Nano akışkan ve fotovoltaik termal (PVT) kollektör destekli hibrit toprak kaynaklı ısı pompası sisteminin deneysel analizi
Experimental analysis of nano fluid and photovoltaic thermal (PVT) collector supported hybrid soil source heat pump system
Yazar: EREN DEĞİRMENCİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAH KAPICIOĞLU
Sivas Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Disiplinlerarası Savunma Sanayi Teknolojileri ve Stratejileri
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Isı pompası sistemleri birçok uygulama alanına sahip ve yaygın olarak kullanılan
teknolojilerden biridir. Savunma sanayi alanında da kendine yer bulan bu sistemler
uzak bölgelerdeki kontrol noktaları ve kalekol gibi özel alanların iklimlendirilmesinde
kullanılabilir. Son yıllarda bu ısı pompalarından toprak kaynaklı ısı pompaları yüksek
etkinlik katsayıları nedeniyle tercih edilmeye başlanmış ve üzerine yoğun çalışmalar
yapılmaya başlanmıştır. Fakat bu sistemlerinde çeşitli kısıtlamaları mevcuttur. Genel
olarak toprak altındaki ısıyı kullanan bu sistemlerin ısıtma ve soğutma döngülerinde
toprağın şarj edilmesi gereklidir. Ayrıca topraktan transfer edilecek ısı miktarı önemli
ölçüde toprak ısı değiştirgecinde dolaşan akışkanın ısıl kapasitesi ile ilişkilidir.
Fotovoltaik (PV) sistemler ise güneş ışınlarının sahip olduğu enerjiyi elektrik
enerjisine dönüştüren sistemler olarak tanımlanabilir. Bu sistemlerde de yüksek
sıcaklık verimliliği önemli ölçüde düşürür. Sıcaklık artışını engellemek ve burada atıl
olan ısıyı kullanmak amacıyla bu sistemleri birleştirmek yenilikçi yaklaşımlardan
biridir. Yukarıda bahsi geçen tüm kusurları minimize etmek amacıyla bu tez
çalışmasında nano akışkan destekli hibrit fotovoltaik termal (PV/T) – toprak kaynaklı
ısı pompası (TKIP) sisteminin uygulanabilirliği ve performans parametrelerinin
deneysel olarak analiz yapılmıştır. Analizlerde sistemin performansı toprak kaynaklı,
fotovoltaik ve termal sistemlerin performansı ile ayrı ayrı karşılaştırılarak, genel
kazanımlar ortaya koyulmuştur. Yapılan deneylerde PV/T panel çıkışındaki suyun
sıcaklığı baz alındığında, NA kullanılarak yapılan deney sonucunda, NA
kullanılmadan yapılan deneylere kıyasla panel çıkındaki akışkanın sıcaklığı yaklaşık
%15,50 oranında azalmıştır. NA kullanılarak yapılan deneylerde, NA kullanılmadan
yapılan deneylere kıyasla, 2,5 m toprak altındaki borunun sıcaklığı yaklaşık %6,2
oranında artış göstermiştir. Bunlarla beraber ısı değiştirme tankının içerisindeki
akışkanın sıcaklığı baz alındığında, NA kullanılarak yapılan deneylerde, NA
kullanılmadan yapılan deneylere kıyasla ısı değiştirme tankının içerisindeki akışkanın
sıcaklığı yaklaşık %4,05 oranında artış göstermiştir.

Abstract:
Heat pump systems are one of the widely used technologies with many application
areas. These systems, which also find a place in the field of defense industry, can be
used in special ventilation air-conditioning such as remote control points and
fortresses. In recent years, among these heat pumps, ground source heat pumps have
started to be preferred due to their high efficiency coefficients and they are left to be
operated intensively. However, this content has various contents. These systems,
which generally use ground equipment heat, include heating of these systems and
charging the ventilation in the cooling circuits. In addition, the amount of heat to be
transferred from the soil is carried by the thermal capacity of the circulating neck when
the soil temperature is changed significantly. Photovoltaic (PV) systems, on the other
hand, are directing the energy of the sun's rays into electrical energy. In these systems,
high temperature transitions are regulated significantly. Combining these systems in
order to avoid the temperature sequence and use the inert heat here is one of the
prevention approaches. In order to minimize all the above-mentioned flaws, this thesis
study was analyzed as parts of the operating system and performance parameters of
the assisted hybrid photovoltaic thermal (PV/T)-source ground heat pump (TKIP) at
nano level. In the analyzes, the performance of the system is compared with the
performance of the photovoltaic and thermal systems, and general findings are
revealed. In the experiments, the water temperature base classes at the PV/T panel exit
were reduced by approximately 15.50%, as a result of the experiment using NA, the
temperature of the time at the panel exit compared to the experiments using NA. In
experiments using NA, the temperature of the pipe containing 2.5 m of soil continues
at a rate of about 6.2%, compared to experiments without using NA. However, the
temperature base classes of the contents of the heat exchange tanks conduct about
4.05% of the temperature of the charge inside the heat exchanger, in tests using NA,
compared to tests using NA.