Güneş ve toprak enerjisi kaynaklı ısı pompasının Elazığ şartlarında konut ısıtması için kullanımının araştırılması

Ülkemizin iklim ve toprak özellikleri, toprak kaynaklı ısı pompası sistemleri için çok uygundur. Ülkelerin, elektrik enerjisi tüketiminin % 25'inden fazlası konutların ısıtılması ve soğutulması masraflarına gitmektedir. Tüketicilerin elektrik talepleri, teknolojinin gelişmesiyle sürekli artmaktadır. Toprak kaynaklı ısı pompaları, toprağın içindeki ısının kararlı değişmesi ve soğuk iklimlerde performansını yüksek seviyede tutması nedeniyle enerjinin kullanımında daha etkili sonuçlar ortaya çıkarır.Yapılacak çalışmada 12 m2 alanındaki deney odası Elazığ şartlarında güneş ve toprak kaynaklı ısı pompası ile ısıtılmıştır. Slinky toprak ısı değiştirgeci borularını yerleştirebilmek için 1 m eninde, 2 m derinliğinde ve 15 m uzunluğunda iki tane çukur kazılmıştır. Slinky borular çukur içine yatay ve dikey olarak yerleştirilerek sirkülasyon pompasıyla su-antifriz karışımı yatay ve dikey slinky toprak ısı değiştirgeçleri içinde dolaştırılmıştır. Topraktan çekilen ısı, ısı pompası vasıtasıyla ısıtılacak ortama atılmıştır. Ayrıca sistem, yerleştirilen 6 adet düzlemsel güneş kollektörü ile güneş kaynaklı olarak da çalıştırılmıştır. Böylece çalıştırılan sistemlerin performansları karşılaştırılmıştır. Ayrıca, sistemlerin ekserji analizleri ile ikinci kanun verimleri hesaplanarak, karşılaştırmalar da yapılmıştır.Ekserji analizi hesaplamalarından bulunan sonuçlar şöyle özetlenebilir: ısı pompasının ünite bazında 0.1 kg/s debili yatay slinky toprak ısı değiştirgeçli(TID) ısı pompası için ekserji verimi %44.8, 0.1 kg/s debili dikey slinky TID ısı pompası için ekserji verimi %43.3, güneş kaynaklı ısı pompası için ekserji verimi %41.1 iken sistem bazında bu değerler sırasıyla %36.7, %35.4 ve % 36.6 olarak hesaplanmıştır.