Hava ve Toprak Kaynaklı Isı Pompası Kullanımı için Teorik Enerji ve Ekserji Analizi: Kastamonu İli Örneği
Öz
Bu çalışma Kastamonu ilinde hava ve toprak kaynaklı ısı pompalarının konut ısıtması için kullanılması halinde enerji ve ekserji analizini içermektedir. Kastamonu’nun 2000-2021 tarihleri arasında Aralık-Mart dönem aralığında ölçülmüş en düşük hava ve toprak sıcaklıkları dikkate alınmıştır. Konut ısıtmasında yararlanılacak ısıtma işlemi için soğutucu akışkan olarak R134a, R407c, R410a ve R500 kullanılmıştır. Ele alınan çalışmada ısıtılacak ortam sıcaklığı, her bir ısı pompası için aynı seçilerek ısıtma performans katsayısı (COP) ve ikinci yasa verimi hesaplanmış ve sonuçlar kıyaslanmıştır. Sonuç olarak tüm soğutucu akışkanlar için Kastamonu şartlarında, toprak kaynaklı ısı pompasının, hava kaynaklı ısı pompalarına göre daha iyi performans sağladığı gözlemlenmiştir. Öte yandan toprak kaynaklı ısı pompasının hava kaynaklı ısı pompalarına göre daha yüksek ikinci yasa verimine sahip olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca R500 soğutucu akışkanının diğer soğutucu akışkanlara göre daha iyi bir performans sağladığı belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler
COP, Ekserji analizi, Enerji analizi, Isı pompası, İkinci yasa verimi
Kaynakça
- Alkan, R., Kabul, A., & Kızılkan, Ö. (2014). Toprak kaynaklı bir ısı pompasının farklı soğutucu akışkanlar için termodinamik analizi. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 34(1), 27-34.
- Bilen, K., & Demir, O. (2021). Hava, su ve toprak kaynaklı ısı pompalarının farklı soğutucu akışkanlar için enerji ve ekserji analizi. El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi, 8(2), 688–705. doi:10.31202/ecjse.865741
- Caner, M., Duman, N., Buyruk, E., & Kılınç, F. (2019). Yatay toprak kaynaklı ısı pompası sisteminin Sivas şartlarında performans analizi. Journal of Science and Technology of Dumlupınar University, 042, 47–53.
- Çakır U., & Çomaklı, K. (2011, Nisan). Hava kaynaklı bir ısı pompasının farklı çalışma şartları altında termodinamik performans analizi. X. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir.
- Çengel, Y. A., & Ghajar, A. J. (2011). Heat and Mass Transfer-Fundamentals and Applications (4th ed.). New York, USA: Mc Graw Hill.
- Erdoğan, S., Yılmaz, M., Şahin, B., & Özyurt, Ö. (2006). Isı pompası sistemlerinin seçimi. Tesisat Mühendisliği Dergisi, 92, 40-49.
- Gomri, R., Karoune, N., & Khellaf, N. (2018). Energy and exergy analyses of different transcritical CO refrigeration cycles. El-Cezeri Journal of Science and Engineering, 5(2), 425-436. doi:10.31202/ecjse.402904
- 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. doi:10.1016/S0196-8904(03)00185-7
- Koyun, T., Koyun, A., & Acar, M. (2005). Soğutma sistemlerinde kullanılan soğutucu akışkanlar ve bu akışkanların ozon tabakası üzerine etkileri. Tesisat Mühendisliği Dergisi, 88, 46-53.
- Klein, S. A., & Alvarado, F. L. (2002). Engineering equation solver. F-Chart Software, Madison, WI, 1.