Toprak kaynaklı ısı pompası tasarım ve performans analizi; Kütahya örneği
Ground source heat pump design and performance analysis; Kütahya case study
Yazar: RIDVAN SARAÇOĞLU
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ARİF ÖZGÜR
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Dünyaya sonuçlarını her geçen gün daha da çok hissettiren küresel ısınmanın en büyük kaynağı olan fosil yakıtların kullanımı, gelişen teknolojiyle azaltılmaya çalışılmaktadır. Bu anlamda özellikle konutlarda ısıtma ihtiyacı için kullanılan fosil yakıtlar yerine ısı pompalarının kullanımı önemli bir alternatiftir.
Bu çalışmada, Kütahya ilinde bulunan tek katlı bir konutun TS 825 standartlarıyla yıllık toplam ısıtma ihtiyacı bulunarak, toprak kaynaklı ısı pompası (TKIP) ile konutun ısıtılması teorik olarak incelenmiştir. CoolPack programı kullanılarak farklı yoğuşturucu ve buharlaştırıcı sıcaklıklarında 10 farklı soğutucu akışkanın ayrı şekilde TKIP'de kullanılması durumunda ısı pompasının performans analizi yapılmıştır.
Bu anlamda, tüm soğutucu akışkanların farklı yoğuşturucu ve buharlaştırıcı sıcaklıklarındaki COP (Etkinlik katsayısı) değerleri ile buharlaştırıcı kapasitesi, kompresör gücü, ısı pompası performans katsayısı ve boru boyu uzunlukları hesaplanmış, elde edilen sonuçlara göre maliyet hesabı yapılmıştır. Ortaya çıkan veriler tüm soğutucu akışkanlar için ayrı ayrı karşılaştırılmıştır.
Elde edilen sonuçlara göre en yüksek COP değerine R600, en yüksek buharlaştırıcı kapasitesine R152a, en düşük buharlaştırıcı kapasitesine R404A, en yüksek kompresör gücüne R404A, en düşük kompresör gücüne R600, en yüksek ısı pompası performans katsayısına R600, en uzun boru boyuna R600, en düşük boru boyuna R404A soğutucu akışkanın sahip olduğu görülmüştür. Bu hesaplamalar doğrultusunda ekipmanlar üzerinden yapılan maliyet analizinde ise TKIP'de R404A soğutucu akışkanın kullanılması durumunda en düşük maliyetin oluştuğu görülmüştür.

Abstract:
The use fossil fuels, which is the biggest source of global warming, which makes the world feel its consequences more and more each day, is being tried to be reduced by developing technology. In this sense, the use of heat pumps is an important alternative instead of fossil fuels used for heating needs, especially in houses.
In this study, the annual total heating need of a single-storey house in Kütahya with TS 825 standards was found and the heating of the house with a ground source heat pump (TKIP) was theoretically examined. By using the CoolPack program, the performance analysis of the heat pump was made when 10 different refrigerants at different condenser and evaporator temperatures are used separately in TKIP.
In this sense, the COP ( Efficiency coefficient) values of all refrigerants at different condenser and evaporator temperatures, as well as the evaporator capacity, compressor power, heat pump performance coefficient and pipe lengths were calculated and a cost calculation was made according to the results obtained. The resulting data were compared for all refrigerants separately.
According to the result obtained, the highest COP value is R600, the highest evaporator capacity R152a, the lowest evaporator R404A, the highest compressor power R404A, the lowest compressor power R600, the highest heat pump coefficient of performance R600, the longest pipe length R600, the lowest pipe longitudinal R404A refrigerant has been observed. In the cost analysis made on the equipment in line with these calculations, it has been seen that the lowest cost occurs when R404A refrigerant is used in TKIP.