MUSTAFA BAHADIR ÖZDEMİR, Musa Galip ÖZKAYA

Ankara İli Şartlarında Düşey Tip Toprak Kaynaklı Isı Pompası Sisteminin Enerji ve Ekserji Analizi

Bu çalışmada, 20,7 m3'lük hacme sahip bir odayı ısıtmak ve soğutmak için 40 m sondaj derinliğine sahip düşey tip toprak kaynaklı bir ısı pompası (TKIP) kurulmuştur. Kurulan TKIP sisteminin enerji analizi ve ekserji analizi, sondaj derinliğinin fonksiyonu olarak ısıtma ve soğutma sezonu için belirlenmiştir. Isıtma mevsimi için ısı pompasının performans katsayısı COPıpve sistemin performans katsayısı COPsis değerleri ise sırasıyla 3,85 ve 3,45 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca ısı pompası ünite bazında ekserji verimi %77, sistem bazında %71 'dir. Soğutma mevsimi için ısı pompasının performans katsayısı COPıp ve sistemin COPsis değerleri ise sırasıyla 3,12 ve 2,81 olarak hesaplanmıştır. Ayrıca ısı pompası ünite bazında ekserji verimi % 78,6, sistem bazında % 70,8'tir.

Energy and Exergy Analyses of the Vertical Type Ground-Sourced Heat Pump for Ankara Conditions

In this study, in order to heat and cool a room which has a volume-20,7 m3 a vertical typeground-sourced heat pump system that is of 40 m boring depth was established. The energy and exergy analysisof GSHP (ground-sourced heat pump) system was determined as a function of the boring depth for both heating and cooling seasons. The coefficient of performance of the heat pump (COPHP ) and the coefficient of performance of the system (COPSYS) for heating season was calculated as 3,85 and 3,45, respectively. Furthermore, while the exergy efficiency of the heat pump unit is 77%, the exergy efficiencyof whole system is 71%. COPHP and the COPSYS) for cooling season was figured out as 3,12 and 2,81, respectively. Moreover, the exergy efficiencyof the heat pump unit is 78,6%, the exergy efficiency of whole system is 70.8%.

PDF

___

Hary, J. and Ronald, H., " Heat Pups Systems", John Wiley & Sons, New York, (1983).
Calm, J.M., "Heat Pump", Ashrae Journal, 90, 40-44, (1984)
Catan, M.A. and Baxter, V.D., "An Optimized Ground Coupled Heat Pump System Design for Northern Climate Applications", Ashrae Transactions, Bölüm 2b (91), 1185-1203, (1985)
Kavanaugh, S.P.,Pezent, M.C., "Lake Water Applications of Water-To-Air Heat Pumps, Ashrae Transactions, 1 (96), 813-820, (1990)
Kavanaugh, S.P., Woodhouse, J.G., Carter, J.R., "Test Results Of Water-To-Air Heat Pumps With Higt Cooling Efficiency for Ground-Coupled Applications",Ashrae Transactions, 1 (97), 895-901, (1991)
Meloy B.R., "Cooling Works for Cowlitz County Hall of Justice", Ashrae Transactions, Bölüm 1 (98), 1023-1030, (1992)
Salah El-Din, M.M., " On The Heat Flow İnto The Ground", Renewable Energy, 18, 90-473, (1999)
Doherty, P.S., Al-Huthaili, S., Riffat, S.B., and Abodahab, N. " Ground Source Heat Pump Description and Preliminary Results Of The Eco House System", Applied Thermal Engineering, 24, 2627-2641, (2004)
Ataman, H., "Toprak Kaynaklı Bir Isı Pompası Testinin Tasarımı ve Optimizasyonu", Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimler Enstitüsü, 1- 15, (1991)
Benli, H., and Durmuş, A. " Evaluation Of Ground-Source Heat Pump Combined Latent Heat Storage System Performance İn Greenhouse Heating", Energy and Buildings, 41, 220-228, (2009)
Ersöz, İ., " Toprak Kaynaklı Isı Pompası ile Bir Hacmin Soğutulması", Yüksek Lisans Tezi, Ege Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, 10-11, (2000)
Kıncay, O., Temir, G., "Toprak Kaynaklı Isı Pompalı Sis- temlerin Ekonomik İncelenmesi", Tesisat Mühendisliği Dergisi, 31-37, (2002)
Ceylan, İ., Aktaş, M., Doğan, H. " Isı Pompalı Kurutma Odasında Elma Kurutulması", Isı Bilimi Ve Tekniği Der- gisi, 25, 9-14, (2005)
Özgener, Ö. and Hepbaşlı, A. " A Parametrical Study On The Energetic and Exergetic Assessment of A Solar- Assisted Vertical Ground-Source Heat Pump System Used For Heating A Greenhouse", Building And Environment, 42, 11-24, (2007)
Ünlü, K., Çoksun, S. ve Yamankaradeniz, N., "Bursa İli Şartlarında Toprak Kaynaklı Isı Pompası İle Isıtma Uy- gulaması", ULIBTK'07 16. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, 30 Mayıs-2 Haziran, Kayseri, 460-68, (2007)
Acar, Ş.G., "Denizli Havzasındaki Jeolojik Formasyon- larda Sıcaklık Ve Isı Depolama Kapasitesi Değişiminin İncelenmesi ve Isı Pompası Uygulamalarının Araştırıl- ması", Doktora Tezi, Pamukkale Üniversitesi Fen Bi- limleri Enstitüsü, Denizli, 1-15, (2009)
Elbir A., "Toprak Kaynaklı Isı Pompasının Termodinamik Analizi", Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniver- sitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, 1-15, (2010)
Ceylan İ.,Aktaş M.,Doğan H., "Isı Pompalı Bir Kurutu- cuda Kerestelerin Kurutma Süresinin Belirlenmesi", Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 22 (4), 847-854, (2007)
Variyenli H. İ., Menlik T., Özkaya M. G., "Isı Enerjisi Destekli Bir Kompresörün Buhar Sıkıştırmalı Soğutma Sistemindeki Performansının Deneysel İncelenmesi"Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 26 (1), 1-8, (2011)
Rees, S.W., Adjali, M.H., Zhou, Z., Davies, M. and Thomas, H.R., " Ground Heat Transfer Effects On The Thermal Performance Of Earth-Contact", Renewable And Sustainable Energy Reviews, 3 (4), 65-213, (2000)
Krakow, K.I., "Exergy analysis: Dead-state definition", ASHRAE Transaction, 97 (1), 328-36, (1991)
Esen H., "Düşey Borulu Toprak Kaynaklı Isı Pompasının Konut İklimlendirme Sistemlerinde Mevsimlik Davranışı- nın Araştırılması", Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, (2007)