PERFORMANCE ANALYSIS OF HORIZONTAL GROUND SOURCE HEAT PUMP SYSTEM IN SIVAS

Abstract

The energy consumed for air conditioning constitutes a significant part of total consumption in our country. Given this situation, it is crucial to use more efficient systems or renewable energy sources for air conditioning. Heat pump applications, which are one of these systems using natural energy as a source. In this study, the performance of the horizontal ground source heat pump system (GSHP) installed in the energy house at the Sivas Cumhuriyet University campus was investigated. The underground heat exchanger that was placed at a depth of 2,5 m had 4 lines and a total length of 370 m. As a result of the experiments, the variation of the soil temperature at different depths, the change of the indoor and outdoor temperatures and the change of the heat pump and system performance coefficients were obtained. The performance coefficients of the heat pump and the system (COPHP and COPSYS) were obtained between 1,96 – 2,3 and 1,7 – 1,99 respectively.

Keywords

• Heat pump,heating,coefficient of performance

YATAY TOPRAK KAYNAKLI ISI POMPASI SİSTEMİNİN SİVAS ŞARTLARINDA PERFORMANS ANALİZİ

Abstract

Ülkemizde iklimlendirme için harcanan enerji toplam tüketimin önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Bu durum göz önüne alındığında iklimlendirme için daha verimli sistemlerin veya yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması son derece önemlidir. Kaynak olarak doğadaki enerjiyi kullanan ısı pompası sistemleri bu sistemlerden biridir. Bu çalışmada, Sivas Cumhuriyet Üniversitesi kampüsünde bulunan enerji evine kurulan yatay toprak kaynaklı ısı pompası (TKIP) sisteminin performansı araştırılmıştır. 2,5 m derinliğe yerleştirilen toprak ısı değiştiricisi 4 hattan oluşturulmuş ve toplam uzunluğu 370 m’dir. Deneyler sonucunda farklı derinliklerde toprak sıcaklıklarının değişimi, iç ve dış ortam sıcaklıklarının değişimi ile ısı pompasının ve sistemin performans katsayılarının değişimi elde edilmiştir. Isı pompasının ve sistemin performans katsayıları (COPIP ve COPS) sırasıyla 1,96 – 2,3 ve 1,7 – 1,99 değerleri arasında elde edilmiştir.

Keywords

• Isı pompası,ısıtma,performans katsayısı

References

1. [1] Makina Mühendisleri Odası, (2016). Türkiye’nin Enerji Görünümü (oda raporu). MMO/659
2. [2] İnan, İ. (2014). Derece-saat metodu yaklaşımıyla sera ısıtmasında toprak kaynaklı ısı pompası uygulaması. Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü (Yüksek Lisans Tezi), 94s, Isparta.
3. [3] Dumlu, S. (2012). Toprak kaynaklı ısı pompası sisteminin ekonomik analizi. Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü (Yüksek Lisans Tezi), 66s, Erzurum.
4. [4] Naili, N., Hazami, M., Kooli, S., Farhat, A. (2015). Energy and exergy analysis of horizontal ground heat exchanger for hot climatic condition of northern Tunisia. Geothermics, 53, 270–280.
5. [5] Mao, Q., Chen, Y. (2017). Experimental investigation of thermal performance of a ground source heat pump system for spring season. Energy and Buildings, 152, 336–340.
6. [6] Zhai, X. Q., Cheng, X. W., Wang, R. Z. (2017). Heating and cooling performance of a minitype ground source heat pump system. Applied Thermal Engineering, 111, 1366–1370.
7. [7] Hepbasli, A., Akdemir, O. (2004). Energy and exergy analysis of a ground source (geothermal) heat pump system. Energy Conversion and Management, 45(5), 737–753.
8. [8] Esen, H., Inalli, M., Esen, M. (2006). Technoeconomic appraisal of a ground source heat pump system for a heating season in eastern Turkey. Energy Conversion and Management, 47(9–10), 1281–1297.

9. [9] Pulat, E., Coskun, S., Unlu, K., Yamankaradeniz, N. (2009). Experimental study of horizontal ground source heat pump performance for mild climate in Turkey. Energy, 34(9), 1284–1295.
10. [10] Benli, H. (2013). A performance comparison between a horizontal source and a vertical source heat pump systems for a greenhouse heating in the mild climate Elaziǧ, Turkey. Applied Thermal Engineering, 50(1), 197–206.
11. [11] Özdemir, M., Özkaya, M. (2015). Ankara İli Şartlarında Düşey Tip Toprak Kaynaklı Isı Pompası Sisteminin Enerji ve Ekserji Analizi. Politeknik Dergisi, 18 (4), 269-280.
12. [12] Caner, M., Duman, N., Buyruk, E., Kılınç, F. (2018). Experimental investigation of the performance of a horizontal ground source heat pump. International Journal of Scientific and Engineering Research, 9 (6), 1606-1609.