Hikmet Esen Fırat Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Makine Eğt. Böl. 2000 yılında Fırat Üniversitesi Miih. Fak. Mak. Miih. Böl. 'den mezun olan Esen, aynı üniversitenin Fen Bilimleri Enst. Mak. Müh. Anabilim Dalı Termodinamik bilim dalında yüksek lisansını tamamladı. Halen Fırat Üniv. Tek. Eğt. Fak. Mak. Eğt. Böl. Otomotiv Öğretmenliği Anabilim dalında Araştırma Görevlisi olarak çalışmaktadıı: Asım Balbay Fırat Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Makine Eğı. Böl. 1998 yılında Fırat Üniversitesi Tek. Eğt. Fak. Mak. Eğt. Böl. 'den mezun oldu. Yüksek lisansını, 2001 yılında ayn, üniversitenin Fen Bilimleri Enst. Mak. Eğt. Anabilim dalında tamamladı. Halen Fırat Üniv. Fen Bilimleri Eııst. Mak. Eğt. Anabil im dalında Doktora çalışması yapan Balbay, Palu Endüstri Meslek Lisesi'nde Makine Öğretmenliği yapmaktadır. Mehmet Esen Fırat Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Makine Eğt. Böl 1985 yılında Fırat Üniversitesi Mak. Miih. Böl. 'den mezun oldu. Doktora öğrenimini Karadeniz Teknik Üniversitesi Mak. Miih. Böl. Termodinamik Anabilim Dalında 1995 yılında /aıııaııı/adı. Isı Tekniği alanında uluslararası ve ulusal birçok makale ve bildirisi vardıı: Halen Fırat Üniv. 'de Yardımcı Doçent olarak görev yapıııaktadıı: OZET Toprağı ısı kaynağı olarak kullanan ısı pompası sistemlerinin en önemli bileşeni, toprak altına döşenen toprak ısı değiştirici/erinin borıılarıdıı: Boruların toprak altına yerleşiminde k. ullanı/an boru boyutları (örneğin çap ve uzunluk) toprak kaynaklı ısıtma ve soğutma sistemlerinin en önemli karakteristiğidir ve sistemin maliyetlerini oldukça etkileı: Bu çalışmada, ısıtma ve soğutma kapasitesi sırasıyla 2. 55 ve 3.16 kWolan bir odanın yatay toprak ısı değiştiricisi boyu hesaplanıııışııı: En uygun boru malzemesinin PE SDR-11 ve boru çapının 2" olduğu hesaplarla bulıınmııştw: En uygun yatay toprak ısı değiştiricisi boyu, ısıtma ve soğutma mevsimleri için sırasıyla 124.49 ve 190. 97 ııı olarak bulıınıııııştııı: Ayrıca, düşey toprak ısı değiştiricisi döşendiğinde yatay toprak ısı değişliricisiııe göre daha az boru boyu gerektiği saptanııııştıı: Anahtar Kelimeler: Toprak kaynaklı ısı pompası, yatay, uzunluk, toprak ısı değiştiricisi. ABSTRACT Tlıe most importaııt compoııeııt of groııııd source lıeat pıııııp systems, ıvlıiclı ııse eartlı as a Jıeat soıırce, is tlıe pipes of eartlı coupled lıeat exclıaııgers tlıat are /ocated iıı tlıe ııııdergrowıd. Tlıe diıııeıısioııs of pipes (e.g. diaıııeter, aııd leııgtlı) ıısed for settleıııeııts of tlıese pipes iıı tlıe ııııdergroııııd are tlıe ıııost sigııiji caııt clıaracteristics of groımd soıırce Jıeatiııg aııd cooliııg sys teıııs, aıul effect coıısiderably iııstal/atioıı cost of lıeat pıııııp sys teııı. Iıı tlıis stııdy, tlıe ca/cıılatioıı ofleııgtlı of lıorizoııta/ groımd Jıeat e.xcltaııger lıad ıııadefor tlıe Jıeatiııg load of2.5 kW, aııd cooliııg /oad of 3.1 kW ofa test rooı,ı. Tlıe ıııost appropriate pipe material ıvasfoııııd as PE SDR-11 ıvlıile 2 iııc/ıes oftlıe pipe diaıııeter ıvas tlıe ıııostproper diaıııeter. Tlıe optimum lıorizoııta/ groııııd lıeat e.xclıaııger /eııgtlı for lıeatiııg aııd cooliııg seasoıı ıvas determiııed as 124.49 aııd /90.97 111, respectively. lıı additioıı, it ıvas coııc/ııded tluıt usiııg vertica/ coııjigııratioıı gives slıorter pipe /eııgtlı compared to lıorizoııtal coııfigııratioıı. Keywords: Groııııd source lıeat pıııııp, lıorizoııtal, /eııgtlı, groııııd Jıeat e.xclıaııger. 84 TOPRAK KAYNAKLI iSi POMPASI SİSTEMLERİNDE TOPRAK iSi ,., . . . . . DEGIŞTIRICISI BOYUNUN HESAPLANMASI Sizing ofa Ground Heat Exchanger Used in Ground Source Heat Pump Systems 1. Giriş Toprak kaynakl ı ısı pompası (TKIP) sistemleri, toprağın içindeki sıcaklığın kararlı değişmesi ve soğuk iklimlerde performansın ı yüksek seviyede tutmas ı nedeniyle enerjinin kullanımında daha etkili sonuçlar ortaya çıkar ı r. Günümüzde, TKIP'ların kullanımının düşük oranda olmasının en büyük nedeni, toprak ısı değiştiricisinin kesin bir projelendirilme usul.ünün henüz tanı anlam ıyla ortaya konulamamasındandır. Diğer önemli unsur ise toprak ıs ı değiştiricisinin (TID) yüksek maliyetinin söz konusu olmasıdır. TKIP'lar, temel anlamda toprak ile ısıtılacak veya soğutulacak hacim ara s ında bir ısı alışverişini içerir. Bunun için genellikle uzun veya çok sayıda plastik boru, yatay veya düşey olarak toprak altına döşenir. Akışkan olarak boruların içerisinden su veya salamura (su+antifiriz) dolaştırıl ır. Sıcaklık fark ından dolayı olan ısı enerjisi transferi, borular içerisinde dolaştırılan akışkan ile soğutucu akışkan arası nda bir ısı değiştirgeci vasıtası ile olur. Sistemde ısı dengesi, yazın yani soğutma ihtiyacı olduğu mevsimde soğu tulacak hacmin, dış ortamdan veya diğer kaynaklardan kazandığı ısı nın toprağa atılması, kışın ise yani ısıtma ihtiyacı olduğu mevsimde, topraktan aldığ ı ısıyı ısıtılacak hacme atılması şeklindedir. Toprak birincil ısı kayna ğıdırve ısı pompası, ısıtılacak hacmin çevreye olan net ısı kaybı nı dengele yebilecek enerjiyi sağlamal ıdı r [1 ]. Topraktan ısı kaynağı olarak faydalanma fikri 1 940' 11 yıllarda ortaya atıldı . Bu konuda pek çok deneysel ve teorik çalışmalar mevcuttur. lngersoll [2] ve daha sonralar ı Penrod [3] tarafı ndan, topraktan borular vasıtasıyla ısı çekilmesinin matematiksel olarak modellenmesi yapıldı ve Kelvin Çiz gisel Kaynak Teorisi kullan ılarak topraktaki sıcakl ık dağılımı elde edildi. Daha sonra, Kelvin Çizgisel Kaynak Teorisini esas alan birkaç model daha geliştirildi. Kavanugh, 1 998 yıl ında bilinen toprak kaynaklı ısı pompası sistemleri için bağlant ı elemanları ve boru hatlarındaki basınç kaybı ile ilgili diyagramlar ı vererek, boru hattı tasarımını irdelemiştir [4]. M. Piec howski, 1 999 yılında yatay tip toprak ısı değiştiricisinin dizaynının daha doğru ve hesaplamalarının daha kolay olacağı simülasyonlar yapmıştır [5]. G. Mihalakakou, 2001 y ılında toprak yüzeyi sıcaklığının günlük ve y ı llık değişiminin tahmini ve modellenmesi için iki yaklaşım sunmuştur [6]. Stephen P. Kavanaugh ve Sally A. Mclnerny, 2001 yıl ında alanı 6700 m 2 olan bir okulun toprak kaynakl ı ısı pompası sisteminin değişik toprak ısı değiştiricisi boru şekillerini ve dört farkl ı pompa için durumları nı ince lemişlerdir [7]. Bu çalı şmada, TKIP sistemlerinde TID'in tasarımı veya boru boyunun he saplanmas ı için en çok kullanılan yöntemlerden biri olan Uzun Yöntem
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=