Bir binanın termal konforunu sağlamak için tasarlanan toprak hava ısı değiştiricisinin bilgisayar destekli analizi

Bu çalışmada Elazığ'daki (Türkiye) tipik bir konutun, sürekli çalışma koşulları altında toprak hava ısı değiştiricisi (EAHE) kullanılarak termal konforunu sağlamak için pasif jeotermal soğutma teknolojisi kullanılmıştır. EAHE termal performansı Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) ANSYS Fluent 12.1 programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. EAHE termal performansının analizi için Elazığ ilinin 2014 yılı Temmuz ayının maksimum ortalama sıcaklık değeri kullanılmıştır. EAHE'nin termal performansı için PVC ve çelik (%0.5 C) olmak üzere iki farklı malzeme kullanılarak farklı toprak derinlikleri (H = 1 m, 2 m, 3 m) için sayısal analizler yapılmıştır. Türbülanslı akışta Reynolds sayısının farklı değerleri (Re = 5x103, 104, 15x103, 2x104, 4x104, 6x104, 105) kullanılarak, problem kararlı koşul durumunda üç boyutlu olarak çözülmüştür. Analizler sonucunda en fazla sıcaklık düşüşü 27.67 K ile 3 m derinliğe gömülü çelik (%0.5 C) boruda, en az sıcaklık düşüşü ise 12.36 K ile 1 m derinliğe gömülü PVC boruda meydana gelmiştir. En iyi termal performansın en küçük hava giriş hızında olduğu ayrıca EAHE malzeme cinsinin termal performansı önemli ölçüde etkilemediği tespit edilmiştir. Farklı toprak derinliklerinde termal analizleri yapılan sayısal model için en iyi termal konfor şartı 1 m toprak derinliğinde elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Toprak Hava Isı Değiştiricisi, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği, Sıcaklık, Ortalama Nusselt Sayısı