Pasif iklimlendirme sisteminde değişik tiplerde toprak-hava ısı değiştiricilerinin sayısal incelenmesi

Bu çalışmada, Bitlis (Türkiye) ilinin yaz ve kış iklim koşulları için üç boyutlu olarak modellenen eşit boru uzunluklarına sahip farklı tipteki 8 adet toprak–hava ısı değiştirici (THID) sisteminin (4 adet yatay ve 4 adet düşey) soğutma ve ısıtma performans analizleri ANSYS Fluent 19.2 yazılım programında araştırılmıştır. THID sistemlerinin ısıl analizleri Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiğine (HAD) dayalı yazılım programının kararlı koşul durumunda standart k-ε türbülans modeli kullanılarak değerlendirilmiştir. Re sayısının 2x104 değeri için gerçekleştirilen ısıl analizler sonucunda en iyi ısıl performansı Y–Model III ve D–Model IV THID sistemleri sağlamıştır. Parametrik analizler sonucunda hava giriş hızı ve boru iç çapındaki artışın THID ısıl performansını önemli derecede etkilediği bunula birlikte toprak ısıl iletkenliğinin THID ısıl performansını daha az etkilediği tespit edilmiştir. En iyi ısıl performansı sağlayan THID sistemleri (Y–model III ve D–model IV) için Re sayısının farklı değerleri (Re = 5x103, 104, 2x104, 4x104, 6x104, 8x104, 105) kullanılarak daha kapsamlı soğutma ve ısıtma performans analizleri gerçekleştirilmiştir. Soğutma durumunda Re sayısının 5x103, 104, 2x104, 4x104, 6x104 ve 8x104 değerleri için en iyi ısıl performansı D–Model IV THID sistemi, Re sayısının 105 değeri için en iyi ısıl performansı Y–Model III THID sistemi sağlamıştır. Isıtma durumunda Re sayısının 5x103, 104 ve 2x104 değerleri için en iyi ısıl performansı D–Model IV THID sistemi, Re sayısının 4x104, 6x104, 8x104 ve 105 değerleri için en iyi ısıl performansı Y–Model III THID sistemi sağlamıştır. En yüksek COP değerleri soğutma ve ısıtma durumları için sırasıyla 505.735 ve 1146.719 ile D–Model IV THID sistemi tarafından sağlanmıştır. En yüksek ekserji kaybı hızları soğutma ve ısıtma durumları için sırasıyla 32.586 W ve 52.728 W ile D–Model IV THID sisteminden elde edilmiştir. En yüksek ekserji verimlerini soğutma ve ısıtma durumları için sırasıyla %42.56 ve %45.90 ile D–Model IV THID sistemi sağlamıştır.