Güneş kollektörleri yardımıyla ısı pompası sistemi performans analizi
Performance analysis of a heat pump system with the help of solar collectors
Yazar: HALİL İBRAHİM VURUCU
Danışman: PROF. DR. HACI MEHMET ŞAHİN
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Güneş enerjisi = Solar energy ; Isı pompası = Heat pump ; Kollektörler = Collectors

Özet:
Güneş enerjisi yenilenebilir bir enerji kaynağı olmasına rağmen elde edilmek istenilen verimi tek başına sağlayamadığından dolayı, elektrik enerjisine başvurularak istenilen verimlere ulaşmayı mümkün kılar. Bu çalışmada, ülkemizde bulunan üç farklı bölgeden ele alınan, üç şehrimiz üzerinde güneş enerjisi destekli ısı pompası uygulamasının analizlerinin yapılarak, hangi şehirde daha etkili ve daha uygun olduğu incelenmeştir. Ele alınan konutun üç bölge için ihtiyaç duyulan ısıtma enerjisi ve ısı kaybı hesaplamaları için TS 825 "Binalarda Isı Yalıtım Kuralları" göz önüne alınarak hesaplanmıştır. Konut için gerekli hesaplamalarının yapılabilmesi için Autocad programından alınan veriler doğrultusunda gerekli duyulan ısı enerjisi ve ısı kaybı hesaplamaları elde edilmiştir. Ele alınan 3 şehirde 148,5 m2 alana sahip olan konutun değişken veriler üzerinde ısıtma enerjisi ihtiyacı POLYSUN program kullanılarak hesaplanmıştır. Simülasyonda kullanılan değişken parametreler güneş kollektörü sayısıdır. Kullanılan program sayesinde ele alınan konut için ihtiyaç duyulan elektrik tüketimi, ısıtma tesir katsayısı ve performans faktörü değişken parametreler göz önüne alınarak sistem üzerindeki etkilere grafiksel olarak ulaşılmıştır. Bu çalışma ile güneş kollektörü alanı arttıkça mevsimsel performans faktörünün arttığı ancak ısıtma tesir katsayısının azaldığı görülmüştür. Isıtma enerjisiiçin oluşturulan model sistemlerin performans faktörleri Bursa için ısı pompası 14,52 kW güneş kollektörü 8.35 kW, Antalya için ısı pompası 13,38 kW güneş kollektörü 7,26 kW, Ankara ısı pompası 16,59 kW güneş kollektörü 11,25 kW gücündedir. Kollektörler bu sistemlere ilave edildiğinde, performans faktörlerindeki artışın % 2- 13,3 aralığında olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Although solar energy is a renewable energy source, since it cannot provide the desired efficiency on its own, it makes it possible to reach the desired efficiency by applying electrical energy. In this study, the analysis of solar assisted heat pump application on three cities in our country, which is discussed from three different regions in our country, is examined in which city it is more effective and more suitable. For the heating energy and heat loss calculations required for the three zones of the dwelling in question, TS 825 "Thermal Insulation Rules in Buildings" has been calculated. In order to make the necessary calculations for the house, the necessary heat energy and heat loss calculations were obtained in line with the data obtained from the Autocad program. The heating energy need of the house, which has an area of 148.5 m2 in the 3 cities discussed, was calculated using the POLYSUN program on variable data. The variable parameters used in the simulation are the number of solar collectors. Thanks to the program used, the effects on the system have been reached graphically by considering the variable parameters of the electricity consumption, heating effect coefficient and performance factor needed for the house in question. In this study, it has been observed that as the solar collector area increases, the seasonal performance factor increases, but the heating effect coefficient decreases. The performance factors of the model systems created for heating energy are heat pump 14.52 kW solar collector 8.35 kW for Bursa, 13.38 kW solar collector for Antalya 7.26 kW, Ankara heat pump 16.59 kW solar collector 11.25 kW. When collectors are added to these systems, it has been concluded that the increase in performance factors is in the range of 2-13,3%.