TOPRAK KAYNAKLI ISI POMPASININ SİVAS ŞARTLARINDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI
Tez Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Sivas Cumhuriyet Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tez Danışmanı: Ertan Buyruk
Tezin Onay Tarihi: 2018
Tezin Dili: Türkçe
Desteklendiği Program: Diğer
Özet:
Gelişmekte olan ülkemizde enerji
gerekli ve önemli bir konudur. Ekonomik büyümenin enerji ve çevre üzerine çok
büyük etkisi vardır. Yerli enerji üretimini artırmak ve sürdürebilmek, mevcut
enerjiyi iyi bir şekilde kullanmak,
enerjinin verimliliği artırmak ile dışa bağımlılığı azaltmak, gelişmişliği
üst seviyeler çıkarabilmek, sera gazı salınımını azaltmak ve çevreyi korumak
adına fosil yakıtlardan yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelmek gerekir.
Ülkemizde enerji kaynakları
bakımından % 70 dışa bağımlıdır. Türkiye’nin birincil enerji tüketiminin %90’na
yakını fosil yakıtlardır. Fosil yakıtlarda büyük oranda dışa bağımlıyız. Enerji
Bakanlığı, 2020 yılı itibariyle Türkiye’nin enerji tüketiminin yıllık 222 mtep’e
ulaşmasını öngörmektedir. Şu an yürürlükte olan enerji politikası 2020 yılı
itibariyle bu talebin karşılanışında yerli ve yenilenebilir enerji
kaynaklarının oranını mümkün olduğunca artırmayı ve önümüzdeki 10 yıllık süre
içerisinde enerjide ülkenin dışa bağımlılığında %3’lük bir azalmayı
öngörmektedir. Enerji tüketiminizin %30 luk kısmı ısınma ve soğutma giderleri
olarak karşımıza çıkmaktadır. Binaları ısıtmak için kullanılan enerjiden
tasarruf etmek için ısının iç ortamda muhafaza edilmesiyle sağlanır. Yalıtım
ile birlikte ısıyı elde etmek için yenilenebilir enerji kaynakları ile beraber
kullanılabilecek alternatif teknolojiler geliştirilmeli, sanayide ve evsel
kullanılabilirliğini sağlaması gereklidir. İşte bu uygulamalardan olan ısı pompası, ısıtma ve
soğutma ihtiyacını gidermek için dışa bağımlılığı azaltmak ve çevreyi korumak
adına karşımıza çıkmaktadır.
Son yirmi yılda, toprak kaynaklı
ısı pompası(TKIP) sistemleri, ısıtma, soğutma ve endüstriyel uygulamalarda Batı
ve Avrupa ülkelerinde enerji tasarrufu amacıyla yaygınlaşmıştır. TKIP
sistemleri, elektrik enerjisi ile ısıtma ve soğutma yapılmasını sağlayan
sistemler olduklarından çevre dostu bir sistem olarak, özellikle ABD, Kanada,
Almanya ve başta İsveç olmak üzere, İskandinav ülkelerinde uzun zamandır
kullanılmaktadır. Bu ülkeler tarafından CO2 emisyonun azaltılması ve
yeşil çevreye katkı sağlamak için kullanılmıştır. Yapılan çalışmalarda daha az
enerji tüketimi ile doğadan sağlanan enerji ile ısınma ve soğutma ihtiyacı
giderilmektedir.
Sunulan çalışmada, Sivas ilinde
toprak kaynaklı ısı pompasının kullanılabilirliği araştırılmıştır. Yatay tip
toprak kaynaklı ısı pompası deney sistemi Sivas Cumhuriyet Üniversitesi
yerleşkesinde bulunan enerji evine kurulmuştur. Toprak altı ısı değiştiricisi,
toplam boru boyu 370 m ve 4 hat şeklinde oluşturulmuş ve 2,5 m toprak
derinliğine yerleştirilmiştir. Topraktan su - antifriz karışımı dolaştırılarak ısı
çekilmiştir.
2016 yılının Aralık ayında
gerçekleştirilen deneyler sırasında iç ortam sıcaklığı, dış ortam sıcaklığı,
su-antifriz karışımının buharlaştırıcıya giriş çıkış sıcaklığı, soğutucu
akışkanın ısı pompası elemanlarına giriş çıkış sıcaklıkları, ısıtma suyunun
radyatörlere gidiş ve dönüş sıcaklıkları ve farklı derinliklerde toprak
sıcaklıkları ölçülmüştür. Ayrıca kompresör giriş ve çıkış basınçları,
su-antifriz karışımının ve ısıtma suyunun debisi ve güç tüketimleri
ölçülmüştür.
Sistemde yapılan analizlere göre her
bir sistem elemanının ekserji kaybı ekserji verimi, ekserji kaybı oranı ve termodinamik
mükemmellik derecesi incelenmiştir. Isı pompasının ve Sistemin ekserji verimi
sırasıyla %34 -% 30 ve %29-%26 arasında elde edilmiştir.
Anahtar kelimeler: