Hava ve toprak kaynaklı ısı pompalarına etki eden parametrelerin incelenmesi

Abstract

Dünya ülkelerinin hızlı bir şekilde teknolojik alanda ilerleyerek sanayileşmesi ve nüfus artışı enerji ihtiyacımızı sürekli olarak arttırmaktadır. Aşırı fosil yakıt kullanımının en önemli sorunlarının başında çevre kirlenmesi, küresel ısınma, iklim değişikliği ve sera etkisi gelmektedir. Ayrıca fosil enerji kaynakları rezervlerinin yetersiz oluşu ve gelecekte tükenecek olması insanlık için büyük tehlikedir. Bunun için temel çözüm, fosil enerji kaynaklarına birer alternatif teşkil edecek “Yenilenebiir Enerji Kaynakları”na yönelmek olacaktır. Yenilenebilir Enerji Kaynakları, güneş enerjisi, rüzgar enerjisi, jeotermal enerji, gelgit enerjisi ve biokütle enerjisi olarak sayılabilir. “Isı Pompası” basit olarak, ısı enerjisini bir ortamdan diğer bir ortama taşıyan ve elektrikle beslenen bir sistemdir. Isı pompaları, ısı enerjisini düşük sıcaklıktaki ortamdan alıp, yardımcı bir enerji kaynağı aracılığıyla yüksek sıcaklıktaki ısı kaynağına sevk eden sistemlerdir. Isı pompası sistemleri ısı kaynağı olarak toprak, su, hava, güneş ve jeotermal enerji gibi yenilenebilir enerji kaynaklarını kullanırlar. İsimlendirilmeleri ise kullandıkları bu enerji kaynaklarına göre yapılır. Bu çalışmada Toprak ve Hava Kaynaklı ısı pompalarına etki eden parametreler deneysel olarak incelenmiştir. Yaz ve kış şartları için Hava ve Toprak Kaynaklı Isı Pompalarının STK ve ITK değerleri hesaplanmıştır. Yaz şartları için Hava Kaynaklı Isı Pompasının ortalama STK değeri 2.8, Toprak Kaynaklı Isı Pompasının ortalama STK değeri ise 2.2 olarak bulunmuştur. Kış şartlarında ise Hava Kaynaklı Isı Pompasının ortalama ITK değeri 3.5, Toprak Kaynaklı Isı Pompasının ortalama ITK değeri ise 2.5 olarak bulunmuştur.

Energy demand has been increasing as a result of industrialization parallel to technological development of world countries and population increase. The problems caused by excess fossil fuel consumption are the environmental pollution, global warming, climate change and greenhouse effect. For this reason, turning to “Renewable Energy Sources” seems as a fundemental solution instead of fossil energy resources. Heat Pumps are the systems that transfer the thermal energy from low temperature medium by using an auxilary energy source, to high temperature reservoir. Heat pump systems use renewable energy sources such as earth(ground), water, air, solar and geothermal energy as thermal reservoir; nomenclature is according to used energy source. In our country, the studies on Ground Source Heat Pumps are restricted and there is no any study especially for Bursa. In this study it is aimed to obtain data for Bursa City and Marmara Region and for this purpose, a test room is cooled and heated for summer and winter conditions by using constructed experimental set-up. Both air source and ground source heat pump systems can be studied on experimental set-up. The affected parameters for both system in summer and winter conditions are investigated experimentally. COP values of air and ground source heat pumps are determined for summer and winter conditions. For summer conditions, average COP values of air and ground source heat pumps are determined as 2.8 and 2.2, respectively. For winter conditions, average COP values of air and ground source heat pumps are also determined as 3.5 and 2.5.