Meyer, "Effectiveness of a Municipal Ground Coupled Reversible Heat Pump System Compared to an Air Source System", ASHRAE Trans, 104 (1A): 540-9, 1998.

4. E. H. Spilker, "Ground Coupled Heat Pump Loop Design Using Thermal Conductivity Testing and The Effect Of Different Backfill Materials On Vertical Bore Length", ASHRAE Trans, 104(1B): 775-9, 1998.

5. P.F. Healy and V. I. Ugursal, "Performance and Economic Feasibility of Ground Source Heat Pumps In Cold Climate", International Journal of Energy Research, 21, 857-870, 1997.

6. P.J. Lineau, "Geothermal Heat Pump Performance and Utility Programs in the United States", Energy Sources, 19:1-8,1997.

7. G. Phetteplace and W. Sullivan, "Performance of a Hybrid Ground-Coupled Heat Pump System", ASHRAE Transactions, lb, 104, 763-770, 1998.

8. M.A. Catan, V.D. Baxter, "An Optimized Ground Coupled Heat Pump System Design For Northern Climate Applications", ASHRAE Trans, 91 (2B): 1185-203, 1985.

9. P.E. Martin, "A Design and Economic Sensitivity Study of Single Pipe Horizontal Ground Coupled Heat Pump Systems", ASHRAE Trans, 96 (1): 634-42, 1990.

10. J.E. Bose, J.D. Parker and EC. McQuiston, "Design/Data Manual for Closed Loop Ground Coupled Heat Pump Systems", ASHRAE, Atlanta, 1985.

11. S.P. Kavanaugh, "Using Existing Standards to Compare Energy Consumption of Ground Source Heat Pumps With Conventional Equipment", ASHRAE Trans, 98(2): 599-606, 1992.

12. L. Miles, "Heat Pumps Theory and Service", Delmar Publishers Inc., NY. 1994.

13. H. Günerhan, K. Ülgen ve A. Hepbaşlı, "Toprak Kaynaklı Isı Pompalarında Toprak Isı Değiştiricisinin Tasarımı: Ege Üniversitesi Uygulaması", Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 21, 1, 18-24, 2001.

14. Elazığ Meteoroloji Bölge Müdürlüğü Bülteni, "Dış Hava ve Toprak Sıcaklıkları", 2000.

15. H. Esen, "Elazığ İklim Şartlarında Yatay Borulu Toprak Kaynaklı Isı Pompası Tasarımı", Yüksek Lisans Semineri, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2001.

16. H. Esen, "Toprak Kaynaklı İsı Pompası Performansına Etki Eden Parametrelerin Araştırılması", Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2002.

17. İ. Ersöz, "Toprak Kaynaklı Isı Pompası İle Bir Hacmin Soğutulması", Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 187s, 2000.

18. C. Olivier, "Ground-Source Heat Pump in France in the Residential", www.uni-giessen.de/~ggl068/pdf-Dateien/ Geothermie/ Literatür/Gth-days01 /course/Olivier.pdf