Güneş enerjisi destekli hava kaynaklı ısı pompası sisteminin yardımıyla bir evin ısıtılması, soğutulması ve evsel sıcak su ihtiyacının karşılanması üzerine fizibilite çalışması

Bu çalışmada İstanbul'da yer alan bir restoranın soğutulması, ısıtılması ve sıcak su ihtiyacının karşılanması için hava kaynaklı bir ısı pompasına (HKIP) güneş enerjisi sistemi eklenmesiyle oluşturulan hibrit bir sistem olan "güneş enerjisi destekli hava kaynaklı ısı pompası sistemi" (GDHKIP) tasarlanmıştır. Her iki sistem TRNSYS (zamana bağlı sistem simülasyonu) programı yardımıyla simüle edilmiş ve sistemin performansları ile yıllık enerji tüketimleri incelenmiş ve karşılaştırılmıştır. Ele alınan mahallin sıcaklığı, kış aylarında 22℃'de, yaz aylarında ise 24℃'de sabit tutulmuştur. Tüm yıl boyunca günde dört kere (6:00, 8:00, 20:00 ve 22:00) saatlerinde 15 dakika süreyle 300 l/h su kullanımı gerçekleştirilmiştir. Kullanılan HKIP'ye ait nominal ısıtma kapasitesi ve güç tüketim değerleri sırasıyla 50400 kJ/h ve 11340 kJ/h iken nominal soğutma kapasitesi ve güç tüketim değerleri ise sırasıyla 55800 kJ/h, 16884 kJ/h'dır. İstanbul ili iklim koşullarında farklı tank hacimleri, oda sıcaklıkları ve kolektör alanları gibi parametrelerin GDHKIP sistemi üzerine etkileri incelenmiştir. Ayrıca bu sistem sekiz farklı il iklim şartları için analiz edilmiştir. Daha sonra İstanbul ili için doğal gazlı (DG'li) ve güneş enerjisi destekli doğal gazlı (GDDG'li) sistemlerin performansları da incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; GDHKIP sistemi tarafından tüketilen enerjinin %59'u güneşten karşılanırken, HKIP sistemine göre yıllık yaklaşık %6,58 daha az enerji tüketmektedir. GDDG'li sistem ise DG'li sisteme göre yaklaşık %24,5 daha az enerji tüketmektedir. Aynı HKIP sistemi yardımıyla mahal soğutulduğunda ısıtmaya göre tüketilen güç miktarı %48,15 oranında artmaktadır. Ekonomik analiz sonucunda yıllık eşdeğer gideri en düşük olan sistemin DG'li sistem olduğu fakat yıllık işletme gideri en düşük olan sistemin ise GDDG'li sistem olduğu görülmüştür. Yıllık eşdeğer gideri en fazla olan sistem ise toplam yatırım maliyetinden dolayı GDHKIP sistemi olmuştur.