Soğutma Sezonu için Yatay Toprak Kaynaklı Isı Pompası Ekserji Analizi: Sivas İli Örneği

Abstract

Kullanımı yaygınlaşan toprak kaynaklı ısı pompaları farklı iklim bölgeleri için uygulanabilen yenilenebilir enerji kaynağı sistemlerinden biridir. Toprak altı sıcaklığının birkaç metre derinlikte yıl boyunca fazla değişmemesi ve toprağın ısıyı depolama özellikleri bakımından çok iyi bir ısı kaynağı olması ısı pompası sistemlerinin başlıca üstünlükleridir. Yatay tip toprak kaynaklı ısı pompaları da uygulama kolaylığı sebebiyle tercih edilmektedir. Bu çalışmada, Sivas Cumhuriyet Üniversitesine kurulan deney düzeneği ile 51 m3 hacme sahip iki odanın toprak kaynaklı ısı pompası vasıtasıyla soğutulması amaçlanmıştır. Sistem 2.5 m sondaj derinliğine sahip toprak devresi, ısı pompası devresi ve radyatör devresi olmak üzere üç ana kısımdan oluşmaktadır. Deneyler sırasında dış ortam sıcaklığı, iç ortam sıcaklığı, salamuranın yoğuşturucuya giriş ve çıkış sıcaklığı, soğutucu akışkan R410A’nın ısı pompası bileşenlerine giriş ve çıkış sıcaklıkları ve soğutma suyunun radyatörlere giriş ve çıkış sıcaklıkları ile farklı derinliklerde toprak sıcaklıklarının ölçümü gerçekleştirilmiştir. Ayrıca kompresör giriş ve çıkış basınçları ile salamuranın ve soğutma suyunun debisi ve güç tüketimleri ölçülmüştür. Deneysel veriler kullanılarak her bir sistem bileşeninin ekserji kaybı, ekserji kaybı oranı, termodinamik mükemmellik derecesi ve ekserji verimi incelenmiştir. Yapılan hesaplamalar sonucunda ısı pompası ve sistemin ekserji verimleri sırasıyla %41.90 ve %34.18 olarak elde edilmiştir.