Sakarya şartlarında toprak kaynaklı ısı pompası kullanımı ve ekonomik analizi
Ground source heat pump usage and economic analysis in Sakarya conditions
Yazar: OĞUZHAN ÖNDER MESTA
Danışman: PROF. DR. YUSUF ÇAY
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Günümüzde enerji tüketiminin büyük bir bölümü, konutların ısıtma ve soğutma ihtiyacından kaynaklanmaktadır. Bu yüzden tüketilen bu enerji, yüksek verimli ve çevreci bir sistem tarafından kullanılmalıdır. İşte tam bu noktada diğer geleneksel ısıtma ve soğutma sistemlerine kıyasla ısı pompası sistemleri ön plana çıkmaktadır. Isı pompası sistemlerinin birçok türü mevcut olup genel olarak çalışma prensibi; doğadan aldığı enerjiyi istenilen ortama yüksek verim ile aktarmasıdır. Geleneksel sistemlere kıyasla düşük işletme maliyeti ve yüksek veriminden dolayı, ısı pompası sistemlerinin dünya üzerindeki kurulumu günden güne artmaktadır. Isı pompası sistemlerinden biri olan toprak kaynaklı ısı pompası sistemleri, daha çok konut ve ticari binaların iklimlendirilmesinde kullanılmaktadır. Toprak kaynaklı ısı pompası sistemlerinde toprak, ısıtma için ısı kaynağı, soğutma için ısı kuyusu görevini görmektedir. Toprak kaynaklı ısı pompası sistemlerinin en büyük avantajlarından birisi de tüm bir yıl boyunca toprak sıcaklığının sabit kalmasıdır. Toprak kaynaklı ısı pompası sistemleri, ısıtma aylarında topraktan aldığı ısıyı binaya, soğutma aylarında ise binadan aldığı ısıyı toprağa aktarır. 
Bu çalışmada öncelikle bugüne kadarki toprak kaynaklı ısı pompası sistemleri ile ilgili yapılmış olan akademik çalışmalar araştırılmış ve sonuçları hakkında bilgi verilmiştir. Teorik çalışma bölümünde sistemin teoride nasıl çalıştığı, hangi esaslara dayandığı ve çalışma prensibi anlatılmıştır. Ardından toprak kaynaklı ısı pompası sistemlerinin uygulama alanları ve sistem elemanları anlatılmıştır. Daha sonra Sakarya ilindeki bir konutun için ısıtma amaçlı toprak kaynaklı ısı pompası sisteminin projelendirilmesi yapılmış ve TS 825'e göre binanın ısı kayıpları hesaplanmıştır. Ek olarak yerin altına döşenecek olan uzunluğu ve sondaj sayısı hesaplanmıştır. Daha sonra hesaplanan ısı  
kaybı doğrultusunda konutun ısıtma sezonunda toprak kaynaklı ısı pompası sistemleri ve mevcut sistemler ile ısıtılması durumunda bu konutun ekonomik analizi yapılmıştır. İşletme maliyeti en uygun olan sistem bulunmuş, ilk yatırım maliyetlerini hesaba katınca hangi sistemin daha avantajlı olacağı detaylı bir şekilde hesaplanıp bulunmuştur.

Abstract:
Today, most of the energy consumption is due to the heating and cooling needs of the houses. Therefore, this energy consumed should be used by a highly efficient and environmentally friendly system. At this point, heat pump systems come to the fore compared to other traditional heating and cooling systems. There are many types of heat pump systems and the working principle in general; transfers the energy it receives from nature to the desired environment with high efficiency. Due to its low operating cost and high efficiency compared to traditional systems, the installation of heat pump systems worldwide is increasing day by day. Ground source heat pump systems, one of the heat pump systems, are mostly used in the air conditioning of residential and commercial buildings. In ground source heat pump systems, the soil functions as a heat source for heating and a heat well for cooling. One of the biggest advantages of ground source heat pump systems is that the soil temperature remains constant all year round. Ground source heat pump systems transfer the heat from the soil to the building during the heating months and the heat from the building to the soil during the cooling months.
In this study, firstly, academic studies on soil based heat pump systems have been researched and information has been given about their results. In the theoretical study section, how the system works in theory, which principles and the working principle are explained. Then, application areas and system elements of ground source heat pump systems are explained. Afterwards, a ground source heat pump system was designed for a residence in Sakarya province and the heat losses of the building were calculated according to TS 825. In addition, the length to be laid under the ground and the number of boreholes were calculated. Then, according to the calculated heat loss, in the heating season of the house, economic analysis of this house was made in the case of heating with  
ground source heat pump systems and existing systems. The system with the most suitable operating cost was found and when the first investment costs were taken into account, which system would be more advantageous was calculated in detail.