Energy and exergy analysis for ground source heat pump in Batman province climate conditions

Bu çalışmada yatay tip toprak kaynaklı ısı pompasının Batman ili iklim şartlarında enerji ve ekserji özellikleri deneysel olarak araştırılmıştır. Bu amaçla Batman’da, Batman Üniversitesi Batı Raman kampüsünde yerleştirilen konteyner içerisine toprak kaynaklı ısı pompası ve çevresindeki toprak zemine toprakaltı devresi kurulmuştur. Batman Meteoroloji Müdürlüğünden 2016-2021 yılları arası 5-10-20-50- 100cm toprak kalınlıklarının maksimum sıcaklık değerleri alınmıştır. Aralık ayı boyunca yapılan deneysel ölçümler sonucunda 2m derinliğinde toprak sıcaklığının ortalama 21°C olduğu ölçülmüştür. Topraktan ısı çekilip, sistemin çalışması için 600m uzunluğunda toprak ısı değiştirici boruları 2m derinliğe yerleştirilmiştir. Deneyler sırasında iç ortam sıcaklığı, dış ortam sıcaklığı, su (%90)-monoetilen glikol (%10) karışımının buharlaştırıcıya giriş çıkış sıcaklığı, soğutucu akışkanın ısı pompası elemanlarına giriş çıkış sıcaklıkları, ısıtma suyunun radyatörlere gidiş ve dönüş sıcaklıkları ölçülmüştür. Ayrıca kompresör giriş ve çıkış basınçları, su-monoetilen glikol karışımının ve ısıtma suyunun debisi ve güç tüketimleri de ayrıca ölçülmüştür. 2 Aralık günü yapılan deneylerde en yüksek COPıp değeri 2,43, 3 Aralık günü ise en yüksek COPıp değeri 2,40, 4 Aralık günü en yüksek COPıp değeri 2,36 olarak hesaplanmıştır. 2 Aralık günü yapılan deneylerde maksimum COPsis değeri 2,26, 3 Aralık en yüksek COPsis değeri 2,23, 4 Aralık günü en yüksek COPsis değeri 2,20 olarak hesaplanmıştır. Sistem elemanları ile ilgili ekserji analizi sonuçlarına göre ekserji kaybı değerleri; en yüksek akümülasyon tankında 0,84kW daha sonra sırasıyla kompresörde 0,45kW, evaporatörde 0,26kW, radyatörde 0,23kW, kondenserde 0,219kW olarak hesaplanmıştır. Isı pompası ekserji verimi %36,17, TKIP sistem verimi ise %33,6 olarak hesaplanmıştır.