Toprak hava ısı değiştirici kullanımı ile bir seranın pasif iklimlendirilmesi

Bu çalışmayla tarım sektörü faaliyetleri arasında yer alan sera üretimindeki iklimlendirme koşulları araştırılmış, enerji verimliliğinde iyileştirme yapılması amaçlanmıştır. Eskişehir ilinde (Türkiye) toprak hava ısı değiştiricisi (THID) sistemi kullanılarak bir seranın pasif iklimlendirme sisteminin sayısal analizi amaçlanmıştır. Tarım sektörünün bir parçası haline gelen seracılıkta yaz ve kış mevsimlerinde de üretimin aksamadan devam etmesi amacıyla bu çalışma kapsamında uzunluğu 66 metre, et kalınlığı 0,002 metre ve çapı 0,2 metre olan alüminyum boru kullanılmıştır. Toprak hava ısı değiştiricisine 0°C ile giren dış ortam havasının sıcaklığı sistem çıkışında 19°C yükseltilerek sera içerisine bu sıcaklıkta girmesi sağlanmıştır. SST k- 𝜔 (Omega) türbülans yöntemi kullanılarak çözümleme yapılmıştır. Toprak hava ısı değiştiricisiyle entegre bu serada ısı eşanjörü (h=3) metre derinliğe gömülmüştür. Güneş ışınımı kaynaklı seraya kış aylarında ortalama 170 W/m2 ışınım miktarı düşerek ek ısıtma sağlanmıştır. Dolayısıyla sera için ihtiyaç duyulan sıcaklık elde edilmiştir. Sistemin doğal taşınımlı pasif ısıtması yapılmıştır. Sera içindeki tüm havanın değişmesi için geçen süre 17 saat olarak bulunmuştur. Maliyet analizi sonucu amortisman süresi 18 ay olarak hesaplanmıştır. Matematiksel model kullanılarak, enerji tasarrufu, verimliliği ve de maliyet yönünden faydaları bu çalışmada ele alınmıştır.