Toprak kaynaklı ısı pompası performansına etki eden parametrelerin araştırılması
Investigation of parameters effecting performance of a ground source heat pump
Yazar: HİKMET ESEN
Danışman: DOÇ.DR. MUSTAFA İNALLI
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2002
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Elazığ = Elazığ ; Performans = Performance ; Toprak kaynaklı ısı pompası = Ground source heat pump

Özet:
ÖZET Yüksek Lisans Tezi TOPRAK KAYNAKLI ISI POMPASI PERFORMANSINA ETKİ EDEN PARAMETRELERİN ARAŞTIRILMASI Hikmet ESEN Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği Anabilim Dalı 2002, Sayfa: 83 Isı pompalan çevrimden atılan ısının kullanıldığı ve bu ısının daha soğuk bir kaynaktan alındığı genellikle buhar sıkıştırmalı bir soğutma uygulamasıdır. Optimum performans, daha yüksek sıcaklıktaki bir bölgeye belirli miktardaki ısıyı atmak için gerekli işin minimuma indirilmesi ile elde edilmektedir. Isı pompası ılık mevsimlerde, bir iklimlendirme cihazı, daha soğuk mevsimlerde ise bir ısıtma ünitesi olarak çalışmak için dizayn edilebilmektedir. Toprak kaynaklı ısı pompası sistemleri daha çok ticari binalar ve konutların ısıtılması veya soğutulması için kullanılmaktadır. Toprak sıcaklığı genellikle yıl boyunca sabittir, fakat toprak sıcaklığı, büyük oranda toprak cinsine ve nem içeriğine bağlı olarak değişmektedir. Bu çalışma, ısıtma için kullanılan bir ısı pompasının performansına toprak kaynaklı yatay ısı değiştiricisinin derinliği ve ısı değiştiricisinde dolaştırılan salamura debisi gibi parametrelerin etkisini deneysel olarak değerlendirmeyi amaçlamıştır. Ayrıca topraktaki sıcaklık dağılımını tespit etmek için bir teorik model geliştirilmiştir. Sayısal analizde sonlu fark yaklaşımı kullanılmıştır. Teorik model sonuçlan ile deneysel sonuçların uyum içinde olduğu gözlenmiştir. Elazığ ilinde gerçekleştirilen deneysel sonuçlarda, 2 m derinlikteki ısı değiştiricisinin 1 m derinlikteki ısı değiştiricisinden daha yüksek bir ısı pompası performans değeri sağladığı gözlenmiştir. Ayrıca, salamura debisinin artması ile ısı pompasının çalıştırılması için gerekli elektriksel gücün arttığı ve dolayısıyla ısı pompası COP değerinin düştüğü belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Toprak kaynaklı ısı pompası, teorik model, deneysel performans. XIII

Abstract:
ABSTRACT Master Thesis INVESTIGATION OF PARAMETERS EFFECTING PERFORMANCE OF A GROUND SOURCE HEAT PUMP Hikmet ESEN Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Mechanical Engineering 2002, Page: 83 The heat pumps are generally an application of vapor compression refrigeration systems where the rejected heat from the cycle is used as a heat supply and the added heat is taken from a cold source. Optimum performance is achieved as the amount of work required for a specified amount of heat delivered to the higher temperature region is rrunimized. The heat pump can be designed to operate as an air conditioner in warm seasons and a heating unit during the colder seasons. Ground source heat pump systems are usually used for heating or cooling of commercial and residential buildings. In general, temperature of the soil almost during the year is stable; however, temperature of the soil greatly affected by the type of soil and moisture content. The present study had the goal to validate the effects of the parameters such as the depth of earth coupled heat exchanger, and the mass flow rate of the brine on the performance of a ground source heat pump used for space heating experimentally. In addition, a theoretical model had been developed to determine the temperature distribution in the soil. The finite difference approximation is used for numerical analysis. It is observed that theoretical results agree with the experimental results. The experimental results performed in Elazığ indicate that the horizontal heat exchanger with depth of 2 m gives a higher heat pump performance than the depth of 1 m. The results also show that increasing of the mass flow rate of the brine increases the electric power required to work heat pump and consequently decreases the COP of the heat pump. Key Words: Ground source heat pump, theoretical model, experimentally performance XTV