Manisa/Türkiye’de Yeraltı Isı Değiştiricisi Uygulamaları İçin Toprak Sıcaklıklarının Tahminlenmesi

Yıl 2016, Cilt: 6 Sayı: 1, 56 - 58, 01.01.2016

Leyla Ozgener

Öz

Bu araştırma düşük entalpili jeotermal kaynaklar için toprak sıcaklığı tahminlenmesini, zamanın ve derinliğin fonksiyonu olarak ele almaktadır. Yapılan tahminler özellikle toprak-hava ısı eşanjörleri ve toprak kaynaklı ısı pompası uygulamalarına yöneliktir. Toprağın termal davranışı pek çok farklı parametreden etkilenmektedir. Örneğin; mevsimsel hava değişimleri, termal iletkenlik ve nem oranı gibi. Bu parametreler özellikle toprak yüzeyine yakın derinliklerde etkisini arttırmaktadır. Bilimsel çalışma ve uygulamalarda son derece önemli olan bu parametrelere eksiksiz ulaşmak oldukça zordur ve bu durum tasarım parametrelerinin doğru belirlenmesini güçleştirmektedir. Bu sebeplerden dolayı, toprak sıcaklığını tahmin edebilmek için matematiksel bir model geliştirdik. İzmir Meteoroloji İstasyonu’ndan alınan Manisa iline ait 1960-2014 yılları arasındaki 5-10-20-50 ve 100cm’deki toprak sıcaklığı ölçüm değerleri ile hesaplanan değerler karşılaştırılmış ve hata oranları sırasıyla %13.4 , %12 %8.5 , %9.4 ve %8.7 olarak hesaplanmıştır. Özetle, bu çalışmada 5-3000cm derinlikleri arasında, hava sıcaklığı verileri baz alınarak toprak sıcaklığı tahminleri yapılmıştır

Anahtar Kelimeler

Toprak sıcaklığı, Jeotermal enerji, Isı değiştiriciler

Prediction of Soil Temperatures for Underground Heat Exchanger Applications in Manisa Turkey

Öz

This present study deals with the prediction of soil temperature’s as a function of time and depth. Soil temperature values, especially near the surface, depend on different types of parameters such as seasonal weather variations, moisture content, thermal conductivity, etc. The main drawback is that even though these values are really important, they cannot be reached easily. Due to this reason we developed theoretical model for prediction. Measured data between 1960 and 2014 that was taken from the Izmir State Meteorological Station, and predicted soil temperatures at depths of 5cm, 10cm, 20cm, 50cm, and 100cm were compared for city of Manisa. Additionally, at depths of 5cm, 10cm, 20cm, 50cm and 100cm, the maximum average percentage errors were 13.4% , 12%, 8.5% , 9.4% ve 8.7% respectively. In summary, we investigated the relationship between ambient temperature fluctuations and soil temperatures in terms of depth from 5cm to 3000cm.

Anahtar Kelimeler

Soil Temperature, Geothermal Energy, Heat Exchanger

Kaynakça

• Badache, M., Nejad, PE., Ouzzane, M., Aidoun, Z., Lamarche, L. January 2016. A new modeling approach for improved ground temperature profile determination. Renew. Energy, 85: 436–444.
• Beltrami, H. 2001. On the relationship between ground temperature histories and meteorological records: a report on Pomquet station. Glob. Planet. Change, 29: 327–348.
• Chow, TT., Long, H., Mok, HY., Li, KW. 2011. Estimation of soil temperature profile in Hong Kong from climatic variables. Energy Build., 43: 3568-3575.
• Hillel, D. 1982. Fundamentals of Soil Physics. Academic Press, San Diego, CA, 167-170 pp.
• İzmir Meteoroloji Bölge Müdürlüğü, 1960-2014 yılları arası Manisa›ya ait hava ve toprak sıcaklığı ölçüm verileri.
• Ozgener, O., Ozgener, L., Tester, JW. July 2013. A practical approach to predict soil temperature variations for geothermal (ground) heat exchangers applications. Int. J. Heat Mass Transfer, 62: 473-480
• Yener, D., Ozgener, O., Ozgener, L. 2016. Prediction of Soil Temperatures for Underground Heat Exchanger Applications in Izmir Turkey. 12. Uluslararası Yapıda Tesisat Teknolojisi Sempozyumu, İstanbul. (baskıda).