Van bölgesi için yenilikçi güneş destekli toprak kaynaklı ısı pompası modellenmesi ve simülasyonu

Abstract

`Toprak Kaynaklı Isı Pompası` (TKIP)'ın toprakta depolanan ısı enerjisini kullanarak binaların, çeşitli mühendislik yapıların ısıtılması ve soğutulmasında, ayrıca sıcak su üretiminde kullanılan bir sistemdir. Bu çalışmada soğuk iklim koşullarına sahip bölgelerde TKIP ve BTES sistemlerinin birlikte uygulanması modellenmesi ve MATLAB programı kullanılarak hesaplamaları yapılmıştır. Modellenen sistemde farklı yüzeylerde sıcaklık dağılımları elde edilmiştir. Ayrıca sistemin ısı kayıpları, verimi ve ısı çekim değerleri de hesaplanmıştır. Sistemden en çok ısı çekiminin Ocak ve Aralık aylarında olduğu, aynı zamanda en fazla ısı kaybının da bu aylarda olduğu tespit edilmiştir. Sonuçlar değerlendirildiğinde çekilen ısının belirlenen konutun ısıtılması için yüzde yüz aktartılabilmesi durumunda yeterli olacağı görülmüştür. Fakat dünyada ki hiçbir ısı transfer sistemi yüzde yüz verime sahip değildir. Bu yüzden konutun için ısıtılması için gerekli çekilen ısının yetersizliği söz konusudur. Bu durumun sebebinin ise depolanan ısı miktarının çekilmek istenilen ısı miktarına nazaran yetersiz kalmasıdır ve bu durum büyük oranda belirlenen ısı depolama hacminin artırılması ile aşılabilir. Sistem için gerekli iyileştirmeler yapılması durumunda özellikle güneş potansiyeli veya jeotermal kaynakları fazla olan soğuk iklim bölgelerindeki ısıtma için TKIP ve BTES sistemlerinin rahatlıkla kullanılabileceği gözlemlenmiştir

Underground source heat pump (USHP) is a system to get heat energy from various heat sources inculuding the earth termal energy. This system is widely used for heating and cooling buildings, various engineering structures also supplies the hot water needs for these structures. Borehole termal energy stroage ( BTES) is a method of storing thermal energy in a specific area of the soil.In this study , USHP and BTES systems are apllied together and also has been modelled via using MATLAB software for areas wihch has cold climates conditions .For various plaines temperature disturibition has been calculated in tihs model. Also heat loss, effiency and heat suction values calculated annually and monthly fort the system. Month May has been picked as starting month for annually calculations which includes heat suction calculations. Monthly results shows that highest effiency and temperature values are obtained in Jully, lowest effiency and temperature values are optained in December. In additon trough annually results highest effincy values are optained for May, highest temperature values in Jully, highest heat suction values, most of the heat loss are obtained for December and January. Results shows that obtained heat is enough for keeping stable temperature in the selected building if only absorbed heat can be transfered for around hundred percent efficiency. But there in no such highly efficient heat transfer system in the world. So that some predicaments are made for increasing the efficiency of the system. USHP and BTES systems are pretty rational, if not all but the some of predicted improvements are applied to the system, especially for high solar or geothermal potential included cold climate areas.