Düşük sıcaklıktaki jeotermal kaynakların ısı pompası yardımıyla bina ısıtmada kullanımı
Use of lowtemperature geothermal wells for space heating through the use of heat pump
Yazar: YUSUF KARA
Danışman: DOÇ.DR. BEDRİ YÜKSEL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 1999
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Enerji kaynakları = Energy resources ; Isı pompası = Heat pump ; Isıtma sistemleri = Heating systems ; Jeotermal enerji = Geothermal energy ; Pompalar = Pumps

Özet:
Temiz ve yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak jeotermal enerji, ısıtmadan elektrik üretimine kadar birçok alanda kullanılmaktadır. Yöremizde bulunan jeotermal kuyulardan çıkan sular düşük sıcaklıktadır ve sadece kaplıca amacıyla kullanılmaktadır. Örneğin Erzurum 'un Pasinler ilçesinde 200 m derinlikte 42 °C sıcaklık ve 75 ila 95 l/s debide iki kuyu, Ilıca ilçesinde ise 605 m derinlikte 39 °C sıcaklıkta jeotermal kuyular mevcuttur. Bu kuyular kaplıca amacıyla kullanılmaktadır ve kaplıcalardan atılan jeotermal suyun sıcaklığı 30-35 °C civarındadır. Bu çalışmada yukarıda bahsedilen düşük sıcaklıktaki jeotermal kaynakların bina ısıtmak için değerlendirilmesi amacıyla, su-su tipi bir prototip jeotermal ısı pompası sistemi tasarlanmış ve sistemin bir bilgisayar modeli geliştirilmiştir. Sistemde 35 °C sıcaklıkta jeotermal kaynak kullanılarak döşemeden ısıtma amacıyla 45 °C sıcaklıkta su üretilmiştir. Sonuçta R-22 gazı ile çalışan jeotermal ısı pompası sisteminin toplam performans katsayısı 2.8 olarak tespit edilmiş ve geliştirilen bilgisayar programından elde edilen sonuçların deneysel sonuçlarla uyumlu olduğu görülmüştür. Bilgisayar programı yardımıyla, bu sistemde R-22 'ye alternatif olarak R-500 ve R-502 gazlarının kullanımı incelenmiş ve en yüksek performansın R-500 gazı ile elde edilebileceği sonucuna varılmıştır. Öte yandan yapılan inceleme sonucunda, çevre dostu olması nedeniyle son yıllarda kullanımı yaygınlaşan R-134a gazının kullanılmasının daha da iyi bir netice vereceği anlaşılmıştır.

Abstract:
As a clean and renewable energy resource, geothermal energy is used for many applications from electricity producing to residential heating. Geothermal wells around Erzurum are all at low temperature and used as a health resort centres. For example, in Pasinler location, there are two wells at 42 °C temperature, 200 m depth and 75 -95 I/s flow rates. Another well is also available in Ilıca at 39 °C, and 605 m depth. The wells are used just for health care and temperature of disposed water from baths is around 30- 35 °C. A water-to-water geothermal heat pump system running with R-22 is designed to evaluate the wells mentioned above for space heating and a computer simulation is developed for the system. The system produces water at 45 °C temperature for a floor heating system by using geothermal resource at 35 °C. The overall coefficient of performance (COP) of the system is obtained as 2.8 and results from computer simulations are in good agreement with those from experiments. A comparison was made among R-22, R-502 and R-500 alternatively and the highest COP is obtained with R-500. On the other hand, it is concluded that, as environmentally safe gas, R-134a would give as good result as R-500.