Karadeniz bölgesindeki konutların güneş destekli ısı pompaları yardımıyla ısıtılabilirliğinin incelenmesi

Abstract

ÖZET Bölgemizde konutların güneş enerjisi ve ısı pompaları yardımı ile ısıtılabilirliğini araştırmak amacıyla güneş destekli ısı pompası de ney düzeneği kurulmuştur. Bu deney düzeneği, 18 adet su soğutmalı düzlemsel güneş kollektörü, güneş enerjisini gizli ısı şeklinde depolayan enerji depolama tankı, hava ve su kaynaklı ısı pompası, bir adet sudan havaya ısı eşanjörü, sistemdeki suyun dolaşımını sağlayan su sirkülas- 2 yon pompası, ısıtma ortamı olarak kullanılan 75 m lik laboratuar, ısıtma kanalları, ölçüm elemanları ve diğer yardımcı cihazlardan mey dana gelmiştir. Bu çalışmada; güneş enerjili ısıtma sistemi, güneş destekli ve enerji depolu seri ısı pompası sistemi, güneş destekli ve enerji depolu paralel ısı pompası sistemi ile bu sistemlerin birlikte kullanıldığı çift kaynaklı ısı pompası sistemi deneysel olarak incelenmiştir. Ekonomik analiz yapılarak sistemler birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Deneyler 1991 ve 1992 yıllarında ısıtma sezonu boyunca (Aralık ayından Mayıs ayına kadar) yapılmıştır. ölçümler bilgisayar programı yardımı ile değerlendirilerek incelenen sistemlerin kollektör verimleri, depolama verimleri, ısı pompa sının performans katsayıları, herbir ısıtma mevsimi için binanın ısı yükü ile sistemlerin bu ısı yükünü karşılama oranları hesaplanarak el de edilen sonuçlara göre sistemlerin karşılaştırılmaları yapılmıştır. Ayrıca literatürde verilen bir simulasyon programını (SOLS İM) sis temimize uygun hale getirerek deneysel verilerin teorik değerlerle karşılaştırılması yapılmıştır. Sonuç olarak, teorik, deneysel ve ekonomik değerlendirmelere göre Karadeniz bölgesindeki konutları ısıtmak için geleneksel ısıtma sis temlerine alternatif olarak güneş destekli ve enerji depolu seri ısı pompası sistemi önerilebilir.

SUMMARY in order to investigate the heating of the buildings in our region with solar energy and heat pump, an experimental set-up was 2 constructed. This experimental apparatus consists of 30 m flat-plate 2 water-cooled solar collectors, a laboratory with 75 m floor-area for heating purpose, a latent heat thermal energy storage tank that is filled by encapsulated phase-change material (PCM) for storing solar energy, a heat pump with air and water heat source, a water-to-air heat exchanger, a water circulating pump, measuring and other auxilary equipment. in this study, solar heating system, solar-assisted series heat- pump system with energy storage, solar-assisted parallel heat-pump system with energy storage and dual-source heat-pump system were investigated experimentally. in order to compare of the heating systems with each other, an economical analysis was made by using payback period (PBP) and life cycle total savings (LCTS) methods. Experiments were made during the heating season (from December to May) of 1991 and 1992. The experimentally obtained results were used to calculate collector efficiencies, storage efficiencies, heat-pump coefficient of performance (COP) of the systems, seasonal heating load of the buil- ding and solar heating fraction by using a computer program. Also, a simulation program (SOLSIM) that given in literatüre, was modified for our system and it used to compare the experimental results with the theoretical results.